Schémas et méthodes de raccordement des panneaux solaires : comment bien installer un panneau solaire

Une source d'énergie alternative basée sur des panneaux solaires est une excellente option pour organiser une alimentation électrique indépendante.Il offrira une efficacité énergétique élevée non seulement par temps chaud, mais également par temps nuageux. Ce serait bien d'avoir un tel appareil à la maison, n'est-ce pas ?

Pour ce faire, il vous suffit de sélectionner correctement les composants techniques et de procéder à l'installation. Tout le monde peut le faire s'il connaît les schémas et les méthodes de connexion des panneaux solaires. Nous vous expliquerons comment construire un système productif qui convertit « l'énergie verte » en électricité nécessaire pour alimenter les équipements ménagers.

De plus, vous apprendrez comment choisir un endroit pour installer des panneaux solaires et comment les combiner avec un réseau électrique fixe. Des conseils utiles et des recommandations importantes apporteront une assistance efficace aux artisans à domicile. Pour faciliter la compréhension, des photographies thématiques, des schémas et des vidéos sont fournis.

Appareil à batterie solaire

Lorsque vous envisagez de connecter vous-même des panneaux solaires, vous devez avoir une idée des éléments qui composent le système.

Les panneaux solaires sont constitués d'un kit batteries photovoltaïques, dont le but principal est de convertir l'énergie solaire en énergie électrique. L'intensité du courant du système dépend de l'intensité de la lumière : plus le rayonnement est brillant, plus le courant généré est important.

Les principaux éléments structurels du système sont :

• Batterie solaire – convertit la lumière du soleil en énergie électrique.
• Batterie – une source de courant chimique qui accumule l’électricité produite.
• Contrôleur de charge – surveille la tension de la batterie.
• Onduleur, qui convertit la tension électrique continue de la batterie en 220 V alternatif, nécessaire au fonctionnement du système d'éclairage et au fonctionnement des appareils électroménagers.
• Disjoncteurs, installé entre tous les éléments du système et protégeant le système des courts-circuits.
• Jeu de connecteurs standards MC4.

En plus de l'objectif principal du contrôleur - surveiller la tension de la batterie, l'appareil désactive certains éléments si nécessaire. Si l'indicateur aux bornes de la batterie atteint 14 Volts pendant la journée, ce qui indique qu'elles sont surchargées, le contrôleur interrompt la charge.

En plus du module solaire, le dispositif d'une telle centrale comprend des convertisseurs photoélectriques - un contrôleur et un onduleur, ainsi que des batteries qui y sont connectées.

La nuit, lorsque la tension de la batterie atteint un niveau extrêmement bas de 11 Volts, le contrôleur arrête le fonctionnement de la centrale.

Quel est le meilleur endroit pour installer les panneaux ?

La première chose à faire avant d’installer et de connecter une batterie solaire est de décider de l’emplacement de l’unité.

Pour installer des modules photovoltaïques, il est pratique d'utiliser des structures fixes constituées de profilés métalliques, ou des analogues rotatifs plus modernisés

Les panneaux solaires peuvent être placés dans presque n’importe quel point bien éclairé :

• sur le toit d'un chalet ;
• sur le balcon d'un immeuble ;
• dans la zone adjacente à la maison.

L'essentiel est de créer les conditions nécessaires pour obtenir une production maximale d'électricité. L'un d'eux est l'orientation et l'angle d'inclinaison par rapport à l'horizon.La surface absorbant la lumière de l’unité doit donc être orientée vers le sud.

Idéalement, les rayons du soleil devraient tomber dessus à 90°. Pour obtenir cet effet, il est nécessaire de sélectionner l'angle de pente optimal en fonction des conditions climatiques de la région. Cet indicateur est différent pour chaque région.

Pour garantir des performances maximales des panneaux solaires, il est recommandé de changer l'angle des appareils 2 à 4 fois par an : le 18 avril, le 24 août, le 7 octobre et le 5 mars.

Par exemple, dans la région de Moscou, l'angle d'inclinaison de la surface des panneaux solaires pendant les mois d'été est de 15 à 20° et pendant les mois d'hiver, il passe à 60 à 70°.

Lorsque vous placez des panneaux solaires dans la zone adjacente à la maison, il est préférable de surélever les panneaux au-dessus de la surface du sol d'au moins un demi-mètre - au cas où une grande quantité de neige tomberait. Cette solution est également correcte dans le sens où elle offre une distance suffisante pour la circulation de l'air.

Il convient de rappeler que même une petite ombre a un effet néfaste sur la production d'électricité de l'unité. Les panneaux doivent être placés uniquement dans des endroits qui ne sont pas soumis à la moindre ombre.

Certains « artisans » installent du verre supplémentaire sur les panneaux pour protéger les batteries, mais même avec une transparence visible, la couche de verre peut réduire l'efficacité des panneaux de 30 %

Il existe plusieurs manières de fixer les panneaux :

• en activant les pinces de serrage ;
• en boulonnant à travers les trous situés au bas du cadre.

