Comment mettre en place une petite installation de production de courant avec des panneaux photovoltaïques

Si vous suivez les bonnes étapes, il est facile de mettre en place un petit générateur à énergie solaire. Même si vous allez devoir prendre certaines décisions, vous pouvez vous concentrer sur une petite installation (moins de 1 kWh par jour) et la simplifier pour que tout le monde puisse en installer une qui fonctionne. Cependant, sachez que certains compromis en matière d'efficacité, de sécurité et de suivi de la règlementation pourraient être faits pour rendre l'installation plus simple.

Étapes

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Pour ce faire, vous devez prendre en compte les appareils électriques que vous allez utiliser pour savoir de combien d'énergie ils ont besoin. La plupart des appareils indiquent leur consommation en watts que vous pouvez multiplier par le nombre d'heures pendant lesquelles vous allez les utiliser pour obtenir un nombre en watt/heure (Wh), l'unité de mesure de la consommation électrique. Par exemple, si vous voulez utiliser un appareil de 15 W pendant deux heures par jour, vous allez avoir besoin de 15 W x 2 = 30 W. Cependant, sachez que les chiffres indiqués sont généralement plus élevés que la consommation réelle. Pour savoir combien consomme un appareil, vous pouvez utiliser un multimètre. Une fois que vous avez le watt par heure de tous les appareils, ajoutez-les. Si le total dépasse 1 000 Wh (ou 1 kWh), cet article ne va pas vous être utile.
Vous devez savoir si vos panneaux seront bien exposés au soleil là où vous voulez les installer. Ils ne doivent pas se retrouver à l'ombre. S'il y a un arbre, un bâtiment ou n'importe quoi à côté qui va les mettre à l'ombre pendant la journée, ne comptez pas le temps pendant lequel ils ne seront plus exposés au soleil. Ainsi, si vous recevez 12 heures de soleil, mais s'il se cache derrière la clôture deux heures pendant la matinée, puis derrière un arbre à midi pendant une heure et encore deux heures derrière la ferme du voisin avant la nuit, vous n'aurez que 7 heures de lumière. N'oubliez pas aussi que les jours sont plus courts en hiver. Si vous voulez l'utiliser aussi en hiver, vous devez prendre en compte l'heure d'hiver.
Divisez la consommation totale de la première étape par le nombre d'heures d'ensoleillement que vous avez trouvées dans la deuxième étape. Si vous trouvez que vous avez besoin de 600 Wh et que vous avez 6 heures d'ensoleillement par jour, cela fait 600 Wh / 6 = 100 Wh. C'est la quantité de courant que vous devez générer par heure de luminosité pour couvrir vos besoins. Pour ne pas prendre de risques, vous devriez multiplier ce chiffre par 2 ou plus. Cela permet de prendre en compte le fait que les panneaux ne vont générer leur maximum de courant que lorsqu'ils seront pointés directement vers le soleil et s'ils sont fixes, ils ne vont pas être dans cette position la plupart du temps. À cause de ce genre de facteurs, vous pourriez perdre 20 % et plus de l'efficacité des panneaux. Si vous vous attendez à ce qu'il y ait souvent des nuages, vous devez multiplier ce chiffre par 5 ou plus ou simplement réduire votre consommation électrique pour ne pas consommer plus que vous produisez.
En gros, il en existe trois types (plus précisément, de types de cellules photovoltaïques) : le silicium amorphe, le polycristallin et le monocristallin. Les panneaux en silicium amorphe coutent peu cher, ils ne sont pas vraiment affectés par les petites ombres, mais ils prennent beaucoup plus d'espace (pour la même production de courant, ils vont être plus larges et plus lourds). Les panneaux polycristallins sont plus efficaces, moins chers que les monocristallins, mais aussi moins efficaces que ces derniers. Les panneaux monocristallins sont les plus efficaces, mais aussi les plus chers. La production des panneaux polycristallins et monocristallins peut être réduite de moitié ou plus par de petites ombres à cause de la manière dont les cellules sont reliées. Les panneaux polycristallins et monocristallins que vous pouvez acheter devraient couter 1 € par watt ^{[1]XSource de recherche}.
Ils sont beaucoup moins chers, mais ils possèdent une bonne garantie. Même si la plupart des gens veulent que leurs panneaux durent 25 ans, en réalité, le cout des cellules photovoltaïques décroit tellement vite qu'il vous reviendra moins cher de remplacer vos panneaux dans cinq ou dix ans que de payer plus cher maintenant pour des panneaux qui durent plus longtemps. S'ils sont au-delà de votre budget, envisagez de baisser votre consommation électrique. Vous n'allez pas mourir en éteignant certains appareils ou en les utilisant plus tard (si c'est le cas, vous devriez trouver un autre article). Calculez la capacité de batterie dont vous avez besoin. Pour y arriver, reprenez la consommation électrique de la première étape, multipliez-la par deux, car vous ne devez considérer utiliser que la moitié des batteries pour éviter qu'elles se déchargent complètement. Ensuite, multipliez ce nombre par le nombre de jours de réserve que vous aimeriez avoir. Par exemple, si vous voulez utiliser 600 Wh, vous avez besoin d'une capacité de 1 200 Wh (1,2 kWh). Si vous avez 3,6 kWh, vous pourrez être tranquille pendant plusieurs jours sans soleil (même si vous allez avoir un autre problème à ce moment-là). Puisque la plupart des batteries ont une capacité en ampères par heure, il vaudrait mieux que vous convertissiez les watts par heure en ampères par heure. Pour ce faire, divisez la capacité que vous avez calculée par la tension de la batterie, donc 3 600 Wh / 12 V = 300 Ah (divisé par 6 pour des batteries de 6 V).
