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Tuesday, 5 July 2016

Une installation solaire optimale pour le camping car

Rien n'est plus simple quand on sait !

L'objet de cet article est de vous aider à penser votre installation solaire d'environ 300W en 12V, destinée à vous donner une autonomie électrique totale l'été, et en grande partie en automne et au printemps, mais à une condition : c'est d'avoir un parc batterie d'au moins 150 Ah.

On sera en 12V entre le régulateur et les panneaux (ce qui veut dire que les panneaux sont branchés en parallèle), sachant qu'on peut facilement être en 24V (ce qui veut dire que les panneaux sont branchés en série) ; le 24V permet de diviser la section des fils par 2 pour une intensité donnée par rapport au 12V (uniquement entre les panneaux et l'entrée du régulateur).

Rien ne vous empêche d'installer plus de puissance (ou moins), vous saurez comment faire !

Cet article est complémentaire de mes articles suivants :
Faut-il acheter des panneaux solaires ?
Quel régulateur pour mes panneaux solaires ?

Je rappelle qu'une installation solaire est on ne peut plus simple, car on a la chaîne linéaire :
PANNEAU SOLAIRE---->REGULATEUR---->BATTERIE de service

Nous verrons successivement :

les caractéristiques des panneaux solaires
ce qu'on ne vous dit pas sur le matériel solaire
quels matériels solaires choisir ?
Comment faire une bonne installation

Les caractéristiques des panneaux solaires

Chaque panneau solaire a des caractéristiques qui sont fournies par le fabriquant ; sur leur dessous, normalement, une étiquette les rappelle.

Sur de nombreux sites web, les caractéristiques ne sont pas fournies ce qui est fâcheux. Donc je déconseille d'acheter dans ce cas (ou alors téléphonez ou bien écrivez).

Les caractéristiques qui nous intéressent sont (entre parenthèses : nom Anglais et abréviation) :

la tension nominale (nominal voltage) : elle est de 12V ou 24V pour les camping car ;
un panneau de 24V n'est jamais que 2 panneaux 12V montés en série (la surface est équivalente).
la puissance nominale (nominal potential power - WP) : c'est la puissance maximum qu'il peut fournir à la tension nominale ; c'est celle qui est indiquée sur les brochures
l'intensité de court circuit (short-circuit current - Isc) : c'est l'intensité maximum du courant délivré par le panneau ; elle permet de dimensionner le régulateur
la tension maximum ou de charge (maximum power voltage - Vpm) : c'est la tension qui permet de délivrer la puissance maximum réelle ; en éclairement maximum, c'est cette tension qui est en entrée du régulateur
l'intensité maximum ou de charge (maximum power current - Ipm) c'est l'intensité observée à la tension de charge ; en éclairement maximum, c'est ce courant qui est en entrée du régulateur
les dimensions du panneau solaire
le rendement des cellules ; 15% est une bonne valeur
la section des fils de raccordement : 2,5 mm2 ou 4, ou 6 selon les panneaux

Exemple pour un panneau solaire de 150W/12V de qualité :

Vpm = 17,5V (selon les constructeurs, peut aller jusqu'à 23V ; au dessus on a affaire à un panneau solaire de 24V)
Ipm = 8,25A
Isc =9,13A

Ce qu'on ne vous dit pas sur le matériel solaire

la puissance réelle est toujours inférieure à la puissance nominale :
puissance réelle = tension maximum(Vpm) * intensité maximum(Ipm)
pour le panneau solaire 150W de notre exemple, la puissance réelle est de :
Ppm = Vpm x Ipm = 17,5 x 8,25 = 144W
Donc 300W de panneaux solaires achetés fournissent au plus : 144 x 2 = 288W
Vous pouvez maintenant calculer la puissance réelle du panneau solaire que vous convoitez, et faire ainsi des comparaisons
On peut assembler des panneaux solaires de puissances différentes mais encore faut-il les brancher en parallèle. Pour un branchement série, les panneaux doivent avoir la même puissance (l'Ipm ne change pas, les tensions s'ajoutent).
En parallèle, pour les calculs, on fait la somme des Ipm (la tension ne change pas).
on peut assembler des panneaux de marques différentes
seul un régulateur MPPT de qualité permet de tirer le maximum de plusieurs panneaux solaires
Si nous mettons 2 panneaux solaires de 150W sur le toit, branchés en parallèle reliés à un régulateur MPPT :

en entrée du régulateur on aura au maximum comme tension et courant : Vpm et (Ipm+Ipm) soit 17,5V et 16,5A (les fils + des panneaux solaires sont branchés ensembles, et de même pour les fils -)
en sortie du régulateur on aura au maximum pour 13,8V de tension :
Ppm/13,8= 288/13,8 = 20A

Avec un régulateur PMW on aurait 16,5A, c'est à dire uniquement le courant d'entrée du régulateur.

