Calculer la Taille Idéale de Votre Régulateur de Charge Solaire : Guide Pratique

Qu'est-ce qu'un Régulateur de Charge Solaire ? Types, Dimensionnement et Sélection des Régulateurs PWM & MPPT

Les régulateurs de charge solaires sont une partie vitale de toute installation solaire. Ils protègent vos composants de stockage de batterie et assurent qu'ils fonctionnent de manière fluide et fiable sur la durée de vie de votre dispositif. Dans l'article suivant, nous discuterons d'une Introduction aux convertisseurs DC-DC, régulateurs de charge, et MPPT dans un système PV solaire.

Que sont les Régulateurs de Charge Solaires ?

Le régulateur de charge dans votre installation solaire est placé entre la source d'énergie (panneaux solaires) et le stockage (batteries). Les régulateurs de charge empêchent vos batteries d'être surchargées en limitant le volume et l'intensité de charge. Ils évitent souvent que la batterie ne soit déchargée en arrêtant le dispositif si la puissance de stockage tombait en dessous de 50 pour cent de capacité. Les batteries se chargent au bon niveau de tension. Cela aide à protéger la durée de vie et la santé des batteries.

Convertisseurs DC-DC :

Les convertisseurs DC-DC sont largement utilisés pour convertir une tension DC non régulée ou non contrôlée en une tension DC régulée ou contrôlée comme montré figure 1.

Outre la conversion de tension non contrôlée à tension contrôlée, ces convertisseurs convertissent la tension d'un niveau à un autre niveau (haut ou bas). Par exemple, nous avons un système PV qui produit une tension de sortie 24 V dc mais la sortie AC de l'onduleur doit être 230 V, donc nous avons besoin d'une tension d'entrée dc plus élevée à l'entrée de l'onduleur.

Pour obtenir cela, nous connectons un convertisseur dc-dc entre le réseau PV et l'onduleur. Ces convertisseurs dc-dc jouent un rôle très significatif dans notre système PV solaire. Ils sont utilisés comme régulateurs de charge, trackers de point de puissance maximum, et agissent comme interface avec la source PV pour différents types de charges. Leur application inclut aussi la régulation de bus de puissance, l'augmentation de courant, et l'isolation de bruit.

Dans le convertisseur DC-DC, tant l'entrée que la sortie ont un flux DC. Il est possible de déterminer la puissance DC d'entrée si nous connaissons la tension et le courant d'entrée, de même, nous pouvons déterminer la puissance de sortie si nous connaissons la tension et le courant de sortie. Une fois que nous connaissons la puissance d'entrée et de sortie, l'efficacité du convertisseur de puissance peut être facilement déterminée.

Prenons un exemple de convertisseur DC-DC où une batterie de 50 V est connectée, fournissant un courant d'entrée de 8 A. À la sortie du convertisseur, la mesure de tension montre une tension de 100 V et la mesure de courant montre un courant de 3,6 A. Déterminez la puissance d'entrée et de sortie, la perte de puissance dans le convertisseur, et l'efficacité du convertisseur.

• Tension d'entrée = 50 V
• Courant d'entrée = 8 A
• Tension de sortie = 100 V
• Courant de sortie = 3,6 A

Ainsi, Puissance d'entrée = Tension d'entrée × Courant d'entrée

Puissance d'entrée = 50 × 8 = 400 W

De même, la puissance de sortie peut être déterminée comme suit ;

Puissance de sortie = Tension de sortie × Courant de sortie

Puissance de sortie = 100 × 3,6 = 360 W

La perte de puissance dans le convertisseur peut être déterminée comme suit ;

Perte de puissance = Puissance d'entrée – Puissance de sortie

Perte de puissance = 400 – 360 = 40 W

L'efficacité du convertisseur est déterminée comme suit ;

Efficacité % = (puissance de sortie/puissance d'entrée) × 100

Efficacité % = (360/400) × 100 = 90 %

Fonctionnement & Fonction des Régulateurs de Charge :

En termes simples, vous pouvez considérer un régulateur de charge solaire comme un régulateur normal qui prolonge la durée de vie des batteries solaires. Dans la plupart des régulateurs de charge solaires, le courant passe à travers un semi-conducteur qui sert de vanne pour réguler le courant.

