Optimiser le câblage des panneaux solaires : Guide de configuration série-parallèle

Connexion série-parallèle des panneaux solaires à la batterie et à l'onduleur

Pour les petites charges résidentielles, la combinaison série-parallèle des panneaux solaires est un raccordement moins courant (mais possible) vers les batteries, charges AC et DC via le régulateur de charge, la batterie et l'onduleur/UPS. Pour différents systèmes de câblage possibles, nous pouvons connecter les panneaux solaires et les batteries en série, en parallèle ou en combinaison complexe, c.-à-d. série-parallèle selon nos besoins et le système conçu.

Dans ce tutoriel, nous montrerons le câblage de base des panneaux photovoltaïques en connexion série-parallèle vers une ou plusieurs batteries, un régulateur de charge, des charges AC et DC via le régulateur de charge et un onduleur.

• Article connexe : Comment câbler des batteries en série-parallèle à un panneau solaire ?

Cet arrangement est nécessaire lorsque nous voulons doubler le niveau de tension (la tension est additive et le courant est le même en connexion série) ainsi que le courant de charge (le courant est additif et la tension est la même en connexion parallèle) du panneau solaire vers les batteries et autres points de charge. Dans ce cas, nous devrons connecter plusieurs panneaux solaires (champ photovoltaïque) en connexion série-parallèle vers les batteries et points de charge.

En connectant les panneaux photovoltaïques en configuration série-parallèle, nous obtenons les avantages des deux connexions, c.-à-d. doubler le niveau de tension et augmenter le courant nominal des panneaux solaires vers les batteries et charges AC/DC.

Tension et courant dans les panneaux solaires connectés en série-parallèle

Supposons que nous ayons des panneaux solaires de 12V, 10A, 120W connectés en connexion série-parallèle.

Un ensemble de deux panneaux solaires connectés en série

Tension en série :

V₁ + V₂ ….. + V_n

12V + 12V = 24V. … (La tension est additive en connexion série)

Courant en série :

I₁ = I₂ ….. = I_n

10A = 10A = 10Ah … (Le courant est le même en connexion série).

Maintenant, nous avons deux ensembles de panneaux solaires connectés en série. Si nous connectons ces deux ensembles en parallèle :

Tension en parallèle :

V₁ = V₂ ….. = V_n

24V = 24V = 24V … (La tension est la même en connexion parallèle

Courant en parallèle :

I₁ + I₂ ….. + I_n

10A + 10A = 20A … (Le courant est additif en connexion parallèle).

Finalement, nous obtenons 24V, 20A à partir de quatre panneaux PV chacun de 12V et 10A, c.-à-d. nous avons doublé à la fois la tension et la capacité de courant des panneaux solaires, par ex. tension de 12V à 24V et ampérage de 10Ah à 200Ah en connectant les panneaux PV en configuration série-parallèle.

Câblage des panneaux photovoltaïques en connexion série-parallèle

Pour effectuer ce câblage, créez deux ensembles (paires) de panneaux PV et connectez-les en série. Ainsi, vous aurez deux paires de panneaux solaires connectés en série. Maintenant, connectez les deux ensembles de panneaux solaires connectés en série en parallèle comme montré dans la figure suivante. Maintenant, vous avez quatre panneaux solaires de 12V, 10A connectés en configuration série-parallèle.

Ensuite, vous pouvez connecter ces panneaux solaires à un régulateur de charge. Une charge DC de base (12 ou 24V) peut être alimentée directement en la connectant au régulateur de charge.

La charge AC peut être alimentée de deux manières. Premièrement, elle peut être alimentée directement par l'énergie solaire pendant l'ensoleillement normal (jour). Deuxièmement, la charge AC (120V/230V AC) peut être alimentée par l'énergie stockée dans les batteries via un onduleur pendant l'ombrage (ou la nuit). Gardez à l'esprit que le nombre de panneaux solaires et de batteries dépend des exigences de charge où les panneaux solaires continuent de charger les batteries ainsi que d'alimenter la charge AC.

Le schéma de câblage panneau solaire et batterie suivant montre comment câbler quatre panneaux solaires 12V en connexion série-parallèle à une batterie 24V, 400Ah avec un système d'onduleur automatique. Notez que le nombre de panneaux solaires et de batteries dépend de la conception du système et des exigences de charge, c.-à-d. plusieurs batteries et panneaux solaires peuvent être connectés en série, en parallèle ou en connexion série-parallèle pour augmenter la capacité en Ah et le stockage. (nous en avons discuté dans l'article précédent).

Ce câblage est entièrement automatique grâce au câblage UPS automatique, c.-à-d. pas besoin d'installer un commutateur de changement automatique ou manuel / ATS pour basculer entre l'énergie solaire ou l'énergie stockée dans les batteries vers les points de charge.

Bon à savoir :

• Le courant est additif tandis que la tension est la même en connexion parallèle.
• Le courant est le même tandis que la tension est additive en connexion série.
• Seuls des panneaux solaires de même puissance peuvent être connectés en série, en parallèle ou en connexion série-parallèle.
• Un panneau solaire 12V ne peut être connecté en (série, parallèle ou série-parallèle) qu'avec un autre panneau solaire 12V.
• Un panneau solaire 12V ne doit pas être connecté (en série, parallèle ou série-parallèle) à un panneau solaire 6V ou 24V.

Schéma de câblage et d'installation de panneaux solaires connexes :

• Comment câbler un panneau solaire et des batteries en série pour un système 24V ?
• Comment câbler un panneau solaire et des batteries en parallèle pour un système 12V ?
• Comment câbler des panneaux solaires et des batteries en connexion série-parallèle ?
• Comment câbler des panneaux solaires en série et des batteries en parallèle ? Système 12/24/48V
• Comment câbler des panneaux solaires en parallèle et des batteries en série ? Système 24V
• Composants de base nécessaires pour l'installation d'un système de panneaux solaires
• Combien de watts de panneau solaire avez-vous besoin pour les appareils domestiques ?