Un régulateur MPPT est plus efficace si les panneaux sont branchés en série
Pour une maison c'est toujours le choix à faire. Mais le camping car est mobile et si 2 panneaux sont branchés en série et que l'un est un peu à l'ombre des arbres, l'ensemble ne produit plus rien. Alors que branchés en parallèle, le panneau au soleil seul produit.
la section des fils de 2,5 mm2 est insuffisante dans de nombreux cas
Pour les panneaux de puissance inférieure à 120W, pas de problème avec une section de 2,5mm2.
Pour ceux de plus de 120W, il faut au minimum du 3mm2, sauf si la distance entre le panneau solaire et la batterie de service est inférieure à 2 mètres (exemple : INOVTECH met du 4mm2 pour ses panneaux à partir de 120W dans sa gamme supérieure).
Il existe des normes pour la résistance à la grêle
Les normes qui garantissent cette résistance à la grêle sont les normes n°CEI 61215, n°CEI 61646 et n°CEI 61730. Elles obligent les fabricants à réaliser des tests en condition extrêmes, telles qu’un grêlon de 1,25cm de diamètre maximum lancé à 140km/h ne puisse casser un panneau solaire photovoltaïque.
un panneau solaire chauffe
25°C de température extérieure donne une température de 40°C sous le panneau à plein ensoleillement et autant de degrés de plus que l'accroissement de température extérieure (35°C extérieur donne 50°C sous le panneau). Heureusement la lame d'air entre le toit et le dessous du panneau assure un bon refroidissement.
Ces chiffres sont à diviser par deux pour les panneaux souples qui eux n'ont aucune ventilation puisqu'ils sont collés à même le toit.
Pour plus de précisions, lire la page du blog.
un panneau solaire doit être équipé d'une diode anti-retour ; tous les panneaux de qualité en ont une, mais encore faut-il le vérifier

Quels matériels solaires choisir ?

Pour bien comprendre cette section, il vous faudra peut être consulter mon article quels fils électriques pour mon camping car.

dimensionnement du régulateur MPPT
On fait la somme des intensités de court circuit ; on multiplie le tout par 1,3 ; dans notre exemple, cela nous donne : (9,13 + 9,13) x 1,3 = 18,26 x 1,3 = 23,7A minimum ; donc un régulateur de 25A est suffisant ; mais les fabricants offrent des 20 ou des 30A, c'est donc un 30A qu'il faut choisir.
Les borniers doivent permettre de fixer des fils de 10 mm2 à minima.

On pourrait mettre un régulateur par panneau solaire : c'est possible si on met des régulateurs PWM (mais dans ce cas on produit moins de courant) . C'est déconseillé avec un régulateur MPPT, car il est moins efficace s'il gère un seul panneau solaire de 36 cellules.
NOTA :
Les régulateurs de qualités permettent de limiter l'intensité reçue en entrée à la valeur du régulateur. Si un régulateur de 30A reçoit 60A, il va délivrer 30A. C'est très intéressant car on peut ainsi surdimensionner watts solaires pour avoir une bonne production d'électricité hors saison, tout en protégeant bien la batterie
dimensionnement des fils électriques

entre 1 panneau solaire et le régulateur pour un travail en 12V
Dans notre exemple : le courant maximum fourni par chaque panneau solaire est de Isc=9,13A.
Donc pour un fil de 4mm2 de section, la distance maximum à ne pas dépasser pour ce courant est de 4,5m (selon l'abaque de calcul de section de fils).
Si on a 4 mm2 de fil et que l'on veut dépasser 4,5m de longueur, on choisira de travailler en 24V ce qui nous permettra une longueur maximum de 9m (les panneaux sont alors branchés en série)
entre le régulateur et la batterie de service (toujours en 12V)
le courant maximum fourni par les 2 panneaux en sortie de régulateur est de 20A.
Si la distance entre le régulateur et la batterie de service est :
- de 4m, il faudra des fils de 8mm2 de section minimum
- inférieure à 2m, il faudra des fils de 4mm2 minimum

choix de la technologie du panneau solaire
Il faut choisir des panneaux solaires monocristallins dont le rendement approche 15%.
Les polycristallins ont un rendement inférieur, mais sont moins chers.
Les flexibles ont un rendement identique, mais un prix qui est le double.
Vous trouverez un choix de panneaux flexibles chez wattuneed. Un site web pour les modèles : BigShip.
Les panneaux solaires dits "black matrix" ont un rendement jusqu'à 21%, mais ils sont beaucoup plus chers ; un black matrix (ou back contact, ou black cristal) de 130W ne donnera pas plus de courant qu'un 140W traditionnel ; on le choisira uniquement pour ses dimensions plus réduites si le besoin s'en fait sentir, ou si le prix est soldé.

Vous pouvez acheter 2 kits, à condition d'acheter en plus un régulateur MPPT (250€).
A vous de faire des comparaisons, car ces kits ont souvent un prix avantageux.
Sinon il faut acheter les panneaux, les supports, la colle, le régulateur MPPT, le passe toit double (ou 2 passes toits simples) et le câble de 2 fils pour aller du régulateur à la batterie de service.

matériel pour maison ou non ? Les panneaux solaires pour la maison (site isolé) ont des fils de 6mm2 de section avec des connecteurs permettant de les relier facilement appelés MC4 ; on trouve des doubleurs MC4

qui permettent de mettre en parallèle ou en série les panneaux sur le toit (selon la tension désirée) et non au niveau du régulateur ; dans ce cas, il suffit d'un passe toit pour un seul câble.
Le matériel pour la maison est une très bonne solution, c'est le coût qui fait la différence
acheter d'occasion ou non ?
la technologie évolue vite, il y a 5 ans les panneaux avaient un rendement inférieur, mais surtout ils étaient beaucoup plus chers ; les vendeurs qui ne suivent pas l'évolution des prix proposent souvent l'occasion au prix du neuf. A vous de choisir, mais soyez vigilants !
Si vous achetez sur internet, déballez complètement le panneau devant le livreur pour voir s'il n'a pas été cassé pendant le transport.
quelles marques acheter ?
Pour les panneaux solaires :
Eviter de préférence les produits conçus et réalisés en Chine, à l'exception de quelques marques. Les panneaux VICTRON distribués par les magasins Bigship sont à des prix corrects.
Demandez la conformité aux normes Françaises anti-grêle.
Voir la liste critique des marques.