Les régulateurs de charge empêchent souvent les batteries d'être surchargées en réduisant le flux de la batterie pour ne pas dépasser une tension spécifique. La surcharge des batteries peut être particulièrement nocive pour la batterie elle-même, donc les contrôleurs de charge sont particulièrement critiques.

C'est le contrôleur qui aide à contrôler le flux de charge depuis et vers la batterie. Il maintient la longue durée de vie et la performance de la batterie en empêchant la décharge profonde et la surcharge de la batterie. Lorsqu'un module PV est connecté à une batterie via un régulateur de charge, le régulateur déconnecterait le PV de la batterie pour éviter la surcharge.

De même, lorsqu'une batterie est connectée à une charge via un régulateur de charge, le contrôleur déconnectera la charge de la batterie s'il détecte une surdécharge. Une telle capacité du régulateur de charge aide à prolonger la durée de vie et la performance de la batterie.

La surcharge et la décharge profonde de la batterie sont détectées en mesurant le niveau de tension de la batterie connectée. En cas de surcharge, la tension de la batterie augmente au-dessus d'un certain niveau de tension ; de même, en cas de décharge profonde, la tension de la batterie diminue en dessous d'un certain niveau de tension.

Le régulateur de charge peut déconnecter la batterie dans ces deux conditions mentionnées ci-dessus. Le régulateur de charge reconnecte aussi la batterie quand le niveau de tension a atteint le niveau de fonctionnement normal.

En raison de la surcharge, le niveau de tension de la batterie monte haut et le régulateur de charge déconnecte la batterie du module PV (ou source DC de charge), mais quand le niveau de tension baisse à cause de l'utilisation de la batterie par la charge, le régulateur de charge détecte cette chute de tension et reconnecte le module PV (ou source DC de charge) pour charger la batterie.

Une chose similaire peut s'observer en cas de décharge profonde quand la batterie est coupée (de la charge) à cause d'une chute de tension en dessous d'un certain niveau. Maintenant, si la batterie est en condition de charge, le niveau de tension aux bornes montera après un moment à cause du processus de charge. Cette hausse de niveau de tension est détectée et si elle est au-dessus d'un niveau de coupure bas, le contrôleur reconnectera la batterie à la charge pour que la charge puisse utiliser l'énergie stockée dans la batterie.

Les régulateurs de charge solaires fournissent aussi plusieurs autres fonctionnalités essentielles, incluant la protection contre les surcharges, la déconnexion basse tension, et le blocage du courant inverse.

Protection contre les surcharges : Les régulateurs de charge ont le rôle essentiel de protection contre les surcharges. Si le courant circulant dans votre batterie est bien plus élevé que le circuit peut gérer, votre dispositif peut surcharger. Cela peut mener à la surchauffe ou même aux explosions. Les régulateurs de charge évitent que la surcharge ne se produise. Dans les systèmes plus grands, une double protection de sécurité avec disjoncteurs ou fusibles est aussi essentielle.

Déconnexions basse tension : Cela agit comme une déconnexion automatique des charges non critiques de la batterie quand la tension tombe en dessous du seuil défini. Quand il est alimenté, il se reconnectera immédiatement à la batterie. Cela va éviter la surdécharge.

Blocage du flux de courants inverses : Les panneaux solaires envoient le courant à travers la batterie dans un seul sens. La nuit, les panneaux peuvent, bien sûr, transférer certaines charges dans le sens inverse. Cela peut déclencher une décharge mineure de la batterie. Les contrôleurs de charge évitent cela en servant de vanne.

Types de Régulateurs de Charge :

Les deux régulateurs de charge largement utilisés sont :

1. Régulateurs de charge à Suivi du Point de Puissance Maximum (MPPT)
2. Régulateurs de charge à Modulation de Largeur d'Impulsion (PWM)

Dans le cas des régulateurs de charge MPPT, la tension à travers le parc de batteries et le réseau PV est différente. Ce type de régulateur de charge fonctionne au point de puissance maximum du réseau PV pour délivrer la puissance maximale possible disponible de l'irradiance.

