Panneaux de commande de charge solaire à vendre

Dans les centrales solaires modernes, différents circuits pour connecter les sources de courant sont utilisés pour transférer l'électricité générée vers les batteries de stockage. Ces circuits utilisent différents algorithmes, sont créés sur la base de technologies microprocesseur et sont appelés contrôleurs de charge.

Les contrôleurs de charge solaire régulent le flux d'électricité des panneaux solaires vers les batteries. Ils empêchent les batteries de se surcharger pendant la journée, lorsque les panneaux solaires produisent plus d'énergie que ce que la batterie peut contenir, et protègent également contre la décharge inverse la nuit.

Pourquoi est-il nécessaire d'utiliser des contrôleurs solaires ?

Les contrôleurs solaires sont un maillon important dans la chaîne de contrôle d'un système d'énergie solaire, et leurs fonctions garantissent un fonctionnement optimal et la protection de tout l'équipement.

Régulation de la charge

La fonction la plus fondamentale des contrôleurs solaires est de réguler le courant électrique qui circule des panneaux solaires vers les batteries. Sans contrôleur, les panneaux solaires peuvent transférer plus d'énergie que ce que la batterie peut accepter, ce qui provoque une surcharge. La surcharge peut endommager sérieusement la batterie et raccourcir sa durée de vie.

Prévention de la décharge inverse

La nuit, lorsque les panneaux solaires ne produisent pas d'énergie, l'électricité peut commencer à circuler dans la direction opposée, des batteries vers les panneaux, ce qui provoque la décharge de la batterie. Les contrôleurs solaires empêchent ce flux inverse d'énergie.

Optimisation des performances

Cela est particulièrement vrai pour les contrôleurs MPPT, qui peuvent réguler la tension d'entrée des panneaux solaires afin de maximiser la charge des batteries dans toutes les conditions météorologiques. Ils permettent au système de fonctionner à son efficacité maximale, ce qui est particulièrement utile dans les régions où le climat est variable ou au cours des différentes saisons.

Les mécanismes de sécurité internes des contrôleurs solaires aident à prévenir des situations potentiellement dangereuses telles que les surcharges ou les courts-circuits. Cela procure une sécurité supplémentaire pour votre système d'énergie solaire.

Économie d'énergie

Dans certains systèmes, les contrôleurs solaires gèrent également la sortie d'énergie pour les charges, empêchant l'utilisation d'énergie inutile et prolongeant la durée de vie des batteries.

Comment fonctionnent les contrôleurs de charge solaire

L'électricité générée par la batterie solaire peut être transférée aux batteries de stockage de la manière suivante :

• directement, sans utiliser de dispositifs de commutation et de contrôle,
• via le contrôleur.

Dans la première méthode, le courant électrique de la source ira vers les batteries et commencera à augmenter la tension à leurs bornes. Initialement, il atteindra une certaine valeur limite, en fonction de la conception (type) de la batterie et de la température ambiante. Ensuite, il dépassera le niveau recommandé.

Au stade initial de la charge, le circuit fonctionne normalement. Mais ensuite, des processus extrêmement indésirables commencent : le flux continu du courant de charge entraîne une augmentation de la tension au-dessus des valeurs permises (environ 14 V), la surcharge se produit avec une élévation brutale de la température de l'électrolyte, entraînant son ébullition avec une intense libération de vapeur d'eau distillée des éléments. Parfois jusqu'à ce que les réservoirs se dessèchent complètement. Naturellement, la durée de vie de la batterie est considérablement réduite.

Par conséquent, le problème de la limitation du courant de charge est résolu par les contrôleurs ou manuellement. La dernière méthode, où il serait nécessaire de surveiller constamment la valeur de la tension à l'aide d'instruments et de commuter des interrupteurs manuellement, est tellement ingrate qu'elle n'existe que dans la théorie.