Modification de 2016 : La revue Voile magazine de Juillet 2016 a fait une étude sérieuse sur les panneaux solaires et les marques fiables pour les bateaux sont :
- Amsolar, Unitek (fabrication Chine)
- Solara (fabrication Allemagne)
- Sunpower (fabrication Etats Unis)
Ces marques sont distribuées par Bigship, Uship, Accastillage Diffusion et Seatronic.
quels instruments de mesure ?
Voir mon article : superviser efficacement son installation solaire

Pour les régulateurs :
voir mon article Quel régulateur pour mes panneaux solaires ?

Ou acheter son matériel ?

Votre accessoiriste est une piste à privilégier, mais avant, renseignez vous des prix sur internet.
Lors de mes recherches, je me suis aperçu que les sites spécialisés dans le solaire n'étaient pas moins chers, et qu'il fallait attendre les promotions sur les sites spécialisés dans le camping car (narbonne accessoires, Trigano, leader loisirs, euro accessoires...).
Un site web solarboutik donne son numéro de téléphone où vous pouvez poser des questions techniques pointues (ce qui est rare, car souvent ce sont de simples vendeurs).
Avant l'achat, calculez la puissance réelle, cela vous permettra aussi de comparer les offres.
Si vous trouvez une super promo sur du 130W, posez du 130W au lieu du 150w ; c'est ainsi que j'ai trouvé un black cristal de 130W à 229 €. J'ai donc 280W et non 300 (nominal).

Comment faire une bonne installation

Une bonne installation c'est du bon matériel ; maintenant vous savez quoi acheter.
Certains camping car haut de gamme ont une entrée panneau solaire sur la centrale électrique ; je n'ai pas choisi cette solution car cela rallonge la longueur des fils (donc la section) et l'installation est plus complexe ; par ailleurs souvent, 1 seul panneau solaire est prévu avec un fusible de 10 ampères.

Quelques pistes de réflexion :

positionnement des panneaux solaires
Ils doivent être posés à l'aplomb de la batterie pour limiter la longueur des fils.
Soit l'un derrière l'autre, soit perpendiculaires, soit parallèles selon la place disponible.
En effet, une fois les panneaux posés :
- ils ne doivent pas avoir l'ombre portée de la parabole (ce qui diminuerait leur rendement)
- ils doivent permettre la maintenance sur le toit :
La bonne pratique consiste à faire comme pour un déménagement : on fait un plan à l'échelle du toit, avec tout ce qui y est posé (antenne, lanterneaux etc...), ensuite on repère les zones disponibles pour mettre des panneaux solaires ; on mesure ces zones ; c'est quand on a fini les mesures que l'on peut acheter les panneaux solaires et pas avant.
On peut installer des panneaux 24V très souvent moins chers, mais ils nécessitent d'avoir une grande surface en un seul morceau.
branchement des panneaux solaires
Quand c'est possible (dépend de la section et de la longueur des fils électriques), il faut les brancher en parallèle plutôt qu'en série. Pourquoi ?
- on peut mesurer l'intensité et la tension fournie par chaque panneau
- si un panneau est en panne, il n'affecte pas l'autre ; un panneau produit encore du courant (mais bon, la fiabilité est grande)
- si un seul panneau est dans l'ombre, l'autre produit du courant

Si les panneaux solaires sont branchés en série, le régulateur travaille en 24V en entrée et en 12V en sortie, cela fonctionne parfaitement si le régulateur est de qualité.
Un branchement série produit un peu plus de courant qu'un branchement parallèle (car il y a plus d'écart de tension entre l'entrée et la sortie du régulateur)

positionnement du régulateur
Tous les choix sont possibles à condition de bien calculer la section des fils en fonction de la longueur.
Mes conseils :
- si en sortie de panneau solaire on a des fils de 2,5mm2 de section, le régulateur doit être placé près des panneaux solaires
- avec des fils de 4mm2, je conseille de mettre le régulateur proche de la batterie ; on a ainsi que des fils de 4mm2, avec une grande souplesse pour les mesures, et surtout on a pas besoin de sonde thermique déportée pour le régulateur
- prévoir 15cm au moins de libre tout autour, car un régulateur dissipe de la chaleur.

Voyons comment faire une bonne pose :

1-fixer les panneaux solaires
Dans la partie dimensionnement, on a choisi l'endroit où les placer, donc on les fixe, après avoir réfléchi à l'endroit où positionner le passe toit.
Pour plus de détails voir l'article comment installer un panneau solaire.

2-fixer le (ou les) passe toit
Les fils entrent vers l'intérieur du véhicule par un trou ; j'ai choisi de les faire arriver dans un placard haut pour pouvoir de temps en temps vérifier l'étanchéité ; le passe toit assure l'étanchéité.
Le trou est localisé pour que les fils arrivent de préférence contre une cloison, ou une paroi, afin de suivre un chemin discret.
Le trou ne doit pas déboucher sous un panneau solaire !

3-Fixer le régulateur et les instruments de mesure Utiliser les caches des gaines de chauffage pour faire passer les fils (quand c'est possible).
Mettre des fils un peu plus longs pour pouvoir changer de régulateur plus tard, au cas où.
Ne pas oublier de mettre un fusible entre le régulateur et la batterie.

4- Faire les branchements
Les faire la nuit, ou de jour après avoir posé une couverture sur vos panneaux, pour ne pas avoir de courant (sauf si vous êtes très habile !).
La bonne pratique consiste à couper les fils à la bonne longueur, les dénuder, les fixer au régulateur ; soit directement, soit après avoir serti une cosse plate (jaune pour du 4 à 6 mm2).
Pour aller à la batterie, je conseille la pose d'un fusible de la valeur du courant maximum passant dans les fils + 10A (dans notre exemple 40A) ; il sera situé à environ 15 cm de la batterie.
Les fils qui arrivent à la batterie ont une cosse à oeil sertie pour faciliter leur fixation.