Ce type de régulateurs de charge permet d'avoir une tension de réseau PV plus élevée que la tension du parc de batteries connecté à notre système. L'avantage est que plus la tension est élevée, plus le courant sera faible pour le même flux de puissance. Ainsi, nous pouvons utiliser du fil de plus petit calibre ce qui réduit le coût du fil dans le système.

D'autre part, les régulateurs de charge à Modulation de Largeur d'Impulsion (PWM) ont une tension identique à travers le réseau PV et le parc de batteries connecté au système.

Diverses Caractéristiques du Régulateur de Charge :

Les divers niveaux de tension et courant du régulateur de charge peuvent être définis comme suit ;

1. Tension nominale du système : Cette tension représente la tension à laquelle le régulateur de charge et la batterie fonctionnent dans un système PV solaire.
2. Courant nominal de charge : Cela représente le courant de charge maximal qu'un régulateur de charge doit gérer.
3. Courant nominal du réseau PV : Cela représente le courant maximal du réseau PV que le régulateur de charge doit être capable de gérer. C'est le courant de court-circuit de l'ensemble du réseau PV. Lors de la conception, un facteur de sécurité de 1,25 est considéré pour la variation du courant de court-circuit déterminé sous non-STC (Conditions de Test Standard).
4. Points de consigne du régulateur de charge : La fonction du régulateur de charge est de charger et décharger la batterie, il détecte la tension aux bornes (c'est-à-dire l'état de charge ou communément appelé SOC) et décide soit de la déconnecter de la charge pour éviter la décharge profonde, soit de la déconnecter de sa source PV pour éviter la surcharge de la batterie. Un tel contrôleur a des points de consigne sur lesquels il prend des décisions soit de connecter ou déconnecter la charge ou la source de charge (c'est-à-dire réseau PV).

5. Point de consigne de régulation de tension (VR) : Cela représente la tension maximale jusqu'à laquelle une batterie peut être chargée sans être surchargée. Si ce point de consigne est atteint, le contrôleur déconnectera le parc de batteries de la source PV ou il peut réguler le courant fourni aux batteries.
6. Hystérésis de régulation de tension (VRH) : Cela représente la différence entre le VR et la tension à laquelle le régulateur de charge reconnectera la batterie à la source PV pour la charge. Si cette différence est très petite, le contrôle sera oscillatoire (connexion et reconnexion fréquentes) ce qui entraînera éventuellement une détérioration de la performance et de la durée de vie de la batterie. Mais avoir une différence pourrait aussi mener à une certaine surcharge à chaque cycle. Donc, un équilibre doit être fait en énonçant le VRH. Le VRH nous aide aussi à comprendre l'efficacité du régulateur de charge pour charger la batterie.
7. Déconnexion basse tension (LVD) : Cela représente la tension minimale jusqu'à laquelle la décharge d'une batterie est permise sans entrer en décharge profonde. C'est aussi connu comme la profondeur de décharge (DOD) d'une batterie. Il est fortement recommandé d'éviter la décharge en dessous de ce niveau pour éviter la détérioration de la durée de vie et de la performance de la batterie. Le régulateur de charge peut déconnecter la batterie de la charge s'il détecte le LVD et évite la décharge profonde de la batterie.
8. Hystérésis de déconnexion basse tension (LVDH) : Cela représente la différence entre le LVD et la tension à laquelle la batterie peut être reconnectée à la charge. Ce n'est pas gardé trop petit, car cela peut résulter en connexions et déconnexions fréquentes. Ce qui peut réduire davantage la durée de vie de la batterie.

Comment Sélectionner un Régulateur de Charge Solaire Correctement Dimensionné ?