Les algorithmes de fonctionnement des contrôleurs de charge solaire dépendent du type d'équipement du système électrique.

Les contrôleurs PWM et MPPT sont utilisés pour charger les batteries à partir des panneaux solaires.

Contrôleurs PWM

Ils agissent comme des interrupteurs reliant le panneau solaire à la batterie. En conséquence, la tension des panneaux solaires est réduite à un niveau proche de la tension de la batterie.

Ces contrôleurs sont une solution plus ancienne et plus simple pour la gestion de la charge des batteries dans les systèmes solaires. Ils fonctionnent en régulant le courant de charge, permettant à un courant complet de circuler lorsque le niveau de charge de la batterie est inférieur à un seuil défini, et en l'arrêtant à mesure que la batterie atteint sa charge complète. Pendant le processus de charge, ils passent en mode « entretien » ou « charge d'entretien » lorsque la batterie atteint un certain niveau de charge, fournissant une petite quantité de courant pour maintenir ce niveau.

Les contrôleurs PWM sont une solution moins chère et conviennent aux systèmes ayant de petites différences de tension entre les panneaux solaires et les batteries. Ils conviennent aux petits systèmes où une efficacité élevée n'est pas nécessaire, par exemple dans de petites installations domestiques ou rurales.

Les contrôleurs PWM, à leur tour, se divisent en deux types : shunt et série.

Contrôleurs PWM shunt

Ils fonctionnent en créant un chemin de « dérivation » ou « shunt » pour le courant électrique lorsque la batterie atteint sa capacité maximale. Cela empêche la batterie de se surcharger en redirigeant l'excédent d'énergie. Les contrôleurs shunt sont généralement faciles à utiliser et peu coûteux, mais peuvent être inefficaces car ils ne réutilisent pas l'excédent d'énergie.

Contrôleurs PWM série

Les contrôleurs série, contrairement aux contrôleurs shunt, interrompent le flux d'énergie des panneaux solaires vers la batterie lorsque celle-ci est complètement chargée. Ils le font en « désactivant » le panneau solaire. Les contrôleurs série sont généralement plus efficaces que les contrôleurs shunt car ils évitent les pertes d'énergie à travers le shunt. Cependant, ils peuvent être plus difficiles à installer et à maintenir.

Le choix entre les contrôleurs shunt et série dépend largement de la spécification de votre centrale solaire et de vos préférences personnelles. Dans les deux cas, la fonction clé du contrôleur est de protéger les batteries contre la surcharge, ce qui prolonge leur durée de vie et améliore l'efficacité du système dans son ensemble.

Les contrôleurs PWM peuvent également :

• prendre en compte la température de l'électrolyte à l'aide d'un capteur intégré ou distant (cette dernière méthode est plus précise) ;
• créer une compensation de température pour les tensions de charge ;
• configuré pour un type de batterie spécifique (GEL, AGM, acide liquide) avec des courbes de tension différentes aux mêmes points.

Contrôleurs solaires MPPT

Ce régulateur de suivi du point de puissance maximale (MPPT) est une version avancée du régulateur shunt à modulation de largeur d'impulsion (PWM).

Le contrôleur MPPT est un dispositif plus complexe et plus coûteux. Pour charger les batteries et alimenter la charge, il ajuste sa tension d'entrée afin d'extraire la puissance maximale des panneaux solaires. Le contrôleur modifie la tension de sortie en fonction de l'état de la batterie. Les tensions à l'entrée et à la sortie du contrôleur MPPT sont indépendantes l'une de l'autre. Une batterie de 12 volts peut être connectée à sa sortie, et des panneaux solaires connectés en série avec une tension de 36 V peuvent être connectés à l'entrée.

Le contrôleur MPPT est plus efficace que le PWM dans les climats froids et tempérés. Dans les climats subtropicaux et tropicaux, les deux dispositifs montrent des performances similaires.

