Le régulateur ou précisément le régulateur de charge solaire est une pièce qu’on retrouve principalement dans les kits solaires dits autonomes. Cette catégorie de kits contient des batteries. Ces derniers fonctionnent au pair avec les régulateurs. Le rôle du régulateur se situe à plusieurs niveaux, mais sa fonction principale est de vous permettre de profiter au maximum de l’électricité produite par votre panneau solaire.
Présentation du régulateur solaire
Le régulateur solaire ou le régulateur de charge solaire est un boîtier électronique qu’on retrouve dans les kits solaires destinés à l’autonomie. Il a pour mission première de bien gérer la charge des batteries solaires. Il peut s’agir d’une batterie à lithium ou d’une batterie à plomb. L’énergie stockée dans les batteries est disponible pour une utilisation ultérieure.
Les termes contrôleur de charge, contrôleur solaire et chargeur de batterie solaire désignent également le régulateur de charge solaire. Si vous n’avez pas de régulateur dans votre kit solaire au moment de l’achat, vous pouvez toujours l’acheter séparément et le brancher avec des batteries, elles aussi, achetées individuellement.
Comment fonctionne le régulateur de charge solaire ?
Le fonctionnement d’un régulateur solaire est partie intégrante du processus de fonctionnement d’une installation solaire.
Fonctionnement d’une installation solaire
Les panneaux solaires ou panneaux photovoltaïques sont des modules rectangulaires de couleur bleue ou noire qui captent la lumière du soleil et la convertissent en électricité. Cela est possible grâce à la rencontre entre les électrons qui se trouvent en abondance dans les cellules photovoltaïques et les protons qu’on retrouve dans la lumière du soleil.
Le problème est que le courant qui sort des panneaux solaires est un courant de type continue qui ne peut pas alimenter directement les appareils électriques du quotidien. Ces derniers n’utilisent que du courant alternatif. C’est la raison pour laquelle une autre pièce entre dans la danse. Il s’agit des onduleurs ou du micro-onduleur. Ceux-ci se chargent de convertir le courant continue en courant alternatif.
Les câbles électriques entrent alors en jeu pour assurer le transport du courant vers le compteur électrique. Lorsque l’individu a fait le choix de vendre tout ou partie de sa production d’électricité et d’en consommer une certaine quantité, il n’est pas nécessaire d’avoir à disposition un régulateur. Mais dans le cas où le surplus doit être stocké dans les batteries, les régulateurs solaires sont indispensables.
La place du régulateur de charge dans une installation solaire et ses avantages
On retrouve le régulateur solaire au milieu du champ photovoltaïque et les batteries solaires. Le premier terme désigne la totalité des panneaux solaires qui compose une installation. Cette pièce se compose de plusieurs diodes lumineuses ou parfois d’un écran digital qui indique en continu les performances de l’installation solaire, notamment le rendement des panneaux solaires et le niveau de stockage d’énergie des différentes batteries.
Le régulateur gère le fonctionnement de l’installation solaire. C’est lui qui détermine la quantité d’énergie qui doit être dirigée vers le compteur en vue d’une utilisation immédiate et celle qui doit être stockée dans les batteries pour un futur usage. En outre, cette pièce se charge du contrôle de la tension ainsi que de l’intensité du courant à la sortie des capteurs photovoltaïques. De cette façon, les situations suivantes sont évitées :
- Surtensions : on parle de surtensions lorsque la tension au niveau de l’installation solaire est forte. Les conséquences peuvent être graves ;
- Surcharges : une forte charge des batteries peut provoquer leur endommagement ;
- Décharges : une batterie insuffisamment chargée n’est d’aucune utilité.
Le régulateur de charge s’assure que la batterie est rechargée dans les limites qu’il faut pour permettre à celle-ci de fonctionner le plus longtemps possible. Idéalement, le niveau de charge d’une batterie ordinaire ne doit pas être inférieur à 40 % ni supérieur à 95 %. Cette règle n’est plus valable pour les batteries dites de nouvelles générations.