Les deux exemples suivants montrent comment sélectionner un régulateur de charge solaire de bonne taille pour un système de panneau et réseau solaire ayant la valeur nominale de courant appropriée en ampères à tension nominale donnée et charge en watts.

Exemple 1 :

Prenons un exemple pour comprendre les paramètres ci-dessus, un salon a les charges DC suivantes qui sont nominales à 24 V ;

1. Trois lampes 20 W
2. Un ventilateur 25 W

Toutes les charges mentionnées ci-dessus sont alimentées par deux modules PV connectés en parallèle, chaque module PV a un courant au point de puissance maximum I_MP de 5 A et un courant de court-circuit I_SC de 7 A. Quelle sera la tension nominale du système, le courant nominal du réseau PV, et le courant nominal de charge du régulateur de charge ?

Charge DC totale = (Nb de lampes × Puissance de chaque lampe) + (Nb de ventilateurs × Puissance de chaque ventilateur)

Charge DC totale = (3 × 20) + (1 × 25) = 60 + 25 = 85 W

La tension nominale du système du régulateur de charge est la même que la tension nominale de la charge et du réseau PV (Tension nominale du système du régulateur de charge = 24 V)

Courant nominal du réseau PV = 2 × 7 (courant de court-circuit de chaque module PV est 7 A et sont connectés en parallèle)

Courant nominal du réseau PV = 14 A

Un facteur de sécurité de 1,25 est considéré pour la variation du courant de court-circuit déterminé sous non-STC (Conditions de Test Standard).

En considérant le facteur de sécurité de 1,25, le courant nominal du réseau PV est 1,25 × 14 = 17,5 A

Courant nominal de charge = Charge DC totale / Tension nominale du système = 85 / 24

Courant nominal de charge = 3,5416 A

Ainsi, le régulateur de charge doit être capable de gérer un courant d'environ 3,5416 A du côté sortie.

Exemple 2 :

Prenons un autre exemple pour pratiquer ; un auditorium a les charges DC suivantes qui sont nominales à 12 V ;

1. Trois lampes 30 W
2. Un ventilateur 20 W

Toutes les charges mentionnées ci-dessus sont alimentées par deux modules PV connectés en parallèle, chaque module PV a un courant au point de puissance maximum I_MP de 3 A et un courant de court-circuit I_SC de 5 A. Quelle sera la tension nominale du système, le courant nominal du réseau PV, et le courant nominal de charge du régulateur de charge ?

Charge DC totale = (Nb de lampes × Puissance de chaque lampe) + (Nb de ventilateurs × Puissance de chaque ventilateur)

Charge DC totale = (3 × 30) + (1 × 20) = 90 + 20 = 110 W

La tension nominale du système du régulateur de charge est la même que la tension nominale de la charge et du réseau PV (Tension nominale du système du régulateur de charge = 12 V)

Courant nominal du réseau PV = 2 × 5 (courant de court-circuit de chaque module PV est 5 A et sont connectés en parallèle)

Courant nominal du réseau PV = 10 A

Un facteur de sécurité de 1,25 est considéré pour la variation du courant de court-circuit déterminé sous non-STC (Conditions de Test Standard).

En considérant le facteur de sécurité de 1,25, le courant nominal du réseau PV est 1,25 × 10A = 12,5 A

Courant nominal de charge = Charge DC totale / Tension nominale du système = 110W / 12V

Courant nominal de charge = 9,1666 A

Ainsi, le régulateur de charge doit être capable de gérer un courant d'environ 9,1666 A du côté sortie.

Suivi du Point de Puissance Maximum (MPPT) :

La charge connectée à un module PV détermine la puissance délivrée par le module, jetez un œil aux courbes I-V et P-V montrées figure 3 ci-dessous.

On peut observer sur la figure ci-dessus qu'à la condition de court-circuit c'est-à-dire à V = 0, le courant maximal est délivré par le module connu comme courant de court-circuit I_SC. Mais si nous augmentons graduellement la tension aux bornes de la charge en variant la charge, la puissance délivrée à la charge augmente aussi.

