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Nous offrons des contrôleurs de charge PWM et MPPT de qualité supérieur à tarif concurentiel.Nos contrôleurs sont perfromant et offre les 4 stages de charge typique des contrôleurs de qualité. Ils sont vendus séparément ou avec nos ensembles. Informations pratiques.
Informations PratiquesQu'est-ce qui est mieux ? Comme d'habitude on trouve sur Internet toutes sortes de fausses informations à ce sujet. Et pour cause, l'électricité et l'électronique c'est assez mystérieux pour le néophyte. Voici quelques explications afin d'aiguiller votre choix sur le contrôleur qui vous conviennent le mieux.
Explication des types de charge
Les
chargeurs et contrôleurs moderne offrent tous les trois premiers type de
charge. Les plus sophistiqués vont également offrir la fonction de désulfatation.
Voici une vulgarisation scientifique des différentes fonctions de charge et
leur utilité.
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Type de contrôleursIl existe au moins 4 types de contrôleurs sur le marché. Il est bon de les connaître.
1.
L'interrupteur simple est le premier type de contrôleur : En fait, il
s'agit simplement d'un interrupteur qui branche et débranche les panneaux des
batteries à l'aide d'un comparateur de voltage et d'un relais de puissance. Il
n'y a pas nécessairement de contrôle de courant de charge dans ce type de
contrôleur. Ils peuvent brancher les panneaux directement aux batteries.
Certains de ces contrôleurs peuvent utiliser un transistor pour contrôler le
courant de charge. C'est une version améliorée mais ceci demeure une façon très
rudimentaire de charger une batterie. Aujourd'hui il est très peu utilisé sauf
pour les grosses installations où l'achat de contrôleurs sophistiqués de
forte puissance devient prohibitif. Dans ce cas, il faut calculer la puissance
des panneaux afin d'harmoniser-le tout avec les batteries. 2.
PWM
(Pulse Width Modulated) : Le premier vrai contrôleur
de charge. Il est habituellement limité à deux étapes de charge, soit la
charge rapide "bulk ou boost" et la charge de maintient
"float". Par contre on voit de plus en plus de contrôleur PWM
de meilleure qualité offrant les quartes types de charge, soit Boost,
Absorption, float et Désulfatation. 3.
MPPT
(Maximum Power Point Tracking) : Le contrôleur
MPPT est le plus sophistiqué et le plus efficace contrôleur actuel. Ce contrôleur
vérifie à la fois l'état des batteries et le potentiel des panneaux. Il
ajuste constamment le voltage du panneau afin de tirer le maximum d'énergie en
tout temps (beau temps mauvais temps). Il est également équipé d'un
convertisseur DC-DC afin de maximiser la conversion énergétique (de l'ordre de
97.5%). Finalement le cœur de l'appareil est un microprocesseur qui mari les
panneaux et les batteries afin de tirer le maximum de l'énergie solaire
disponible à tout moment donné. Grâce au microprocesseur, il devient aussi
possible de stocker l'information de différent type de batteries, ce qui
simplifie la vie de l'usager. Leur performance accrue, par rapport au contrôleur
PWM, devient très évidement lorsque les panneaux utilisés ont un grand écart
de voltage par rapport à la batterie rechargée. 4. Le contrôleur hybride peut être un PWM comme un MPPT. Il s'agit en fait d'un contrôleur qui accepte deux sources d'énergie pour charger une seule banque de batteries. Les plus fréquents sont les contrôleurs hybrides pour panneaux solaires et éoliennes. Un avantage c'est que vous avez moins de fil et d'appareil pour charger les batteries. Un désavantage c'est lorsque l'appareil brise, toutes vos sources de charge cessent de charger les batteries. Souvent le contrôleur hybride se sert des panneaux comme un œil magique afin d’allumer ou éteindre une lumière automatiquement.
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La différence entre un contrôleur PWM et MPPTPWM
(Pulse Width Modulated) Ce
texte ce veut une vulgarisation scientifique afin d'expliquer le plus simplement
possible la différence entre les deux groupes de contrôleurs les plus
disponibles sur le marché. Introduction Les
panneaux solaires produisent toujours un voltage supérieur à celui des
batteries. Pour charger une batterie sans l'endommager, on doit ajuster le
voltage du panneau aux paramètres d'une batterie. Par exemple, pour une
batterie au plombs à décharge profonde, on augmente le voltage jusqu'à 14.4 V
(Phase initiale de charge boost et absoprtion). Ensuite on l'abaisse à
± 13.5 V (Phase de maintiens Float). Les contrôleurs PWM et MPPT le
font différemment. Certain contrôleur MPPT offre aussi une phase d'entretiens
des plaques de plombs, la désalphatant (Equalisation). CONTRÔLEUR
PWM
(Pulse Width Modulated) PWM
est un acronyme anglais qui veut dire Pulse With Modulated. En Français ça se
traduit MLI ou modulation
de largeur d'impulsions. En gros, la technique consiste à pulser la
tension d'origine de façon à obtenir une valeur moindre que la tension
originale. Imaginez
par exemple que votre panneau vous donne 28.8 V et que vous vouliez avoir 14.4 V
pour charger la batterie. Il suffirait de pulser la tension d'origine (28.8V)
avec un pulse qui est de 50% (on) et 50% (off) pour avoir une moyenne de 14.4 V.