5- tester que tout marche
L’intérêt d'un régulateur avec afficheur, c'est qu'on peut faire des mesures notamment de courant, mais pour moins cher on a des wattmètres très efficaces.
Sinon, vous avez la possibilité d'utiliser une pince ampèremétrique AC/DC mais c'est un peu plus contraignant.
En mesurant la tension aux bornes de la batterie, on en déduit le pourcentage de charge de la batterie.

Questions/réponses

Faut-il raccorder le régulateur à la centrale électrique (EBL) ?

NON, parce que ce type de matériel délivre en pointe 20A. Si l'alternateur lui fournit 20A et le panneau solaire 30A, l'EBL va fournir 20A à la batterie de service.

Si le régulateur est branché directement à la batterie, cette dernière recevra en pointe 20+30 = 50A.

Or un parc de batterie de service de 200Ah peut être rechargé avec cette intensité, ce qui lui permet de se recharger beaucoup plus vite.

Peut-on brancher en série 2 panneaux solaires de puissances différentes ?

NON car le courant du plus puissant passe dans le moins puissant, d'où détérioration ; un écart de 20W est cependant sans conséquence.

Par contre avec un branchement des panneaux en parallèle, il n'y a aucun problème pour avoir des puissances différentes.

Un panneau 24V de 200W est il mieux que un panneau 12V de 200W ?
C'est pareil. Quelle que soit la tension, des watts restent des watts et c'est l'intensité du courant qui baisse quand la tension augmente.
(la puissance exprimée en watt est le produit de la tension en Volts par l'intensité en Ampères)

Si je veux un seul panneau 12V, quel régulateur ?

Je conseille un régulateur PWM, car le MPPT est efficace à partir de 2 panneaux (ou plus de 36 cellules). Or ce type de régulateur ne transmet que le courant d'entrée. Il suffit donc de choisir le panneau (à puissance égale) qui a l'Isc le plus grand (courant de court circuit).

Quelle marque pour un régulateur PMW ?
Un régulateur PWM de qualité. Marques recommandées : Steca, Phocos, Victron, Alden

Quels sont les réglages à faire sur le régulateur ?

Un seul : choisir le type de batterie. Un régulateur de qualité détecte automatiquement la tension de la batterie et adapte sa courbe de charge en conséquence.
Cas particulier : la batterie lithium ; à ma connaissance, il n'existe pas de régulateur MPPT spécifique. Régler avec des paramètres de charge maxi (boost) de 14,8V et désactiver le float (maintien) ou le régler à 13,2V, possible notamment chez Victron

Pourquoi faut-il un régulateur de qualité ?

Parce que je préconise un branchement direct du régulateur sur la batterie. Si le régulateur n'est pas assez intelligent on risque d'avoir des problèmes de charge.

Lire sur le sujet mon article : quel régulateur acheter.

Comment savoir si mon panneau solaire est mort ?
Il faut mesurer la tension en entrée du régulateur.
0V signifie que le panneau est mort (ou à l'ombre, ou sale).
Un panneau en bon état délivre pour un panneau 12V autour de 18V, et pour un panneau 24V autour de 32V.
NOTA :
quand je dis le panneau est mort : c'est faux ! en fait c'est probablement la diode anti retour qui a grillé ; il suffit de la changer.

Mes formules magiques

Choix du régulateur :

I=P/10

I=intensité max en Ampères, P=puissance des panneaux en W

Exemple : 300W de panneaux, il faut un régulateur de 300/10=30A pour des batteries 12V ; valeur à diviser par 2 pour des batteries 12V et par 4 pour des batteries 48V.
Ce calcul surdimensionne légèrement.

Calcul de la valeur approchée de la section S d'un fil en 12V :

S=(IxL)/10 (on prend le standard de section supérieur)

I=intensité max en Ampères, L=longueur en mètres du câble entre 2 appareils

Exemple : intensité 30A, L=3m, alors S= 90/10=9mm2 (on prend du 10mm2, car il n'existe pas de fil de 9mm2 de section)

Voir aussi

Rendement et inclinaison des panneaux solaires
Les panneaux solaires souples
Etude approfondie sur le solaire
précisions sur la production photovoltaïque
J'ai posé mon panneau solaire
Quelle marque de régulateur solaire acheter ?
Un petit film qui explique une installation en 24V
Tout sur les batteries cellules en parallèle
Superviser efficacement votre installation solaire

Le solaire photovoltaïque et thermique associés = le solaire hybride ; il est proposé par la société Française Dualsun, un même panneau permet de :

fabriquer de l'électricité
faire de l'eau chaude en refroidissant les cellules solaires ; un ballon d'eau chaude est ainsi chauffé automatiquement

Je trouve cette solution innovante, et je m'étonne qu'aucun constructeur de camping car n'ait adapté cette solution écologique et économique.

Tuesday, 14 June 2016

Superviser un régulateur solaire VICTRON

Vous savez que j'aime beaucoup la Société Hollandaise VICTRON, car elle produit des matériels très fiables (c'est pourquoi on en trouve sur de nombreux bateaux) et ils sont fabriqués en Europe.
Si vous avez, comme je vous l'ai déjà conseillé, posé un régulateur MPPT VICTRON pour vos panneaux solaires, vous pouvez maintenant le superviser efficacement.

La plupart des régulateurs MPPT VICTRON (dont le 100/30) possèdent un connecteur VE.bus (pas les xx/50 et xx/35).