Donc, l'augmentation de la tension cause l'augmentation de la puissance jusqu'à un certain point, le point au-delà duquel l'augmentation de la tension cause une diminution de la puissance est appelé Point de Puissance Maximum (PPM). Donc, la courbe I-V d'un module PV a un point qui correspond à la puissance maximale connu comme Point de Puissance Maximum ou en court PPM.

Il est requis que la charge connectée au module PV soit opérée à une tension et un courant qui correspondent à ce point de puissance maximum pour obtenir la puissance maximale des modules PV. Le point de fonctionnement est le point d'intersection des caractéristiques I-V des modules PV à une charge.

Les fabricants classent leurs modules PV pour la puissance de pointe de sortie. Mais la puissance de sortie des modules PV ne dépend pas seulement de l'irradiance solaire disponible mais aussi de la combinaison de tension et courant. Par exemple, en milieu de journée quand le soleil est haut, le module ne délivrera pas la puissance s'il est en circuit ouvert ou court-circuit.

Donc, il y a un point de fonctionnement sur la courbe I-V où le produit de tension et courant délivrera la puissance maximale. Mais ce point de fonctionnement maximum change avec le changement d'intensité du rayonnement tombant sur les modules PV solaires. Ainsi, pour obtenir cette puissance maximale, il y a des dispositifs électroniques qui assureront que les modules PV fonctionneront au point de puissance maximum à tous les niveaux d'irradiance tout au long de la journée. Cette idée de faire fonctionner le module PV à sa puissance maximale est appelée Suivi du Point de Puissance Maximum (MPPT).

Pratiquement, il y a des changements dans la courbe I-V du module PV dus au changement d'intensité du rayonnement tombant sur le module. Ainsi, il n'est pas possible de maintenir le PV opéré au PPM pour une charge choisie. Le rayonnement solaire est moins vers 9h et augmente graduellement jusqu'à midi. Cette augmentation de l'intensité du rayonnement causera le changement de la courbe I-V du module comme montré figure 4 ci-dessous.

Cela résulte en un changement du point de fonctionnement pour une charge donnée. Les points de fonctionnement pour 13h, 11h, et 9h sont notés A, B, et C respectivement. Mais les points de fonctionnement maximum pour 13h, 11h, et 9h sont notés A', B', et C' respectivement.

Ainsi, si nous avons besoin d'obtenir la puissance maximale du module PV, les points de fonctionnement A, B, et C doivent être rapprochés de A', B', et C' respectivement et cela est fait par un dispositif MPPT. Le dispositif MPPT fait le travail de rapprocher le point de fonctionnement du point de puissance maximum à différents niveaux de rayonnement solaire.

Cela aide à extraire la puissance maximale disponible du module PV sous n'importe quelle irradiance et température. Il utilise un algorithme MPPT et un circuit électronique pour faire le travail. L'idée est basée sur le principe d'adaptation de l'impédance entre le module PV et la charge connectée qui est essentielle pour transférer la puissance maximale.

Ainsi, quand l'impédance de la source PV et de la charge correspondent, la puissance maximale est transférée de la source PV à la charge. Si le rapport de la tension du module à puissance maximum au courant du module à puissance maximum correspond à l'impédance de la charge connectée, le transfert de puissance maximum a lieu.

Mais pratiquement, il n'est pas possible d'avoir une correspondance de ce rapport à l'impédance de la charge, donc le dispositif MPPT fait cette opération d'adaptation d'impédance pour délivrer la puissance maximale à l'irradiance et température disponibles. Les fabricants combinent les fonctions du régulateur de charge et MPPT en un seul dispositif largement connu comme le régulateur de charge MPPT. Le MPPT et le régulateur de charge sont deux fonctions différentes et indépendantes mais sont largement utilisés comme un seul dispositif pour servir deux objectifs.

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Suivi Solaire et MPPT pour Maximiser la Puissance de Sortie :

Le suivi solaire n'est pas la même chose que le suivi MPPT, c'est un suivi mécanique d'un module PV solaire de telle façon que les rayons du soleil incidents sur les modules soient toujours perpendiculaires. Le module doit mécaniquement faire face au soleil pour obtenir la puissance maximale pendant ce moment de la journée.