C'est ce qu'on appelle un Duty Cylce de 50%. C'est
dit simplement mais c'est exactement de cette façon que le PWM fonctionne. En
fait le contrôleur PWM gaspille ou plutôt n'utilise pas l'excédant de voltage
du panneau afin d'arriver au bon voltage de la batterie. Avec un contrôleur
PWM, il est important d'utiliser des panneaux solaire dont la tension d'opération
soit légèrement supérieur à celle des batteries que l'on veut charger. Regardez
ces deux exemples de panneau : Panneau
no.1 : tension d'opération = 18V Ex.1
: Le Duty Cycle sera de 14.4 V / 18 V = 80%. Soit 80 % (on) et 20% (off). Il y a
dans les fait un gaspillage potentiel de 20%. Ex.1
: Le Duty Cycle sera de 14.4 V / 30 V = 48%. Soit 48 % (on) et 52% (off). Il y a
dans les fait un gaspillage potentiel de 52%. On
remarque ainsi que plus l'écart de voltage entre la batterie et le panneau est
grand, plus il y aura du gaspillage d'énergie. CONTRÔLEUR
MPPT (Maximum Power Point
Tracking) Le
cœur du contrôleur MPPT est microcontrôleur qui contrôle convertisseur
DC-DC. Un convertisseur DC-DC utilise un PWM et des transformateurs
(inductances) et condensateurs afin d'en faire un véritable transformateur de
courant continu. Dans la figure ici bas, il est représenté par le DC-DC
Power Converter.
La
puissance des panneaux solaires est comme vous le savez, fonction de la lumière
reçue. Hors le matin, en fin de journée ou lors des journées nuageuses,
l'ensoleillement n'est pas idéal et la production d'énergie du panneau est
loin de son maximum potentiel. C'est alors que le MPPT est utile car il
surveille les performances du panneau en temps réel et va chercher son maximum
sans le surcharger. Il ajuste donc la modulation du pulse (Duty Cycle)
afin d'optimiser la puissance de sortie du panneau en fonction de la puissance
disponible selon l'éclairage du moment. Pour
mieux comprendre, il faut se rappeler de la formule de la puissance. La
puissance (P) en Watt est égale au Courant (I) en Ampère multiplié par la
tension (E) en Volt. P = I * E. La
courbe du courant et voltage d'un panneau solaire ressemble à ceci :
On
note que le courant d'un panneau est pas mal constant alors que le voltage, lui
varie beaucoup en fonction de la lumière reçue. La puissance maximum (P max)
est alors égale lorsque le courant et le voltage sont au maximum. Le contrôleur
MPPT vérifie en temps réel ces données et ajuste le transformateur DC-DC en
modulant le pulse du (PWM) afin d'optimiser cette puissance disponible sans
surcharger inutilement le panneau. Il s'assure que la charge demandée au
panneau correspond et ne dépasse pas le VMP. C'est ça grande
différence avec le contrôleur PWM ordinaire qui lui opère entre le VMP et le VOC. Le
rendement énergétique d'un MPPT moderne sera de l'ordre de 90 à 95%. Cette
petite différence prends tout son importance lorsque vos panneaux sont à la
limite de vos besoins énergétiques. La différence sera encore plus grande
lorsque les journées ne sont pas idéal. Alors que le MPPT ira toujours
chercher le maximum du panneau, le contrôleur PWM risque de tirer moins d'énergie
qu'il pourrait parce qu'il en demande plus que le panneau peut fournir et cause
une chute de tension des panneaux qui entraine une réduction de puissance total
disponible.. Les
stades de charge intelligent. Le
micro processeur incorporé dans ce contrôleur fournisse un autre avantage sur
le PWM. Il permet de stocker un programme qui comporte les paramètres complets
de plusieurs types de batteries. En effet, certain modèle de contrôleur
MPPT comme les SL-xx peuvent accepter 8 types de
batteries différent et ajuster la charge en fonction des paramètres précis de
chaque type de batterie. La plupart des contrôleurs MPPT vont offrir la
possibilité de charger une batterie en employant les 3 stades charges
habituellement recommander par le manufacturier de batterie, soit la charge
rapide (Bulk), la charge d'absorption et finalement la charge de
maintiens (Float). Les plus sophistiqués des contrôleurs offriront
aussi la charge de désalphatant (Equalisation) qui permet d'allonger la
vie utile d'une batterie en nettoyant électriquement la surface de ses plaques.