Pour la supervision du régulateur, il y a 2 solutions :

le dongle VE.bus qui émet les informations en bluetooth vers votre smartphone (le bluetooth est un canal de communication sans fil, comme le wifi mais en moins rapide) ; une application spécifique est disponible pour Iphone ou Android (mais uniquement sur smartphones Samsung - je me demande bien pourquoi ? j'espère que cela va évoluer) ; coût environ 50€.
Cette solution est idéale si vous n'avez pas besoin de paramétrer le régulateur.
Pour savoir si l'application fonctionne sur votre smartphone, il suffit de l'installer et de la lancer, si vous avez un message relatif à la marque de votre smartphone, c'est que cela ne fonctionnera pas.
le cadran MPPT control qui affiche les mêmes informations que sur le smartphone ; coût environ 130€, mais avec plus de fonctions

Dans les 2 cas, l'appareil est auto alimenté par la tension de 5 Volts délivrée par le connecteur VE.bus direct du régulateur ; donc le montage est des plus simples.

Le dongle est plus simple d'installation car il est livré avec un cordon qui lui permet de se raccorder directement au régulateur à condition d'y être fixé à 50 cm environ (fixation sur une cloison avec 2 vis).

J'ai choisi la solution la plus compliquée : le MPPT control, car l'application du dongle n'était pas disponible au moment de l'achat, et par ailleurs j'ai un smartphone android Sony et pas Samsung.

Deuxième raison, cet appareil permet en plus de paramétrer le régulateur (sinon il faut un ordinateur connecté) - le dongle ne sais pas le faire.

Les valeurs du régulateur paramétrables importantes sont :

04 MAXIMUM CURRENT - fixe à la valeur souhaitée le courant de charge maximum qui par défaut est à la valeur inscrite sur le boitier ; donc si avec un régulateur de 30A, on ne veut jamais dépasser 20A c'est possible ; cela permet d'installer plus de surface de panneau solaire sans endommager la batterie par un courant d'intensité trop forte
le temps et la tension des étapes Bulk, Absorption et Float (voir mon article : quel régulateur pour mes panneaux solaires ?
C'est intéressant si vous n'avez pas un réglage spécifique pour une batterie lithium, vous choisissez les réglages préconisés par le constructeur de la batterie (une batterie lithium peut être chargée par une tension maximum recommandée de 16A, alors que c'est 14,5 pour les autres technos de batterie).

Ce qui suit détaille l'installation d'un cadran MPPT Control.

Ce qu'il faut commander

J'ai commandé sur le site myshopenergy.fr (d'autres sites vendent ce matériel) :

1 cadran MPPT control (chercher sur internet : Victron mppt control) - 80€
1 cordon VE.bus de longueur 5m - 20€ (ou 10m selon votre configuration)
1 support de cadran BMV700 ou MPPT control - 30€ (dans la pratique, on ne peut pas s'en passer, sauf s'il n'y a rien de l'autre côté de la cloison de pose).

Le montage

Le principe : le cadran est relié par un câble au régulateur (la prise est en dessous), il n'y a pas plus simple. J'ai choisi de mettre un support de cadran, pour n'avoir qu'un simple fil à passer derrière la cloison du support.

Choisir le lieu de pose du cadran, dans tous les cas à moins de 5m du régulateur (sinon commander un cordon VE.bus plus long).

Pour moi c'est sur la paroi d'un placard.

Le support de cadran est livré avec un gabarit papier pour le perçage, c'est super pratique. On le scotche sur la cloison, on fait un avant trou de 3 mm de diamètre pour les 4 vis fournies. Plus un trou au milieu du support pour passer le fil ; ce trou est ensuite agrandi à la mèche à bois de 16mm.
C'est comme sur ma photo, sauf que le fil ne doit pas tirer en biais, et j'ai donc dû repercer à 2cm de la position indiquée, vers la gauche (dans mon cas, le fil derrière la cloison partant vers la droite).

Ensuite :

on pose les 4 vis à bois (environ 2 filets doivent être apparents), puis on essaie d'y accrocher le support de cadran ; réglage des vis si nécessaire
on met du ruban de masquage au bout câble VE.bus pour le passer vers le régulateur
on fixe le cadran MPPT control sur le couvercle du boitier support par 4 vis à métal
on connecte le câble au cadran MPPT control
on met en place le support de cadran sur la cloison

Raccorder le câble VE.bus au régulateur

Sur mon camping car, le câble va vers le fond du placard puis descend vers le sol. De là il traverse l'étagère du bas à 10cm pour passer par le cache du tuyau de chauffage qui passe au dessus de la batterie.
Pour le démonter, enlever les 6 caches, puis les 6 vis.

Il suffit ensuite de percer un trou de 16 mm entre le tuyau d'eau et le rond métallique pour arriver dans le compartiment de la batterie.

On peut alors passer le câble dans la soute (ne pas oublier ensuite de mettre une noisette de Sika dans le trou pour le rendre étanche).

On traverse ensuite la cloison en bois pour rejoindre le régulateur qui est de l'autre côté (dans le faux plancher).

Il suffit enfin de connecter le câble VE.bus dans l'emplacement prévu sous le régulateur.
A ce stade, le cadran MPPT control doit afficher quelque chose, sinon le câble derrière le cadran s'est débranché.
C'est fini !

NOTA : le câble est maintenu en place par du CollTout en rouleau qui s'utilise comme du scotch (comme des colliers), mais qui résiste très bien au froid et à la chaleur.

Utilisation

Bizarrement le manuel d'utilisation livré avec le MPPT control est en Anglais.
Heureusement, sa version en Français existe sur internet, mais elle est très succinte et dans la pratique les menus sont en Anglais (ils reflètent cependant la version papier), je vais donc donner des explications complémentaires.