Si les modules ne sont pas perpendiculaires aux rayons du soleil tombant dessus, la plupart de la lumière solaire serait réfléchie par les modules. Le module solaire produit la puissance de sortie maximale pour un ensoleillement donné quand l'angle de la lumière et du module sont perpendiculaires l'un à l'autre (c'est-à-dire 90°) comme montré figure 5.

Quand l'angle d'incidence de la lumière est inférieur ou supérieur à 90° comme montré figure 5, alors il produira une puissance de sortie inférieure à la capacité de puissance de sortie maximale du module. Quand la lumière tombe à un angle supérieur ou inférieur à 90°, une partie de la lumière est réfléchie, et la lumière utilisée par le module est moins que celle tombant réellement dessus.

Cela résulte en une réduction de la puissance de sortie générée par le module. C'est pour cette raison que nous devons avoir un suivi solaire mécanique pour générer l'électricité maximale possible.

Spécifications du Régulateur de Charge MPPT :

Entrée PV

Puissance d'entrée maximale : Cela représente la puissance maximale que le régulateur de charge MPPT peut gérer du réseau PV connecté.

Tension à vide maximale : Cela représente la tension à vide maximale que le régulateur de charge MPPT peut gérer.

Plage de tension de suivi MPPT : Cela représente la plage de niveau de tension que le régulateur de charge MPPT peut gérer.

Sortie DC vers la Batterie

Tension nominale de la batterie : Cela représente la tension à laquelle la batterie fonctionne dans un système connecté.

Point de consigne de régulation de tension (VR) : C'est le niveau maximal de tension jusqu'auquel nous pouvons charger une batterie sans causer la surcharge. Une fois ce niveau atteint, le régulateur de charge déconnectera soit la batterie de la source PV, soit régulera le courant délivré à la batterie connectée.

Déconnexion basse tension (LVD) : Cela représente la tension minimale jusqu'à laquelle la décharge de la batterie est permise sans causer la décharge profonde. Aussi connu comme Profondeur de décharge (DOD). Quand le niveau de la batterie atteint le niveau DOD, le régulateur de charge MPPT se déconnecte pour éviter la surcharge.

Courant de charge maximal : Cela représente le courant maximal qu'un régulateur de charge MPPT peut gérer du réseau PV. C'est un courant de court-circuit du réseau PV. Lors de la conception, un facteur de sécurité de 1,25 est utilisé à cause de la variation aux opérations non-STC.

Contrôle Charge DC

Tension nominale : Cela représente la tension de charge maximale du régulateur de charge qu'il doit être capable de gérer.

Courant maximal : Cela représente le courant de charge maximal du régulateur de charge qu'il doit être capable de gérer.

Comment Sélectionner le Bon Régulateur de Charge MPPT Dimensionné ?

Prenons quelques exemples pour comprendre les spécifications mentionnées ci-dessus numériquement.

Exemple 3 :

Considérez un réseau PV de 500 watts qui fonctionne à 24 V DC et a un parc de batteries de 12 V DC. Déterminez un dimensionnement de régulateur de charge MPPT pour ce système donné.

• Puissance réseau PV solaire = 500 W
• Tension de fonctionnement réseau PV solaire = 24 V
• Tension de fonctionnement parc de batteries = 12 V

La puissance d'entrée au contrôleur MPPT est 500 W, le réseau PV solaire est connecté côté entrée du régulateur de charge MPPT et la batterie est connectée côté sortie du régulateur de charge MPPT. Ainsi, la batterie agit comme une charge pour le système. Les données spécifient la tension de sortie. En supposant 100 % d'efficacité, nous pouvons déterminer le courant de sortie pour sa charge.