Les panneaux solaires chargeront rapidement les batteries si le contrôleur est capable de sélectionner un point sur la caractéristique courant-tension du panneau qui correspond à sa puissance maximale. Seul le contrôleur MPPT fait cela. La tension d'entrée du contrôleur PWM est égale à la tension de la batterie connectée à sa sortie, plus la perte de tension dans le câble et dans le contrôleur lui-même. Avec un contrôleur PWM, le panneau solaire ne fournit généralement pas la puissance maximale.

Dans les régulateurs MPPT complexes, le microcontrôleur contrôle la tension de la batterie, son niveau de charge et le courant de sortie du panneau solaire. Sur la base de ces données, le régulateur règle la tension de sortie du panneau de manière à maximiser sa sortie dans ces conditions particulières. Un circuit de contrôle dans le convertisseur DC/DC est utilisé pour obtenir le résultat souhaité.

Par exemple, pour les panneaux solaires de 12 V, le point de puissance maximale se situe autour de 17,5 V. Un contrôleur PWM ordinaire arrêtera la charge de la batterie lorsque la tension atteindra 14-14,5 V, tandis qu'un régulateur utilisant la technologie MPPT permettra d'utiliser encore la ressource de la batterie solaire jusqu'à 17,5 V.

À mesure que la profondeur de décharge de la batterie augmente, les pertes d'énergie de la source augmentent. Les contrôleurs MPPT réduisent ces pertes.

De cette manière, les contrôleurs MPPT, en utilisant des conversions de largeur d'impulsion dans tous les cycles de charge des batteries, augmentent la sortie de la batterie solaire. En fonction de divers facteurs, les économies peuvent être de 10 à 30 %. Dans ce cas, le courant de sortie de la batterie excédera le courant d'entrée de la batterie solaire.

Choisir les modèles optimaux de contrôleurs de charge

Lors du choix d'un contrôleur pour une batterie solaire, en plus de connaître les principes de son fonctionnement, vous devez prêter attention aux conditions pour lesquelles il a été conçu.

Les principaux indicateurs de ces dispositifs sont :

• la valeur de la tension d'entrée ;
• la valeur de la puissance totale de l'énergie solaire ;
• la nature de la charge connectée.

Le contrôleur peut être alimenté par une ou plusieurs sources solaires connectées en différents circuits. Pour un fonctionnement correct de l'appareil, il est important que la tension totale qui lui est fournie, en tenant compte de la source sans charge, ne dépasse pas la valeur limite spécifiée par le fabricant dans la documentation technique.

Le marché topRik vous donne la possibilité de choisir des contrôleurs de charge qui correspondront exactement à la centrale solaire de votre yacht. Nous vous présentons les produits de l'un des meilleurs fabricants mondiaux de centrales et de systèmes d'alimentation autonomes pour bateaux, y compris la production de la société Victron Energy. La gamme comprend des contrôleurs de charge de type PWM et MPPT des modifications suivantes :

• BlueSolar PWM - dispositifs simples et peu coûteux pour charger les batteries à partir de modules photovoltaïques, qui sont protégés contre la surchauffe, la surcharge, les courts-circuits et la polarité inversée ;
• BlueSolar MPPT - abaisse la tension de sortie au niveau nécessaire pour charger les batteries, en augmentant proportionnellement le courant et en conservant presque toute l'énergie produite par les modules solaires ;
• SmartSolar MPPT – équipé en plus d'un module Bluetooth intégré, ce qui permet de connecter le contrôleur à un smartphone sans utiliser de câble spécial ;
• SmartSolar MPPT RS – idéal pour les grands systèmes de batteries hors réseau et connectés au réseau.

Les contrôleurs de charge tels que PWM et MPPT sont accompagnés d'accessoires appropriés pour ceux-ci. Si nécessaire, vous pouvez acheter un affichage MPPT Control en option pour la surveillance, des panneaux, des câbles USB, des capteurs de température, etc.

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