Après mise en route, l'afficheur permet d'être informé de ce qui se passe au moment où on consulte ; j'appellerai ceci le menu Accueil ; les flèches du clavier permettent de changer l'affichage des différents paramètres.

Nous avons dans l'ordre

W - la puissance délivrée par le panneau solaire (divisée par la tension donne le nombre d'ampères en entrée du régulateur)
V - la tension du panneau solaire
kWh - la puissance délivrée à la batterie depuis le début de la journée
l'étape de charge en cours : Bulk(A maxi), Absorption, ou Float (simple maintien de la charge, donc A presque nul)
le nombre d'Ampères (A) qui charge la batterie (cette valeur tient donc compte de la phase de charge)
la tension de la batterie (pleine à 13,8V à 25°C), à comparer avec celle de votre centrale électrique ; sur mon Hymer elles sont égales, super !

On peut aussi consulter l'historique des jours précédents, ou régler les paramètres.
Pour cela le clavier a 2 touches supplémentaires : SELECT et SETUP :

SETUP a plusieurs fonctions :
- quand on est dans des sous-menus permet de revenir au menu précédent par un appui bref - donc fonction Retour
- permet de régler les paramètres par un appui long - donc fonction Paramétrer
SELECT a plusieurs fonctions :
- sélectionner un paramètre par un appui bref - donc fonction Sélectionner- mémoriser la valeur modifiée par un appui bref - donc fonction Valider
- afficher la liste des paramètres de l'historique - donc fonction Afficher

A mon avis ce mode de navigation n'est pas ergonomique (encore mon défaut professionnel !).

Pour consulter l'historique des jours précédents (bof !):

appuyer sur le bouton SELECT, un défilement des différentes valeurs affichables apparait :
- pour revenir à l'écran précédent on appuie sur la touche SETUP
- pour sélectionner une valeur on appuie sur la touche SELECT
la touche SETUP permet de revenir à l'écran d'accueil par appuis successifs

Dans le réglage des paramètres, 1 seul peut vraiment vous intéresser en dehors du courant maximum : SCROLL (= vitesse de défilement des valeurs à l'écran).

Pour régler les paramètres :

appuyer sur la touche SETUP pendant au moins 2 secondes, les libellés défilent
choisir le libellé SETUP en appuyant sur la touche SELECT
avec les flèches de direction on peut maintenant choisir quoi régler
on ne peut rien modifier si le paramètre 01 LOCK SETUP a pour valeur On et si 18 SELECT TO EDIT a pour valeur off
Pour changer ces valeurs :
- appuyer sur la touche SELECT, la valeur du paramètre est affichée
- avec les flèches afficher Off ou on
- valider ce choix en appuyant sur la touche SELECT
- remonter au menu précédent en appuyant sur la touche SETUP
pour modifier la vitesse de défilement, je l'ai mise plus lente :
- avec les flèches de direction choisir le paramètre 17 SCROLL SPEED
- appuyer sur la touche SELECT, la valeur du paramètre est affichée
- avec les flèches afficher la valeur 1
- valider ce choix en appuyant sur la touche SELECT
- remonter au menu précédent en appuyant sur la touche SETUP

Divers :

Documentation fournie par Victron
Modification des paramètres par ordinateur (en Anglais)

Saturday, 2 January 2016

Poser soi même un panneau solaire

Si vous ne l'avez déjà fait, lisez auparavant mon article sur l'installation optimale des panneaux solaires.

La pose d'un panneau solaire est réalisable par tout bricoleur même modeste (c'est mon cas) ; il faut juste un peu de méthode, mais je vais vous éclairer en vous expliquant comment j’ai posé le mien possédant 4 pieds ronds (j’en avais déjà un de 150W).

Cet article suppose que vous avez pris les mesures de votre toit pour réfléchir où poser les panneaux solaires et que vous avez acheté le matériel nécessaire.

Si vous commandez par internet, déballez intégralement le panneau devant le livreur de façon à vérifier qu'il n'est pas fissuré suite à un choc.
Je rappelle pour les étourdis que 300W de panneau solaire, c'est pour au moins 150 AH de parc de batterie.

Données techniques de mon installation

panneau solaire de 130 W précâblé, fils de 4mm2 de section
panneaux branchés en série
longueur maximum du câble de chaque panneau solaire au régulateur une fois installé : 4 m (mon cas personnel)
longueur du câble menant du régulateur à la batterie après installation : 1,5 m avec des fils de 4 mm2 ; un bout se termine par 2 cosses à oeil qui se fixeront sur la batterie (bornes + et -) ; si votre régulateur n'a pas de fusible intégré, en prévoir un de 30A au moins situé à 15 cm de la batterie
régulateur MPPT de 30A maxi ; j'ai acheté un régulateur MPPT Victron Bluesolar 30 A
dans mon camping car Hymer, le régulateur est situé dans la soute près de la batterie ; le fil qui vient du toit passe dans un coffre haut, puis va dans un placard sur toute la hauteur de la cellule, puis poursuit son chemin dans le coffrage qui contient la bouche de chauffage située au dessus de la batterie.
Le régulateur doit être à moins de 4m de la batterie sinon il faut augmenter le diamètre des fils.