Puissance = Tension × Courant

Courant = Puissance / Tension = 500W / 12V = 41,66 A

Ainsi, nous aurions besoin d'un MPPT 12 V, 41,66 A pour le système ci-dessus, nous pouvons augmenter la valeur du courant de 25 % en considérant certaines conditions qui se produisent causant le panneau à produire plus de puissance. Ainsi, nous pouvons le prendre comme 52 A. Donc, un régulateur de charge MPPT 12 V, 52 A serait approprié pour le système ci-dessus. Notez que le régulateur de charge MPPT doit être capable de gérer la tension à vide et la tension au point de puissance maximum du réseau PV connecté.

Prenons un autre exemple où nous devons concevoir un système solaire domestique 140 W_P avec un module PV de 70 W ayant une tension à vide de 20 V et tension au point de puissance maximum de 16 V. La tension du parc de batteries est à 12 V. Déterminez un dimensionnement approprié de régulateur de charge MPPT pour cette conception solaire domestique.

Connectons les modules PV disponibles en série.

Ainsi, la tension à vide du système deviendrait = 2 × 20 = 40 V

Tension au point de puissance maximum serait = 2 × 16V = 32 V

Puissance de pointe du système serait = 2 × 70W = 140 W

La puissance d'entrée au régulateur de charge MPPT est 140 W si nous supposons 100 % d'efficacité. Et la tension de batterie disponible à 12 V, alors le courant vers le parc de batteries peut être déterminé comme suit ;

Puissance = Tension × Courant

Courant = Puissance / Tension = 140W / 12V = 11,66 A

Ainsi, nous aurions besoin d'un MPPT 12 V, 11,66 A pour le système ci-dessus, nous pouvons augmenter la valeur du courant de 25 % en considérant certaines conditions qui se produisent causant le panneau à produire plus de puissance. Ainsi, nous pouvons le prendre comme 15 A. Donc, un régulateur de charge MPPT 12 V, 15 A serait approprié pour le système ci-dessus.

Encore, il est important de noter que le régulateur de charge MPPT doit être capable de gérer la tension à vide et la tension au point de puissance maximum du réseau PV connecté.

Quel Régulateur de Charge Choisir ? PWM ou MPPT ?

Quand il s'agit de décider la taille du contrôleur, vous devez savoir si vous utilisez un contrôleur PWM ou MPPT. Savez-vous qu'une sélection incorrecte de régulateurs de charge solaires peut entraîner une perte allant jusqu'à 50% de l'énergie du système solaire ?

Panneau Solaire	Batterie	Chargeur Solaire
12V	12V	PWM ou MPPT
24V	24V	PWM ou MPPT
24V	12V	MPPT (Recommandé)

Les régulateurs de charge solaires sont dimensionnés en fonction du courant de votre réseau solaire et de la tension de votre système solaire. Habituellement, vous voulez vous assurer que vous avez un régulateur de charge assez grand pour accommoder la quantité de puissance et de courant produite par vos panneaux.

Habituellement, les régulateurs de charge sont présents en 12, 24, et 48 volts. Les valeurs d'ampérage peuvent varier de 1 à 60 ampères et les valeurs de tension de 6 à 60 volts. Si vous n'avez pas encore dimensionné votre installation ou estimé vos besoins énergétiques, nous suggérons d'utiliser le calculateur de panneau solaire. Il vous permettra de dimensionner vos panneaux solaires et tous les autres composants de votre dispositif.

Si votre système solaire était 12 volts et vos ampères étaient 14, vous aurez besoin d'un régulateur de charge solaire avec au moins 14 ampères. Cependant, vous devez ajouter 25% aux ampères minimums que votre contrôleur de charge solaire aurait à 17,5 ampères à cause des considérations environnementales. Mais vous aurez besoin d'un contrôleur de charge solaire avec une valeur nominale de 12 volts et 20 dans cette situation.

Voici quelques détails supplémentaires selon le type de régulateur de charge que vous avez monté sur votre dispositif.

