Adopter des systèmes de panneaux solaires est le choix le plus judicieux aujourd'hui, mais il est important de se renseigner sur les bases avant de le faire. Les différents types de régulateurs de charge solaire font également partie des composants d'un système photovoltaïque. Découvrons-les en détail.
Qu'est-ce qu'un contrôleur de charge solaire ?
Il s'agit d'un régulateur de batterie solaire qui empêche sa surcharge. Les contrôleurs de charge solaire constituent une passerelle vers le système de stockage de la batterie. Ils garantissent que les batteries ne sont pas endommagées par une surcharge ou une surcharge et sont particulièrement nécessaires pour un système solaire autonome. Les contrôleurs MPPT et PWM sont les plus connus.
Quels sont les types de contrôleurs de charge solaire ?
Fondamentalement, il existe 4 types de contrôleurs de charge.
1. Contrôleur de charge MPPT
Cela permet au la tension des panneaux solaires varie par rapport à la tension de la batterieL’ Maximum Power Point Suivi (MPPT) peut identifier le point de production d'énergie maximale par les panneaux solaires avec leur fonction d'entrée de réseau variable.
Ils coupent le circuit entre les panneaux solaires et les batteries, protégeant ainsi efficacement le système. Les régulateurs MPPT sont particulièrement adaptés aux systèmes à la terre négative, car ils utilisent une référence de ligne négative avant de revenir à la ligne positive.
Limitation – La dissipation de chaleur est un problème courant avec les contrôleurs de charge MPPT, en particulier lorsqu’ils sont utilisés dans de grands panneaux solaires.
2. Régulateur PWM
Ces régulateurs fonctionne en permanence comme un contrôleur marche/arrêt rapide et s'auto-ajuste En faisant varier la vitesse et la largeur des impulsions envoyées à la batterie. À 100 % de la largeur du transistor, les panneaux solaires chargent la batterie au maximum, mais à 0 %, le transistor est bloqué.
Cela empêche le courant de circuler des panneaux vers les batteries. Cela se produit principalement en cas de surtension ou lorsque la batterie est complètement chargée. Certains régulateurs PWM peuvent être convertis en régulateurs série pour les charges sensibles si le bruit généré par la fréquence PWM pose problème. Contrôleurs PWM sont similaires aux régulateurs série mais n'utilisent pas de transistors.
Limitation – Les régulateurs PWM ne peuvent pas non plus supporter des températures extrêmement élevées.
3. Régulateur série
Ce contrôleur de charge solaire ouvre le circuit une fois que la batterie atteint une tension définieIl permet ensuite au courant de circuler entre les batteries et les panneaux solaires, jusqu'à ce qu'il atteigne à nouveau la tension de déconnexion (température élevée). Un régulateur série utilise un relais ou un transistor pour connecter ou déconnecter les panneaux solaires des batteries.
Ces régulateurs de charge peuvent être utilisés dans les deux systèmes de masse (négatif et positif). Les régulateurs série sont également appelés régulateurs tout ou rien ; grâce à eux, les batteries peuvent être alimentées à plein courant ou sans courant.
4. Régulateur shunt
Ils court-circuiter les panneaux solaires lorsque les batteries atteignent une tension définieÉgalement connus sous le nom de régulateurs d'impulsions, ce sont des contrôleurs de charge à état unique qui fonctionnent en activant/désactivant la régulation de charge.
Les régulateurs shunt sont également équipés d'un transistor et d'une diode de blocage. Le premier coupe ou connecte le panneau solaire aux batteries, tandis que la seconde protège simultanément la batterie des courts-circuits.
Ces types de régulateurs de charge solaire sont idéaux pour les systèmes à masse négative, car leur diode de blocage est intégrée à la diode positive. Ils sont donc parfaitement adaptés aux petits systèmes photovoltaïques.
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Quelles sont les fonctions des contrôleurs de charge solaire ?
Voici une liste des fonctions exécutées par les types de contrôleurs de charge solaire.
- Protection contre les circuits ouverts de la batterie:Une fois la batterie normalement chargée, la tension sera limitée à travers la charge pour garantir que ni la charge ni la batterie ne soient endommagées.
- Contrôle de la lumière du jourLorsqu'il est utilisé avec des lampes solaires, le régulateur de charge coupe automatiquement la sortie de la charge pendant la journée (ensoleillement optimal). Après le coucher du soleil, il rallume automatiquement la charge, ce qui permet aux lampes solaires de s'allumer automatiquement la nuit et de s'éteindre le matin.