La structure porteuse doit être constituée de matériaux résistant à la corrosion. Quelle que soit la méthode d'installation, vous ne pouvez pas modifier vous-même la conception du panneau ni percer de trous supplémentaires.

C'est le travail du propriétaire de garder les panneaux propres. La collecte de poussière, de neige et de fientes d'oiseaux sur l'écran réduira la quantité d'électricité produite par le système d'au moins 10 %.

Options de connexion de batterie solaire

Les panneaux solaires sont constitués de plusieurs panneaux individuels. Pour augmenter les paramètres de sortie du système sous forme de puissance, de tension et de courant, les éléments sont connectés les uns aux autres en utilisant les lois de la physique.

La connexion de plusieurs panneaux entre eux peut être effectuée en utilisant l'un des trois schémas d'installation de panneaux solaires :

• parallèle;
• séquentiel;
• mixte.

Un circuit parallèle consiste à connecter entre elles des bornes du même nom, dans lesquelles les éléments ont deux nœuds communs pour la convergence des conducteurs et leur dérivation.

Dans un circuit parallèle, les « plus » sont connectés aux « plus » et les « moins » aux « moins », ce qui entraîne une augmentation du courant de sortie et la tension de sortie reste à moins de 12 volts.

Le courant de sortie maximum possible dans un circuit parallèle est directement proportionnel à nombre d'éléments connectés. Les principes de calcul des quantités sont donnés dans notre article recommandé.

Un circuit en série consiste à connecter des pôles opposés : le « plus » du premier panneau au « moins » du second. Le « plus » restant inutilisé du deuxième panneau et le « moins » de la première batterie sont connectés au contrôleur situé plus loin le long du circuit.

Ce type de connexion crée des conditions pour la circulation du courant électrique, dans lesquelles le seul chemin reste pour le transfert d'énergie de la source au consommateur.

Avec un schéma de connexion en série, la tension de sortie augmente et atteint 24 Volts, ce qui est suffisant pour alimenter les équipements portables, les lampes LED et certains récepteurs électriques

Un circuit série-parallèle ou mixte est le plus souvent utilisé lorsqu'il est nécessaire de connecter plusieurs groupes de batteries. En utilisant ce circuit, la tension et le courant peuvent être augmentés à la sortie.

Avec un circuit de connexion série-parallèle, la tension de sortie atteint un niveau dont les caractéristiques sont les plus adaptées pour résoudre l'essentiel des problèmes domestiques

Cette option est également bénéfique dans le sens où si l'un des éléments structurels du système tombe en panne, les autres circuits de connexion continuent de fonctionner. Cela augmente considérablement la fiabilité de l'ensemble du système.

Le principe d'assemblage d'un circuit combiné repose sur le fait que les appareils de chaque groupe sont connectés en parallèle. Et tous les groupes sont connectés dans un circuit en série.

En combinant différents types de connexions, il n'est pas difficile d'assembler une batterie avec les paramètres requis. L'essentiel est que le nombre d'éléments connectés soit tel que la tension de fonctionnement fournie aux batteries, compte tenu de sa chute dans le circuit de charge, dépasse la tension des batteries elles-mêmes. batteries, et le courant de charge de la batterie fournissait la quantité requise de courant de charge.

Schéma d'assemblage du système d'énergie solaire

Le raccordement des panneaux solaires s'effectue à l'aide de fils de connexion intégrés d'une section de 4 mm². Les fils de cuivre unipolaires, dont la tresse isolante est résistante aux rayons ultraviolets, sont les mieux adaptés à cet effet.

Si vous utilisez un fil dont l'isolation ne résiste pas aux rayons UV, il est recommandé de le poser extérieurement dans un manchon ondulé.

L'extrémité de chaque fil est reliée à un connecteur MC4 par soudure ou sertissage, ce qui permet d'obtenir une connexion étanche

Quel que soit le schéma choisi, avant connecter des panneaux solaires Il est impératif de vérifier l'exactitude de l'installation électrique.

Lors de la connexion des panneaux, il n'est pas recommandé de dépasser les exigences techniques concernant le courant admissible et la tension maximale des autres appareils. Il est important de respecter les spécifications du contrôleur de charge et de l'onduleur spécifiées par le fabricant.

Le schéma de montage standard de la centrale solaire la plus simple est le suivant.

Le schéma de connexion des panneaux à la batterie, à l'onduleur et au contrôleur est de conception simple, et ne pose donc pas de difficultés particulières de connexion

Pour éviter la casse manette, lors de la connexion des éléments du système, il est important de suivre la séquence.

Les travaux d'installation s'effectuent en plusieurs étapes :

1. La batterie est connectée au contrôleur à l'aide des connecteurs appropriés et en n'oubliant pas de respecter la polarité.
2. Une batterie solaire est connectée au contrôleur via des connecteurs, en conservant la même polarité.
3. Une charge de 12 V est connectée aux connecteurs du contrôleur.
4. S'il est nécessaire de convertir la tension électrique de 12 à 220 V, un onduleur est alors inclus dans le circuit.Il est connecté uniquement à la batterie et en aucun cas directement au contrôleur.
5. Les appareils électriques conçus pour une tension de 220 V sont connectés à la sortie libre de l'onduleur.