Quels sont les différents types de régulateurs solaires ?
Il existe plusieurs types de régulateurs solaires qui se répartissent en deux catégories.
Les modèles fonctionnant avec une régulation TOR
Ces modèles de régulateur fonctionnent par coupure électromécanique. Il s’agit des premiers types de régulateurs. Avec eux, c’est tout ou rien. C’est soit 0 % de l’énergie produite qui est dirigée vers la batterie, soit 100 %.Depuis des décennies, ce type de panneaux solaires a été retiré de la vente. Néanmoins, vous les trouverez encore dans les anciennes centrales solaires.
Les modèles dotés d’une régulation MLI (modulation de largeur d’impulsion)
Les régulateurs que vous trouverez actuellement sur le marché appartiennent à ce groupe. Ils se répartissent en deux grandes familles. D’un côté, on a les régulateurs PWM ou de type Pulse Width Modulation et de l’autre côté se trouvent les régulateurs MPPT ou Maximum PowerPoint Tracking
Le régulateur PWM
Les régulateurs de cette famille se couplent directement avec la batterie. Une fois qu’il est mis en place, il récupère la totalité du courant produit par les panneaux solaires et les dirige vers la batterie ou les batteries en leur donnant la forme d’impulsions de fréquences de longueurs variables. L’avantage est que la charge est régulée avec précision. Ces régulateurs sont dotés d’un interrupteur ainsi que d’un système anti-retour.
L’interrupteur est par défaut ouvert en permanence. Il ne s’arrête que lorsque la batterie de stockage parvient à la tension de charge d’absorption.Même si ce type de régulateur est efficace, il n’est utile que lorsque l’installation solaire est d’une dimension modeste ou moyenne. Il ne fonctionne d’ailleurs qu’avec les panneaux photovoltaïques qui comptent 36 ou 72 cellules, ce qui correspond à 12 V ou à 24 V.
Le régulateur MPPT
Cette seconde catégorie de régulateur MLI ne communique pas directement avec les batteries. On dit que le couplage est indirect. Il est lié à l’adaptateur d’impédance qui permet d’optimiser le transfert de la puissance électrique. À ce jour, ce régulateur est le plus abouti de tous les contrôleurs solaires. Il est surtout utile lorsque le champ solaire est important, c’est-à-dire utilisation de nombreux panneaux solaires.
La technologie utilisée est le Maximum Power Point Tracker qui se traduit en français par tracker de point de puissance maximale. Il intègre un convertisseur de type DC-DC qui servira à maximiser la puissance de sortie de chaque panneau solaire. Ce faisant, c’est toute la production de l’installation qui connaît une importante hausse.Si ce type de régulateur vous intéresse, il va falloir y mettre le prix, car ils coûtent cher.
Comment choisir un régulateur pour une installation solaire ?
Pour bien choisir, tenez compte de ces quelques critères :
- Le type de panneaux solaires : lorsque vous utilisez des panneaux de 36 ou de 72 cellules, vous pouvez vous servir d’un panneau de type PWM. Au contraire, lorsque le nombre de cellules est supérieur à 72, avec des panneaux plus de 24 V, vous allez devoir vous tourner vers des régulateurs MPPT ;
- L’intensité de charge : le courant de charge est le terme qui est donné à la quantité de courant envoyé dans la batterie de stockage par le régulateur afin de la recharger. Elle ne doit pas dépasser 20 % de la capacité totale de la batterie ;
- La tension supportée par le régulateur : elle doit correspondre à la tension d’entrée de l’installation solaire. Sans quoi, les choses ne pourront pas marcher comme prévu.
Si vous souhaitez mettre en place une installation solaire avec de batteries et des régulateurs qui répondront à vos besoins, contactez-nous pour avoir un devis.