Voir ce texte pour plus d'information sur les types
de charge. Différences fondamental entre le MPPT et le PWM.
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Questions souvent demandées sur les
contrôleurs :
Q-
Comment choisir un contrôleur pour mon panneau ? R- Les contrôleurs
ont quatre données électriques qui sont indépendante l'une de l'autre. Ces
données sont : le voltage et la puissance des panneaux solaires, l'ampérage de
charge et le voltage des batteries. Tous ces paramètres sont facilement
calculables à l'aide de la loi d'ohm. Voyez plus bas. Q-
Comment choisir l'ampérage de sortie du contrôleur ? R- Les contrôleurs
sont vendus en Ampère de sortie ou ampérage de charge des batteries. Pour
choisir le bon contrôleur il faut calculer l'Ampérage de sortie maximum de que
vos batteries recevront. Vous avez besoin des paramètres suivants : Puissance
des panneaux et le Voltage total du groupe de batteries. La formule est :
I = P / E I
= l'intensité du courant an Ampère, P la puissance des panneaux en
Watts et E le voltage des batteries. La puissance des
panneaux est divisée par le voltage des batteries à charger. Par ex., vous avez
un panneau de 230 W et des batteries de 12 V. L'ampérage
maximum de charge sera 230 W / 12 V = 19.16 Ampères. Sélectionner un
contrôleur avec un minimum de 20 Ampères de sortie. Si vous avez des
batteries de 24 V, alors le calcule est 230 W / 24 V = 9.58 A. Sélectionner un
contrôleur de 10 A minimum. Q
- Si je veux mettre deux panneaux au lieu d'un seul, est que je double le contrôleur
? R- Oui exactement.
Chaque panneau de 230 W demande 19.1 A pour des batteries de 12 V ou 9.6 A pour
des batteries de 24 V. Vous devez donc vous assurer que l'ampérage maximum du
contrôleur sera supérieur à la somme de l'ampérage que les panneaux peuvent
fournir. Vous devez donc choisir au choix un contrôleur du double d'ampérage
ou deux contrôleurs en parallèle. Q-
Est-ce que le contrôleur peut être plus gros pour usage futur ? R - Oui et c'est
une bonne idée d'acheter un contrôleur capable d'accepter d'autres panneaux
plus tard. Ça vous évite d'acheter de nouveau contrôleur... Q-
Peux t'on brancher des panneaux différents sur le même contrôleur ? R- Oui s'ils ont
tous le même voltage. Par exemple, nos panneaux de 220 W à 255 W ont tous 37 V
et nos panneaux de 280 W à 300 W ont tous 48V. Les panneaux de chaque gamme
peuvent être branchés ensemble. Le voltage demeure le même mais la puissance
s'additionne. Ex. un panneau de 230 W + un panneau de 250 W vous donneront un
total de puissance de 480 W à 37V. Un contrôleur de 40 Ampères sera
suffisant mais limite : 480 W / 12 V = 40 Ampères. Q-
J'ai déjà un panneau solaire et un contrôleur de voltage différent, est-ce
que je peux ajouter un autre contrôleur et panneau solaire ? R- Oui vous pouvez
ajouter autant de contrôleur que vous voulez sur les mêmes batteries.
D'ailleurs vous pouvez également ajouter une éolienne, un alternateur, une génératrice
etc. sur les mêmes batteries en autant que tous ces appareils aillent le même
voltage de sortie soit celle de vos batteries. Déterminer
la puissance minimum de votre contrôleur et temps de charge avec
ce fichier Excel
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CONCLUSION Si
vous êtes limité en espace pour ajouter des panneaux, l'usage d'un contrôleur
MPPT vous permettra de maximiser vos panneaux actuels. Mais si votre groupe de
panneaux solaires est suffisant, à la fin de la journée, vos batteries seront
tout aussi chargées avec un PWM même si ça pris une heure de plus qu'avec un
MPPT. Si
vous utiliser des panneaux à haut voltage ou si vous brancher des panneaux en série,
l'usage du MPPT est non seulement essentiel mais le seul véritable choix
possible puisque les PWM vont non seulement gaspiller l'excédant mais sont
souvent limité en voltage d'entrée.
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