Les étapes de réalisation sont les suivantes :

· 1-Faire une pose à blanc

· 2-préparer le panneau solaire

· 3-préparer la pose du panneau

· 4-poser le panneau solaire

· 5-faire les finitions

Faire une pose à blanc

J'ai déjà un panneau de posé et on voit le trou pour le passe toit du 2ème panneau à poser

monter le panneau solaire sur le toit et le positionner à l'endroit voulu en vérifiant qu’il ne gêne pas trop vos déplacements sur le toit ; la sortie de son câble électrique doit être le plus près possible d'un endroit discret (pour moi, il arrive dans le placard haut qui jouxte la penderie)
repérer l'endroit pour faire le trou du passe toit ; il doit être fait en dehors du panneau solaire et dans un placard haut de préférence (ça permet de voir plus tard les défauts d'étanchéité)
dans le placard haut, faire le trou dans le plafond (diamètre 12 mm pour un câble 2 brins de 4mm2) ; j'ai percé depuis le placard

Préparer le panneau solaire

On dévisse l'écrou extérieur, on écarte les picots de serrage, le câble peut alors coulisser doucement

dérouler le câble électrique du panneau solaire
passe toit : desserrer le contre écrou extérieur, pour permettre au fil de glisser
si le support du panneau solaire a 4 pieds ronds, attacher le fil à un pied du panneau solaire (celui le plus proche du trou percé), cela lui évitera d'être secoué par le vent ; sinon faire un trou de 13 dans le support aluminium pour passer le câble, après avoir vissé le panneau solaire aux pieds (voir photo n°1)

Préparer la pose du panneau

On aperçoit une des 4 marques rondes qui matérialisent les pieds du panneau solaire

positionner les pieds à leur endroit définitif, les marquer sur le toit au feutre indélébile
positionner le passe toit en faisant passer tout le câble dans le trou, marquer le tour du passe toit au feutre
retourner le panneau solaire sur le dos hors du champ de collage (donc on a ressorti une partie du câble)
dépolir les surfaces marquées sur le toit au papier de verre, puis dégraisser avec un substitut d'acétone ; faire la même chose pour le dessous des supports de panneau solaire

Poser le panneau solaire

Voilà, les 2 panneaux sont posés ; on constate que : les passes toits sont proches et que la longueur des câbles sur le toit est minimisée

encoller le dessous des pieds au SIKA 291i ou équivalent
mettre le panneau solaire verticalement reposant sur ses supports longitudinaux (il a ses pieds fixés), et à ras des marques de pied faites sur le toit
basculer le panneau à plat, il est maintenant sur ses marques définitives
appuyer légèrement sur les angles, puis enlever les traces de SIKA qui dépassent
mettre de la colle sur l'intérieur du passe toit dans la rigole prévue à cet effet
retourner le passe toit sur sa marque en appuyant légèrement, puis enlever les traces de SIKA qui dépassent
ça y est le passe toit est collé, on attend le durcissement complet 1 journée

Faire les finitions

Il y a 2 panneaux solaires, donc 2 câbles qui viennent du toit.
Du régulateur provisoire, sort vers le bas le câble qui va vers la batterie. Pour un branchement en parallèle, les 2 câbles iraient au régulateur.
Sur la photo : mon ancien régulateur.

Mon branchement en série.

Le nouveau régulateur est connecté
Il est boulonné sur la cloison à droite de la batterie, et de l'autre côté.
Ne pas oublier le réglage en fonction de votre type de batterie.

régler au plus court le fil dans le passe toit, puis serrer le contre écrou (ne pas forcer), c'est le fil de gauche sur la photo
tirer les câbles jusqu'au régulateur
couper les câbles en laissant du mou, les dénuder avec un Jokari (dénude câble), puis dénuder les fils et les étamer avec de la soudure à l'étain (c'est plus durable dans le temps)
le soir, connecter les fils du (ou des) câble (s) venant du panneau solaire au régulateur solaire (bornier panneau solaire) : fil bleu (ou noir) sur borne - et fil marron (ou rouge) sur borne + .
Faites de même pour le câble 2 fils qui mène à la batterie (bornier batterie)
le lendemain vous vérifiez au multimètre que votre panneau débite ; sur le régulateur :
- bornier panneau solaire vous devez avoir une tension continue comprise entre 17 et 23V pour un branchement en parallèle (34 et 45V si vous avez monté vos panneaux en série)
- bornier batterie vous devez avoir une tension continue comprise entre 13,8 et 14,4V

Pour mesurer le courant, j'ai mis mon frigo en 12V pendant quelques heures ce qui consomme autour de 13 Ah, puis j'ai mesuré le courant qui passe à la pince ampèremétrique AC/DC
pour aller plus loin dans les mesures il faut installer un wattmètre, car votre centrale électrique ne mesure pas le courant produit ; par contre en fin de journée elle permet d'afficher les Ah de la batterie de service (qui tiennent compte de la recharge)
il est aussi intéressant de mesurer la tension aux bornes de la batterie ; elle indique le pourcentage de décharge

NOTA :
1)pour 2 panneaux solaires à connecter au régulateur, je conseille la pose de 2 passes toits pour avoir les fils les plus rectilignes possibles sur le toit
2)j'ai connecté les panneaux solaires en série pour m'insérer facilement dans l'installation existante ; alors que je conseille un branchement en parallèle (ouh ! le fainéant !).

Voilà, vous avez un panneau solaire opérationnel pour de nombreuses années.

Après cette installation :

j'ai essuyé une tempête en Irlande avec des vents de 90 km/h, et le camping car remuait alors que son avant était face au vent ! le lendemain, je suis sorti voir les dégâts : les panneaux solaires étaient bien en place, c'est dire la force de la colle. J'ai quand même rajouté un pontet inox sur le toit pour mieux plaquer le câble allant du panneau solaire au passe toit (il en faut 1 tous les 15 cm)
Victron a élargi sa gamme d'appareils de mesure, et j'ai posé un cadran MPPT Control (environ 130€).

