Guide du régulateur de panneau solaire : gestion efficace de l’énergie solaire

Une installation solaire photovoltaïque est un ensemble de composants travaillant en symbiose pour permettre aux ménages de bénéficier d’une électricité verte et de qualité. Autour des panneaux solaires, qui constituent les pièces maîtresses d’une installation solaire, on trouve de nombreux autres éléments tels que les onduleurs et les régulateurs, qui ont pour rôle de convertir ou de superviser l’installation solaire.

Les régulateurs solaires ne sont pas des éléments que l’on retrouve systématiquement dans toutes les installations ou les kits solaires. Ce ne sont pas des composants indispensables au fonctionnement d’une installation solaire. Leur présence peut être salvatrice dans un kit solaire et est indispensable lorsque l’objectif affiché est de devenir autonome sur le plan énergétique grâce aux panneaux solaires.

Le rôle du régulateur solaire

Le régulateur solaire est aussi appelé chargeur solaire ou contrôleur de charge solaire. Son rôle, vous l’aurez compris, est de s’assurer que la charge solaire soit pilotée comme il se doit.

Il n’est pas possible de comprendre le rôle du régulateur sans savoir comment fonctionne une installation solaire.

Rappel sur le fonctionnement des panneaux solaires

Les panneaux solaires photovoltaïques sont des équipements capables de convertir la lumière solaire en énergie électrique prête à être utilisée pour alimenter les appareils du quotidien. Pour comprendre comment cela est possible, vous devez savoir que les panneaux solaires sont fabriqués dans du cristal de silicium. Ces panneaux contiennent un grand nombre de cellules photovoltaïques, variant généralement entre 36 et une centaine. À l’intérieur de ces cellules, on trouve un grand nombre d’électrons. Ces particules, qui jouent un rôle crucial dans la production d’énergie solaire, sont par défaut dans un état statique. Une fois qu’elles entrent en contact avec les photons présents dans la lumière solaire, elles se mettent en mouvement. Ce déplacement des électrons entraîne la production d’électricité.

Le courant ainsi généré ne peut pas être directement utilisé, car il s’agit d’un courant continu. Il doit être converti en courant alternatif par un onduleur. Outre l’onduleur, l’autre composant d’importance connecté aux panneaux solaires est le régulateur.

Le régulateur de charge solaire

Le régulateur de charge solaire ou contrôleur de charge solaire ou tout simplement chargeur solaire est un accessoire qui se place entre le champ photovoltaïque et la batterie solaire. Il peut s’agir d’une batterie à plomb ouvert, d’une batterie à gel, d’une batterie AGM ou encore d’une batterie lithium.

Pour jouer son rôle, le régulateur se compose de plusieurs diodes lumineuses ou encore d’un écran digital. Sur ce dernier, vous avez la possibilité de suivre en direct la performance de votre installation solaire, plus précisément la production de vos panneaux de même que l’état de fonctionnement des batteries solaires.

C’est le régulateur qui guide l’installation solaire. À cet effet, il indique la quantité d’énergie qui doit être utilisée immédiatement, et celle qui doit être stockée en vue d’une utilisation future. Cette dernière énergie est stockée dans les batteries pour être utilisée par la suite. Le régulateur stabilise la charge de la batterie et limite aussi la décharge de cette pièce.

Pour parvenir à jouer ce rôle, le régulateur va contrôler l’alimentation en électricité de la batterie en ajustant la tension ainsi que l’intensité du courant produit par les panneaux solaires. Ceci faisant, il évite que la batterie ne connaisse une tension trop forte. Sachez aussi que sans le régulateur, la décharge et la recharge de la batterie se déroule d’une façon trop forte ou trop rapide, ce qui risque d’endommager les batteries.

En résumé, sachez que grâce au régulateur, la charge de la batterie solaire est maintenue dans les limites adéquates en vue d’une utilisation sur le long terme. Le niveau de charge idéal d’une batterie se situe entre 40 et 95 %.

Quel régulateur de charge solaire choisir ?

Il existe deux grands types de régulateur solaire. Le choix que vous allez faire dépend en grande partie du nombre de cellules photovoltaïques que contient le panneau solaire.

Les régulateurs TOR

La première catégorie de régulateur sont les régulateurs tout ou rien, plus connus sous le nom de système de régulation TOR (un acronyme pour tout ou rien). Ces régulateurs fonctionnent par coupure électromécanique. Ce sont les régulateurs de première génération. Avec ces derniers, soit c’est la totalité du courant produit par les panneaux solaires qui passent vers la batterie pour être stocké ou, soit toute l’énergie est injectée dans le compteur domestique pour être consommée.

Le moins qu’on puisse dire, c’est que ce type de régulateur ne sait pas faire la part des choses. Pour cette raison, il a été écarté du marché pour laisser la place aux régulateurs de type MLI.

Ces derniers se subdivisent en deux catégories :

• Régulateur PWM (Pulse Width Modulation) ;
• Régulateur MPPT (Maximum Power Point Tracking).

Le régulateur solaire PWM

C’est la toute première génération de régulateurs MLI. Les régulateurs PVM sont un acronyme pour Pulse width modulation ce qui se traduit par modulation de largeur d’impulsion en français.

C’est un type de régulateur qui est couplé directement avec la batterie. Dans un premier temps, il va récupérer le courant produit par les panneaux solaires avant de les transmettre à la batterie sous la forme d’impulsions. Ces impulsions n’ont pas les mêmes fréquences et sont aussi de longueurs variables. Cela permet de réguler le courant de charge avec une précision extrême. Ce n’est pas tout le courant qui est conduit vers les batteries, une partie est stockée en vue d’une utilisation future.

Le contrôleur de charge PWM est doté d’un interrupteur qui fonctionne par modulation de largeur d’impulsion. On y trouve aussi un système anti-retour. L’interrupteur est ouvert en permanence. Il ne s’arrête que lorsque la batterie de stockage parvient à la tension de charge d’absorption. Une fois que la batterie est chargée et que sa tension a atteint le seuil de régulation qui a été fixé, l’interrupteur MLI va alors s’ouvrir et se fermer à une fréquence fixe. De cette façon, l’injection du courant est maintenue.

Voici de façon résumée comme les régulateurs PVM chargent un panneau solaire.

• Une phase Bulk : au cours de cette phase et la batterie est chargée rapidement à 75 % ;
• La phase Absorption : la recharge devient lente. C’est au cours de cette phase que la batterie atteint sa charge maximale ;
• Et la phase Float : au cours de cette phase encore appelée Floating, la charge est maintenue.

Les régulateurs PVM sont utiles lorsque le nombre de cellules photovoltaïques se situe entre 36 et 72.

Les régulateurs MPPT

Le régulateur MPPT convient aux panneaux solaires dont le nombre de cellules photovoltaïque est de 54 ou de plus de 100. Il peut être aussi utilisé dans les cas où le nombre de cellules photovoltaïque est de 36 ou de 72. Ces régulateurs très puissants sont fondés sur la technologie Maximum Power Point Tracker ou tracker de point de puissance maximale en français. Ils intègrent un convertisseur DC-DC. Il faut noter que ce convertisseur est employé comme abaisseur de tension

Étant donné que la tension et le courant qui provient d’un panneau photovoltaïque changent continuellement au cours d’une journée suivant l’ensoleillement, la présence d’un régulateur MPPT va balayer la tension du panneau pour trouver le point idéal. Comme il s’ajuste en permanence, le régulateur MPPT améliore l’état de votre installation solaire et sa performance en améliorant le rendement de 30 %.