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Panneau solaire de jardin

La pose d'un panneau solaire de jardin est soumise à des ombres partielles défavorables à un bon rendement. Nouveau support en hauteur : Puissance doublée grâce a 2 planches de récupération, 4 écrous, un bout de corde. C'est un montage low tech.

Panneau solaire pour parking

Comment trouver un emplacement pour un panneau solaire ? Partout ! J'ai même vu un modèle pour parking

climat-synthese-vulgarisee-giec du 6ème rapport du GIEC source

Plusieurs expositions avec un seul panneau

Avec un bout de tapis de plage, j'ai un beau miroir

panneau souple ou panneau rigide

Test comparatif entre monocristallin en support plastique et en support rigide : j'ai testé les deux ! Ils étaient équivalent s en plein soleil au début de la mesure : le rendement est très sensible à la chaleur. Les deux panneaux donnent 300 mA sur un ampèremètre pour le rigide et 100 mA pour le support plastique qui devient chaud

Les panneaux standards font 2 m2 environ. Ils sont plus difficiles à poser pour une installation-sur-le-toit. En associant deux panneaux rigides de 50 cm, la puissance produite est de 150 à 200 W

analyser sa consommation électrique

La consommation électrique d'une maison est composée de nombreux appareils dont un petit nombre consomme l'essentiel. Ici j'ai relevé sur une journée d'été une forte consommation à 18H pour l'allumage du chauffe eau et d'un lave vaisselle. L'unité est en KWh sur le graphique. Avec plusieurs panneaux solaires, je peux chauffer l'eau pendant la journée et stocker de l'énergie très facilement pour réduire le nombre de barres à droite !

Il est possible d'avoir plusieurs panneaux solaires : j'ai testé le mélange de 2 panneaux solaires ( polycristallin et monocristallin)

Le polycristallin a un rendement moindre mais une empreinte carbone plus faible et une durée de vie plus longue.

Pas besoin de micro onduleur : avec une diode et un simple convertisseur de tension buck à moins de 15€ : ça marche ! Le montage est rudimentaire, il n'y a pas de stockage par batterie, pas de régulateur PV, pas d'onduleur : c'était le but. Le ballon d'eau chaude consomme 2.4 KWh par jour soit une puissance continue de 100W ; le réglage de la tension maximale est prévu pour ne pas dépasser ce seuil : 90V donne 160 W qui évidemment ne sont pas atteints toute la journée ; l'objectif est d'avoir le plus de production pour auto produire le plus longtemps avec plusieurs expositions.

Le panneau solaire (PV) fournit une tension de 30V environ qui sort vers une résistance du chauffe-eau (BECS) à 90V environ après le convertisseur de tension. Le convertisseur placé dans une simple boite en fer :

Le "mix" énergétique est aussi possible avec plusieurs sources d'énergie comme des éoliennes et de panneaux en utilisant des diodes pour éviter les retours de courant traité ici

avec des panneaux mono et poly les tensions sont différentes : 40 V et 35 V respectivement en tension crête ; une diode évite le retour de courant du poly vers le mono

le convertisseur délivre des impulsions de forte tension en sortie : nous pouvons le régler jusqu'à 100 V pour ce modèle

En entrée, la tension des 2 panneaux varient fortement avec une amplitude de 16 V ; le maximum de tension est de 30 V environ : c'est un phénomène de pompage de la tension. J'ai placé le convertisseur dans une boîte en fer Le pompage peut être réduit. Une forte capacité ajoutée avant la diode en entrée de chaque source réduit l'amplitude de cette modulation parasite. Un condensateur de 1000 micro Farad donne de bons résultats. Sur l'oscillo le pompage est d'amplitude 16V avec un panneau lorsque le buck (100V max) s'arrête puis repart et l'efficacité chute ; un deuxième panneau 30V est relie via une diode anti-retour de courant vert le mono 40 V et le pompage est fortement réduit ; l'installation est un peu plus lourde mais en mettant 3 panneaux dont deux souples monos ( un mixte 12V +15 V dont les courants nominaux de fonctionnement de 3A sont très proches ) et 2 petits bucks (50V max réglés pour chacun à 30V et 37V) je maîtrise le rendement sur la journée

Plusieurs panneaux solaires vont aussi bénéficier de différentes expositions : un panneau mal exposé à l'ouest le matin va compléter le soir la production d'énergie en autoconsommation

le rendement d'un panneau chute fortement avec la température : la production est meilleure en hiver. C'est intéressant de mixer des sources d'énergie et d'avoir plusieurs expositions sensibles à la chaleur. En mouillant les panneaux pour les laver la puissance qui plafonnait à 100 W a augmente de 50 W avec la baisse de température de l'évaporation de l'eau !