Même si vous pouvez utiliser des batteries de voiture (du moins pendant un moment), il vaut mieux que vous en utilisiez à cycle profond, par exemple de celles qu'on utilise dans les camping-cars et les bateaux. Certaines personnes préfèrent les batteries de 6 V qu'on retrouve dans les voiturettes de golf, car elles sont conçues pour supporter plusieurs décharges profondes. Si vous utilisez des batteries de 6 V, reliez-en deux en série (la borne positive de l'une reliée à la borne négative de l'autre), puis reliez des paires en parallèle (la borne positive de l'une des paires sur la borne positive de l'autre et la borne négative de l'une des paires sur la borne négative de l'autre). Si votre budget vous le permet, vous pourriez envisager des batteries AGM qui sont moins sensibles que les autres, mais elles coutent aussi deux à trois fois plus cher que les batteries au plomb. Assurez-vous que l'intensité par heure de toutes les batteries ensemble est plus élevée que l'intensité que vous avez calculée plus tôt. Si vous en utilisez plusieurs, assurez-vous de vous en procurer plusieurs du même modèle et de les avoir neuves (ou remises à neuf). Si vous mélangez différentes capacités, différents modèles ou différents niveaux d'usure, vous allez réduire la durée de vie de toutes les batteries.
Il devrait vous couter entre 10 et 100 € selon le modèle. La chose la plus importante est en fait de l'utiliser. Si vous branchez les panneaux solaires directement aux batteries, elles vont se charger pendant un moment, mais vous allez les abimer rapidement. Quel que soit l'appareil que vous achetez, vous devez en trouver un qui supporte la quantité de courant que vos panneaux produisent. La plupart d'entre eux indiquent leur capacité en ampères, c'est pourquoi vous devez diviser la capacité en watts de vos panneaux par 12 V (par exemple 200 W / 12 V ~= 17 A). Trouvez un contrôleur de charge avec une capacité plus élevée que votre estimation. Cela vous donnera une marge de manœuvre et de la place pour augmenter la production plus tard. Au-delà de ces considérations, le contrôleur de charge que vous allez acheter va surtout être un compromis entre le cout et l'efficacité et la durée de vie de la batterie. Les appareils plus couteux vont utiliser des algorithmes de chargement différents mieux adaptés au type de batterie que vous avez. Ils pourraient aussi s'ajuster selon la chaleur pour mieux protéger les batteries.
Si vous voulez faire marcher des appareils sur du courant alternatif (par exemple en les branchant sur une prise murale), vous allez aussi avoir besoin d'un onduleur. Il en existe en gros deux types : à onde sinusoïdale modifiée et à onde sinusoïdale pure. Ceux à onde sinusoïdale pure vous permettent d'obtenir un courant électrique plus proche que celui que vous trouvez en ville, mais ces onduleurs peuvent être plutôt couteux (plus de 150 € pour un appareil de 600 W). Ceux à onde sinusoïdale modifiée sont moins chers (plus de 30 € pour 400 W), mais certains appareils pourraient ne pas fonctionner lorsque vous les branchez ou mal fonctionner. Sachez que les onduleurs ont une efficacité de 80 à 90 %, ce qui signifie qu'ils perdent un peu de puissance lorsque vous convertissez du courant continu en alternatif. Cependant, si vous avez suivi toutes les étapes comme recommandé, votre installation devrait avoir la capacité excédentaire pour absorber cette inefficacité.
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Conseils

Pour optimiser la production de vos panneaux solaires, envisagez de les monter sur un support.
La meilleure chose à faire pour avoir une petite installation qui fonctionne est de réduire votre consommation électrique.

Avertissements

Dans le cas de petites installations, il arrive facilement que vous utilisiez trop de puissance, ce qui peut entrainer des pannes temporaires. Si vous utilisez vraiment beaucoup d'électricité, vous devriez envisager une installation plus large, plus complexe et plus couteuse pour produire plus de courant.
Les batteries au plomb contiennent du plomb et un acide. Elles peuvent aussi produire de l'hydrogène qui est explosif.
Si vous ne faites pas attention avec l'installation, vous pourriez abimer vos appareils électriques, même ceux qui coutent très cher. Vous en tirerez les leçons et vous ne referez pas les mêmes erreurs.
Le courant électrique peut générer de la chaleur et une chaleur trop importante peut provoquer des départs d'incendie.
L'électricité peut aussi vous tuer, même si la décharge que vous allez recevoir en touchant des batteries de 12 V ne devrait pas être plus importante qu'une décharge d'électricité statique, ne vous inquiétez pas. En fait, les décharges d'électricité statique peuvent aller au-delà de 12 V.