Mes formules magiques

Choix du régulateur :

I=P/10

I=intensité max en Ampères, P=puissance des panneaux en W

Exemple : 300W de panneaux, il faut un régulateur de 300/10=30A pour des batteries 12V ; valeur à diviser par 2 pour des batteries 12V et par 4 pour des batteries 48V

Calcul de la valeur approchée de la section S d'un fil en 12V :

S=(IxL)/10 (on prend le standard de section supérieur)

I=intensité max en Ampères, L=longueur en mètres du câble entre 2 appareils

Exemple : intensité 30A, L=3m, alors S= 90/10=9mm2 (on prend du 10mm2, car il n'existe pas de fil de 9mm2 de section)

Voir aussi mes articles :

l'installation optimale des panneaux solaires

Faut-il acheter des panneaux solaires ?

Quel régulateur pour les panneaux solaires ?
Quelle marque de régulateur acheter ?

Thursday, 3 September 2015

Calculer le nombre de batteries pour une installation solaire photovoltaïque

Une installation solaire photovoltaïque comprend généralement des batteries afin de rendre l'électricité disponible la nuit ou lorsque le soleil est voilé. Nous allons maintenant voir comment calculer les nombre de batteries nécessaires dans une installation.

Avant de commencer, vous devez :

Avoir calculé l'énergie que va consommer chaque jour votre installation,
Connaitre au moins la tension (en général 12V) et la capacité (souvent 50, 100 ou 200Ah) des batteries que vous allez utiliser. Vous pouvez aussi faire le calcul avec plusieurs types de batteries puis choisir la solution la plus économique.

Exemple :
Pour illustrer cette méthode nous reprendrons l'exemple déjà utilisé pour le calcul des besoins en énergie. Nous avions trouvé un besoin de 4kWh/jour.
Par ailleurs nous avons choisi d'utiliser des batteries 12V de capacité 200Ah.

Déterminer l'autonomie souhaitée
La capacité de stockage dont vous aurez besoin dépend essentiellement de 2 paramètres : l'énergie consommée par jour et l'autonomie de votre système, c'est-à-dire le nombre de jours qu'il devra pouvoir supporter sans soleil.

L'autonomie varie en général entre 3 et 15 jours. Le chiffre retenu dépend de deux facteurs :

Les conditions météorologiques de la région où vous vous trouvez : existe-t-il des périodes de mauvais temps prolongé ? Si oui, combien de jours peuvent-elles durer ?
La fiabilité que vous souhaitez pour votre système : Acceptez-vous que l'alimentation puisse être coupée ? Si oui après combien de jours sans soleil ?

La quantité d'énergie consommée par votre installation pendant cette période est :

Besoin quotidien x autonomie

Exemple :
Notre installation se trouve en région équatoriale, pendant la saison des pluies, il arrive que le temps soit couvert 3-4 jours à la suite. Des périodes de mauvais temps plus longue existent mais sont rares. Comme il s'agit d'alimenter une maison, l'alimentation peut être coupée de temps en temps : le confort sera dégradé mais cela ne pose pas de problème de sécurité. On choisit donc une autonomie faible : 3 jours. On arrive à :
4kWh x 3jours = 12kWh

Si le bâtiment à alimenter était, par exemple, un dispensaire ou une entreprise. Il aurait fallu choisir une autonomie plus élevée pour assurer la continuité de l'activité : entre 5 et 7 jours.

Ajouter les pertes
L'électricité qui sort des batteries n'arrive pas entièrement à vos appareils électriques : une partie est perdue dans les fils et lors de la conversion continu-alternatif par l'onduleur. La quantité d'énergie que devront restituer vos batteries est donc en fait :

Energie consommée / (rendement de l'onduleur x (1 - pertes en ligne))

Si vous n'utilisez pas d'onduleur (c'est-à-dire si votre installation est en courant continu), la quantité d'énergie que devront restituer vos batteries est :

Énergie consommée / (1 - pertes en ligne)

Si vous ne connaissez pas les valeurs des pertes, vous pouvez utiliser ces valeurs moyennes :

rendement de l'onduleur = 0.9

(1 - pertes en ligne) = 0.97

Exemple :
Notre installation doit alimenter des appareils fonctionnant en courant alternatif, elle utilise donc un onduleur. La quantité d'énergie à restituer est :
4 / (0.9 x 0.97) = 4.58kWh

Tenir compte de la profondeur maximale de décharge des batteries
Pour que vos batteries aient une meilleure durée de vie, vous ne devez pas les décharger complétement : Il faut fixer une profondeur maximale de décharge. En générale cette profondeur varie de 30 à 80%. Une bonne valeur intermédiaire est 50%, c'est-à-dire que vous n'utiliserez en fait que la moitié de la capacité de vos batteries.
Pour en savoir plus à ce sujet voir : Optimiser la durée de vie des batteries

La capacité de vos batteries devra donc être :

Énergie à restituer / profondeur max de décharge

Exemple :
Pour notre installation on prend une profondeur maximale de décharge de 50%, la capacité des batteries doit donc être :
4.58kWh / 0.5 = 9.16kWh

En déduire le nombre de batteries
Pour passer d'un chiffre en kWh à un nombre de batteries, il faut multiplier par 1000 (pour convertir les kWh en Wh) diviser par la tension aux bornes de batteries (pour convertir les Wh en Ah) puis par la capacité des batteries (en Ah) et arrondir au chiffre supérieur.

Exemple :
On utilise des batteries dont la tension est 12V et la capacité 200Ah :
9.16kWh x 1000 = 9160Wh
9160 / 12 = 763Ah
763Ah / 200Ah = 3.81
Il nous faut donc 4 batteries

Vous avez encore des questions ? Quelque chose n'est pas clair ? Dites le dans les commentaires et faites progresser cet article.