- Protection contre la foudre:Pendant les orages, les risques de foudre augmentent si vos panneaux solaires sont installés en hauteur. En cas de foudre, une haute tension est transmise par des câbles que les batteries et les charges ne peuvent pas supporter. Les régulateurs de charge coupent le circuit pour empêcher cette haute tension d'atteindre le système d'énergie solaire et ses composants.
- Protection contre les courts-circuits et les surintensités de chargeGénéralement, les batteries solaires sont de 12 V. Dès que le courant de charge dépasse 10 A ou plus, la charge est court-circuitée. Le fusible du circuit saute. Il peut être remplacé et votre régulateur de charge solaire est prêt à l'emploi.
- Protection de surcharge: Si la tension de charge (DC) est supérieure à la tension de protection, le contrôleur de charge déconnectera automatiquement la batterie d'une source d'alimentation (panneaux solaires) pour éviter toute surcharge.
- Protection contre les décharges excessives:Lorsque la tension de la batterie est inférieure à la tension de protection, le contrôleur de charge déconnecte la batterie de la charge et la protège contre la décharge ou la décharge excessive.
- Protection de survoltageLorsque la tension est trop élevée, les régulateurs de charge solaire coupent automatiquement la sortie. Ils contrôlent la tension et ouvrent le circuit lorsque la tension de la batterie atteint un niveau optimal.
- Protection de connexion de batterie inverséeEn cas d'inversion de polarité de la batterie, les régulateurs de charge empêchent tout fonctionnement. Une fois la polarité corrigée, la batterie peut être utilisée.
- Fonction d'auto-vérificationSi le contrôleur de charge ne fonctionne pas correctement en raison de facteurs internes ou externes, il effectue un auto-diagnostic. Il envoie ensuite des signaux et des avertissements à l'utilisateur via des moniteurs et des applications téléphoniques.
- Compensation de températureLes régulateurs de charge solaire surveillent la température de la batterie. Si celle-ci n'est pas idéale, ils régulent la charge et la décharge, optimisant ainsi le fonctionnement de la batterie.
En savoir plus sur sortie de charge du contrôleur de charge solaire.
Quelles sont les applications des types de contrôleurs de charge solaire ?
Face à l'augmentation du nombre d'utilisateurs de panneaux solaires, les régulateurs de charge solaire sont également très demandés. Généralement associés à un système d'énergie solaire autonome, ils peuvent être utilisés dans diverses applications.
- Système d'énergie solaire hybride (résidentiel)
- Les petits systèmes d’énergie solaire utilisent des contrôleurs de charge à modulation de largeur d’impulsion (PWM).
- Lampadaires solaires et Lumières solaires
- Les éoliennes et les petites turbines hydrauliques utilisent des contrôleurs de charge MPPT (Maximum Power Point Tracking).
Puis-je utiliser un panneau solaire sans contrôleur de charge ?
Oui, techniquement, vous pouvez utiliser des panneaux photovoltaïques sans régulateur de charge et les connecter directement à la batterie. En général, il est conseillé de utiliser des panneaux solaires avec un contrôleur de charge. Toutefois, les conditions suivantes peuvent être considérées comme des exceptions.
- Avec des panneaux solaires à faible puissance Vous pouvez omettre le régulateur de charge. Cela n'endommagera probablement pas la batterie, car sa tension de fonctionnement diminue une fois connectée à la batterie.
- La tension de la batterie et du panneau est synchronisée, ce qui signifie la tension de sortie du panneau et la tension d'entrée de la batterie sont presque identiques.
- Si vous chargez une batterie au compte-gouttes à partir de panneaux solaires d'environ 5 W.
- Utiliser les ports USB sur les panneaux solaires car les panneaux ont intégré des puces IC intelligentes qui régulent la tension fournie à votre appareil, le protégeant ainsi des surcharges ou des sous-charges.
IMPORTANT – Si un panneau émet 2 watts ou moins pour chaque 50 ampères-heure de batterie, alors, selon la règle générale, un contrôleur de charge est nécessaire.
Différents types de régulateurs de charge solaire permettent de protéger nos systèmes photovoltaïques. Bien que les MPPT soient considérés comme les plus efficaces, d'autres sont également efficaces, selon le type de système et la puissance utilisée. Consultez notre site web pour plus d'informations utiles sur les systèmes de panneaux solaires, leurs composants et autres sujets connexes.
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