GÉNÉRATEUR   PHOTOVOLTAÏQUE  MOBILE


Le dimensionnement est une étape primordiale d'une installation autonome qui permet de déterminer le nombre de panneaux (ou le type d'éolienne) à installer ainsi que la capacité des batteries à mettre en œuvre, cela en fonction de la consommation et de l'autonomie désirées, du lieu d'implantation et de la période d'utilisation.

A l'inverse, le calcul du dimensionnement permet de connaître la consommation quotidienne autorisée en fonction d'un nombre de panneaux(ou d'un type d'éolienne) pré-établi.

Le 1er cas répond à la question:

Je désire consommer tant par jour, combien de panneaux (ou quelle éolienne) et combien de batteries me faut-il?

Le 2e cas répond à la question:

J'ai tant de panneaux (ou telle éolienne) combien puis-je consommer par jour?

Sur les installations où le dimensionnement n'a pas été effectué correctement (voire pas du tout),  les batteries sont souvent trop sollicitées et s'usent prématurément.

Une installation autonome représente un investissement relativement important, et si les panneaux solaires et les éoliennes ont des durées de vies assez longues, les batteries, elles, seront à remplacer régulièrement. Elles sont chères, polluantes et mal recyclées. Il faudra donc optimiser leur durée de vie en dimensionnant correctement l'installation, en respectant  la consommation quotidienne autorisée et en effectuant un entretien rigoureux.

 

Générateur solaire mobile

Un système photovoltaïque mobile présente plusieurs avantages:

    - orientation optimale par rapport au soleil durant la journée

    - Mise à l'abri en cas  de mauvais temps ou d'absence

    - Déplacements dans d'autres lieux

 

Quatres modules solaires montés sur des diables.

sortie 12V
sortie 12V
sortie 12V et 220V
sortie 12V et 220V
panneau orientable et rabattable
panneau orientable et rabattable

Dimensionnement

Nous sommes ici dans le 2e cas. Nous disposons d'un panneau solaire de 60Wc et nous allons calculer la capacité de la batterie à installer ainsi que la consommation quotidienne autorisée. Nous allons considérer pour cet exemple que ce générateur est utilisé toute l'année dans le sud de la france.

 

Calcul de la production:

Un panneau de 60Wc (watt crête) ne signifie pas qu'il produit 60W "au maximum" ou "en plein soleil" mais qu'il produit 60W avec un ensoleillement de 1000W/m2 à 20°C au niveau de la mer. Ce sont les critères de mesures. Et 1000W/m2 c'est peu, c'est ce que reçoit la région centre en hiver.

La production d'un panneau solaire est égale à sa puissance crête que multiplie l'ensoleillement du lieu à une période donnée.

Si le générateur est utilisé toute l'année, les calculs se basent sur le plus mauvais mois de l'année. Le moins ensoleillé en solaire ou le moins venté en éolien.

ensoleillement en décembre en kwh/m2/jour
ensoleillement en décembre en kwh/m2/jour

On voit sur la carte que dans le sud de la france en décembre, l'ensoleillement est de 1.8 kwh/m2/j.   

                    60 wc x 1.8 = 108 wh/j.

Ce panneau produit donc 108 wh/j en décembre dans le sud de la france.

Cette production doit être stockée dans une batterie "semi-stationnaire".

Ce sont des batteries qui supportent de nombreux cycles charge-décharge.

Ces batteries affichent un rendement de 80%. A la sortie c'est donc:

               108 - 20% = 86 wh/j   qui seront réellement disponibles

Et c'est déjà tout à fait intéressant.

  86wh/j  c'est par exemple:

- 2 lampes de 7w pendant 6h. l'éclairage est assuré.

  ou

- 1 lampe de 7w pendant 6h + recharge d'accus (visseuse, ordi, piles...)

  ou

- 1 lampe de 7w pendant 6h + lecteur CD 4h

  ou

- 1 lampe de 7w pendant 6h + remplissage d'un surpresseur. L'adduction d'eau est assurée.

On voit que la production d'un seul panneau solaire peut assurer les besoins de base.

Dimensionnement de la batterie

Calcul de l'intensité journalière:

    P = UI     I = P/U   108 / 12 = 9 Ah/j

En sachant que :

Pour une durée de vie maximum de la batterie, la décharge journalière ne doit pas excéder 10% (max 20%) de sa capacité.

La batterie devra avoir une capacité minimum de :

              9Ah x 1O = 90 Ah

Une classique 105 Ah sera parfaite. 

Ce tableau indique le nombre de cycles charge-décharge supporté par une batterie en fonction de la profondeur de décharge journalière.

  On constate qu'une batterie déchargée de 10% par jour pourra supporter 5000 cycles. Qu'une batterie déchargée de 50% par jour ne pourra supporter que 3000 cycles etc. Ce tableau provient de la doc technique de la marque ROLLS.

Régulateur

Un régulateur de charge est impératif entre les panneaux et les batteries.

Son rôle principal est de stopper la charge lorsque les batteries sont pleines. Certains modèles disposent d'une alarme ou d'un arrêt basse tension qui coupe l'utilisation quand la batterie est trop déchargée (vivement conseillé). Le régulateur contient en outre les fusibles et les diodes protégeant l'installation.

Après le régulateur, un fusible permet de protéger les appareils utilisés.

La puissance disponible étant faible (pour faire sauter le fusible), sa valeur doit être correctement calculée.

Exemple : si le générateur est utilisé pour une lampe de 7w et un lecteur cd de 12w:      I = P/U        12+7 / 12 = 1.58      On choisira un 2A