Condition Batterie @ 25 °C (77 °F)	Tension Nominale Batterie
	12V	24V	48V
Batterie pendant charge d'égalisation	Plus de 15	Plus de 30	Plus de 60
Batterie près de charge complète pendant charge	14,4 à 15,0	28,8 à 30,0	57,6 à 60,0
Batterie près de décharge complète pendant charge	12,3 à 13,2	24,6 à 26,4	49,2 à 52,8
Batterie complètement chargée avec charge légère	12,4 à 12,7	24,8 à 25,4	49,6 à 50,8
Batterie complètement chargée avec charge lourde	11,5 à 12,5	23,0 à 25,0	46,0 à 50
Pas de charge ni décharge pendant 6 heures – 100% chargée	12,7	25,4	50,8
Pas de charge ni décharge pendant 6 heures – 80% chargée	12,5	25	50
Pas de charge ni décharge pendant 6 heures – 60% chargée	12,2	24,4	48,8
Pas de charge ni décharge pendant 6 heures – 40% chargée	11,9	23,8	47,6
Pas de charge ni décharge pendant 6 heures – 20% chargée	11,6	23,2	46,4
Pas de charge ni décharge pendant 6 heures – complètement déchargée	11,4	22,8	45,6
Batterie près de décharge complète pendant décharge	10,2 à 11,2	20,4 à 22,4	40,8 à 44,8

FAQ

Avez-vous besoin d'un contrôleur pour charges solaires ?

Typiquement, oui. Pas de régulateur de charge nécessaire pour petits écrans 1 à 5 watts. Si le panneau fournit 2 watts ou moins pour 50 heures d'autonomie de batterie, vous n'avez généralement pas besoin de régulateur de charge. C'est bien au-dessus de cela.

Qu'est-ce qui va influencer ma prise de décision quand je choisis un régulateur de charge ?

Les considérations suivantes devraient être vérifiées lors de l'achat d'un régulateur de charge :

• Le budget ;
• La durée de vie de la technologie
• La température où la machine est installée : certains régulateurs de charge performent bien dans les climats plus frais.
• Combien d'électricité est nécessaire, et combien de panneaux solaires sont disponibles !
• La taille, le nombre, et le type de batteries que vous utilisez sur votre dispositif

Pouvez-vous utiliser plus d'un régulateur de charge ?

Dans les cas où un seul régulateur de charge n'est pas assez capable pour gérer la sortie de votre réseau de panneaux solaires, vous pouvez utiliser plusieurs régulateurs de charge avec un parc de batteries. L'utilisation d'un régulateur de charge MPPT (Maximum Power Point Tracker) peut être la façon la plus sûre de connecter le dispositif car les réseaux ont différents points de puissance maximum.

Cependant, il est recommandé d'utiliser la même forme de régulateur de charge si vous en utilisez plus d'un. Signifiant, si vous utilisez un régulateur de charge MPPT unique, tous vos régulateurs de charge solaires devraient être de type MPPT. Assurez-vous que tous vos contrôleurs ont le même réglage d'entrée de batterie aussi.

Quelle est la limite de tension supérieure ?

Les deux régulateurs de charge ont une limite de tension maximale. Elle s'applique à la tension la plus haute que les contrôleurs peuvent gérer en sécurité. Assurez-vous de savoir quelle est la limite de tension supérieure de votre contrôleur. Sinon, vous pourriez finir par griller votre régulateur de charge solaire ou causer d'autres risques de sécurité.

Erreurs et fautes courantes des régulateurs de charge

À cause de tous les divers composants d'une installation solaire, il peut être possible de faire une erreur dans le processus d'installation. Voici quelques erreurs largement commises quand il s'agit de régulateurs de charge solaires.

• Ne connectez pas de charges AC au contrôleur de charge. Seules les charges DC peuvent se connecter à la sortie du régulateur de charge.
• Vous devriez monter le régulateur de charge à côté de la batterie car le calcul précis de la tension de la batterie est un aspect essentiel des fonctions du régulateur de charge solaire.

Conclusion

Si vous êtes en VR (cabane hors réseau), les régulateurs de charge solaires sont une partie intégrante de votre installation solaire. Faire des recherches et peser vos choix avant de faire cet investissement aide à choisir le bon contrôleur pour vous et votre dispositif et à éviter les tracas.