Un système solaire autonome utilise des modules solaires photovoltaïques pour produire de l'électricité à partir du soleil, mais il est non connecté au réseau électrique ou d'autres sources d'électricité. Un système solaire photovoltaïque peut fournir de l'énergie pour différents usages, comme l'éclairage, le pompage de l'eau, la ventilation, la communication et les loisirs dans des endroits isolés où l'électricité est absente ou instable.
Composants d'un système autonome
En règle générale, un système solaire autonome est composé de quatre composants principaux.
- Modules ou réseaux solaires photovoltaïques – Pour convertir l’énergie solaire en courant continu (CC)
- Contrôleur de charge – Il régule le courant et la tension fournis par les panneaux photovoltaïques aux onduleurs, aux batteries et aux appareils. Ils peuvent être modulation de largeur d'impulsion (PWM) ou contrôleurs de suivi du point de puissance maximale (MPPT).
- Onduleur solaire – Il convertit le courant continu en courant alternatif qui est fourni à la batterie et aux appareils.
- Banques de batteries – Ils stockent l'excédent d'énergie produit par les panneaux solaires pendant la journée. Cette énergie stockée peut ensuite être utilisée la nuit pour assurer le bon fonctionnement des appareils.
Paramètres du système autonome
Afin de créer un système solaire photovoltaïque autonome optimal pour une application spécifique, il est important de prendre en compte une variété de facteurs.
- Caractéristiques de charge - Couplage CA/couplage CC, courant, fréquence, puissance et tension
- Disponibilité des ressources solaires – L’angle des panneaux, l’intensité du rayonnement solaire et les heures d’ensoleillement
- La configuration du système – Connexion en série ou en parallèle des modules et des batteries
- Surveillance du système – Indicateurs, compteurs et capteurs
- Protection du système – Disjoncteurs, fusibles et parasurtenseurs
- Dimensionnement du système – Efficacité et capacité de la batterie, puissance de l’onduleur et taille du module ou du réseau PV.
Types de systèmes autonomes
Un système solaire photovoltaïque autonome peut être configuré de différentes manières, en fonction du type et de la taille de la charge.
1. Système solaire photovoltaïque autonome avec charge CC uniquement
- Composants principaux: Un module PV et une charge CC.
- Avantages : Système autonome le plus simple et le plus économique car il se connecte directement aux charges CC telles que les ventilateurs, les moteurs et les pompes.
- Inconvénients : Performances et applications limitées ; fournit de l'énergie uniquement pendant les heures de clarté.
2. Système autonome avec circuit de contrôle et charge CC
- Principaux composants (dans l'ordre) : Module solaire, circuit de contrôle électronique (soit un contrôleur de charge, soit MPPT) et charges CC.
- Avantages : Efficacité et utilisation améliorées ; durée de vie prolongée ; performances et fiabilité de la charge améliorées ; fournit un courant et une tension stables.
- Inconvénients : Coût et complexité accrus ; ne fournit pas d'électricité la nuit ; nécessite une batterie pour fonctionner efficacement pendant la journée
3. Système autonome avec batterie, charge CC et circuit de commande électronique
- Principaux composants (dans l'ordre) : Module solaire, circuit de contrôle électronique (soit un contrôleur de charge, soit un MPPT), batterie (CC couplé) et charges CC.
- Avantages : Alimentation électrique continue et fiable (jour et nuit) ; gérer des charges et des demandes d'énergie variables
- Inconvénients : Plus de composants le rendent coûteux; entretien accru; lourd à manipuler; durée de vie et efficacité limitées
4. Système autonome avec charge CA/CC, circuit de commande électronique et onduleur
- Principaux composants (dans l'ordre) : Module solaire, circuit de commande électronique (un contrôleur de charge ou un MPPT), un onduleur, une batterie et des charges CC.
- Avantages : Peut alimenter des charges CA et CC (ordinateurs, téléviseurs, lumières, etc.) ; plus flexible et efficace
- Inconvénients : Plus cher ; complexe ; l'onduleur ajoute un bruit de bourdonnement ; nécessite plus de protection contre les défauts et les surtensions
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