Après avoir effectué le raccordement, vous devez vérifier la polarité et mesurer la tension en circuit ouvert des panneaux. Si l'indicateur diffère de la valeur du passeport, la connexion n'est pas établie correctement.

Pour connecter l'appareil au système, il n'est pas nécessaire d'ouvrir la boîte de jonction - tous les connecteurs de connexion sont situés à portée de main

Au stade final, la batterie solaire doit être mise à la terre. Pour minimiser le risque de court-circuit, des fusibles sont installés aux points de connexion entre la batterie, l'onduleur et le contrôleur.

L’énergie des centrales solaires sera utilisée pour alimenter des appareils électroménagers de faible consommation et pour charger les batteries d’équipements mobiles :

Ceux qui souhaitent construire une batterie solaire de leurs propres mains seront aidés par les informations fournies. dans le prochain article.

Connecter des éléments multidirectionnels

Lors de l'utilisation d'un schéma d'installation séquentielle de panneaux solaires, afin de ne pas réduire l'efficacité des appareils, tous les panneaux du circuit commun doivent être placés sous le même angle et sur le même plan.

Si les panneaux sont situés dans des plans différents, cela peut conduire au fait que celui le plus proche ou le plus éclairé fonctionnera plus puissamment que ceux situés un peu plus loin.

Cela signifie que le panneau le plus proche produira de l'électricité, dont une partie sera libérée pour chauffer les panneaux éloignés. Et la raison réside dans le fait que le courant circule le long du chemin de moindre résistance. Pour minimiser les pertes, il est préférable d'utiliser un contrôleur séparé pour chaque panneau.

Les principales exigences lors de l'utilisation du contrôleur sont la puissance des panneaux connectés supérieure à 1 kW et la distance entre les batteries à une distance suffisamment grande

Le problème peut également être résolu en installant des diodes de coupure. Ils sont placés à l'intérieur entre les assiettes. Grâce à cela, tout en délivrant une puissance maximale, les plaques ne surchauffent pas.

La chute de tension dans les connexions, ainsi que dans les fils eux-mêmes, de la partie basse tension du système est également importante.

Tableau d'écart entre la puissance transmise et la section du fil, indiquant en rouge les paramètres pour lesquels il existe un risque de fort échauffement par incendie

Un exemple est le fait que pour un mètre de câble d'une section de 4 mm² lorsqu'un courant de 80A (tension 12 V) passe, les valeurs chutent de 3,19%, soit 30,6 W. Lorsque la torsion est activée, la chute de tension peut varier de 0,1 à 0,3 V.

Combinaison d'énergie solaire et de réseau stationnaire

Lorsqu'on envisage d'utiliser l'électricité du soleil en parallèle avec un réseau stationnaire centralisé équipé, le schéma de connexion est légèrement différent. Et la principale raison de cette décision est que le consommateur privé n'a pas la possibilité de « se débarrasser » de l'énergie restante.

Et cela peut provoquer des surtensions pouvant durer jusqu'à une seconde.

Lorsqu'ils combinent l'électricité solaire avec un réseau centralisé stationnaire, ils sont guidés par la même règle : plus les sources sont connectées, plus le schéma devient complexe.

Selon le schéma ci-dessus, la tension de l'héliochamp est d'abord dirigée vers la batterie, puis de là, elle est transmise à la charge.

Lors de la conception de cette option d'installation, il convient de prendre en compte deux types de charge :

• non réservable – les lumières de la maison, les appareils électroménagers, etc. ;
• réservé – éclairage de secours, réfrigérateur, chaudière électrique.

Gardez à l’esprit : plus la capacité de la batterie est grande, plus les appareils électriques de secours fonctionneront longtemps en mode autonome.

Lorsque vous choisissez cette méthode de production d'énergie sur le réseau, préparez-vous au fait que vous devrez demander l'autorisation aux réseaux électriques locaux.

Bien que onduleurs pour panneaux solaires produisent une tension dont la qualité est parfois supérieure à celle du réseau centralisé ; les réseaux électriques locaux ne donnent pas le feu vert pour que le compteur électrique tourne en sens inverse.

Pour cette raison, selon le schéma, les onduleurs solaires cessent de fonctionner lorsque la tension du réseau est perdue. Et la charge redondante commence à être « alimentée » par la batterie.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Les auteurs du matériel vidéo fourni ci-dessous partagent leur expérience personnelle et analysent les nuances de l'installation de panneaux solaires.

Vidéo n°1. Un exemple d'assemblage et d'installation d'un système standard d'usine :

Vidéo n°2. Comment installer correctement les panneaux :

Il n'y a rien de compliqué dans le processus de connexion de plusieurs panneaux avec d'autres éléments du système. Mais pour un maître novice, la démarche peut devenir difficile. Par conséquent, si vous n'avez pas d'expérience en calcul ni en compétences d'installation, vous devez contacter un spécialiste possédant les connaissances nécessaires.

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