Je mesure la puissance produite 200 mA sous 31 V soit 6 Watts ajoutés aux autres. Le panneau solaire poly est a l'ombre mais l'après midi il se rattrape !

panneau polycristallin sur un micro onduleur

Branchement de 2 panneaux solaires différents. Les deux panneaux ont des tensions très différentes. Pour ajouter un panneau polycristallin et panneau souple sur un micro onduleur je prends un convertisseur de tension réglé sur le panneau ayant la plus forte tension (panneau souple de 40 V).

Zoom sur la tension : Toujours un pompage du convertisseur 10 Hz environ avec une amplitude de 13 V. L'adaptation de tension est efficace !

l'affichage fluctue mais reste lisible ; le convertisseur à 10 euros a été installé dans une belle boite de la cote de nacre

https://github.com/arnaudrco/exemples/assets/90700891/1cfe1388-1c9f-4fec-ab4b-6f1578dca718

La découpe a été faite après avoir réalisé un perçage de 20 mm

plusieurs convertisseurs

Un convertisseur a plusieurs modes de fonctionnement

Mon convertisseur limité la tension d'entrée. En fonction de la puissance disponible en entrée, la LED de limitation de la tension d'entrée indique :

En fonction de la tension en entrée

blocage du convertisseur LED tout le temps allumée
clignotement de la LED de régulation
zone stable LED éteinte

La zone intéressante est la zone verte : le rendement est le meilleur ; si nous réduisons la tension en sortie, la zone verte devient plus importante

Essais en cours : Pas facile à régler mais avec 2 étages de conversion le pompage de tension est réduit

La tension de sortie est réglée à 50 V pour le premier et 90 V pour le deuxième ; la tension de démarrage du deuxième est réglée un peu plus haut pour qu'il ne se mette en route que si le soleil est suffisant ; une diode est placée entre la sortie 50 et 90 V et ça marche !

Pour aller plus loin Convertisseur-de-tension-doubleur-tripleur-et-buck

références

Référence donnée par Jérôme d'un site offrant des Low-tech Solutions https://solar.lowtechmagazine.com/

avec des constructions simples

Guy Séguier, Électronique de puissance, 7e édition, Paris, Dunod, 1999.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Convertisseur_Buck

Francis à Bures n'a pas fait de mesures rigoureuses sur son installation car le matériel tuya utilisé a un fonctionnement très aléatoire : Je peux seulement mentionner qu'en hiver, je renvoie 1 à 1,5kwh par jour. En été je suis autour de 2kwh par jour qui correspond au max que je souhaite réinjecter : c'est ma consommation talon journalière. L'excédent est stocké et sert les jours nuageux. J'ai 14 panneaux de 200w à 250w disposés au niveau du sol dans diverses orientations et reliés en parallèle avec des diodes. En été cela représente de l'ordre de 10% de ma consommation journalière J'ai à peu près 4,5 kwh de stockage avec des batteries en fin de vie.

60Ah en lithium/phosphate de fer
30Ah en NIMH
90Ah en plomb Le tout sous une tension de 24 à 28v selon le niveau de charge.

retour d'expérience de Fred

Ballon coupé du secteur pendant 1 semaine, mais avec PV routeur et un beau soleil toute la semaine. J'estime que le PV routeur a renvoyé environ 500 à 700wh par jour. En rentrant l'eau du robinet était très chaude. Au bout de 7 jours, j'ai mis le ballon d'eau chaude en chauffe sur secteur et il a consommé 1.2KWh seulement pour remettre les 100L à 55°C. Autant qu'après 24h sans chauffe alors que je ne le chauffe qu'une fois toutes les 48h normalement. Donc très content du PV routeur et de sa dérivation vers le le ballon d'eau chaude.

pour aller plus loin lire l'article https://www.anumby.org/vous-avez-dit-low-tech/ ou https://www.anumby.org/mix-energetique-a-lanumby/

Liste des ateliers ici et le wiki lowtech en préparation ici