Il est essentiel de bien dimensionner le générateur solaire afin de garantir une puissance suffisante pour recharger la batterie et alimenter les charges. Le générateur solaire doit être configuré en respectant les limites de tension et de courant du régulateur solaire. Dans cette FAQ, nous prenons comme exemple le variotrack (vt), dont la tension maximale en circuit ouvert est de 145 Vcc ( veuillez noter que cette tension diffère selon les modèles vt65-175 et vt80-175. Veuillez toujours vérifier la tension maximale en circuit ouvert correspondant à votre appareil, car celle-ci peut être différente de celle que nous utilisons dans cette FAQ.) ).
Pour obtenir la tension solaire optimale, les modules photovoltaïques doivent être connectés en série afin de former une chaîne présentant la tension souhaitée. La tension de fonctionnement optimale de la chaîne (Vmpp) doit toujours être supérieure à la tension de la batterie. La tension de fonctionnement maximale doit toujours être inférieure à 145 Vcc (car nous utilisons dans cette FAQ un variotrack dont la tension en circuit ouvert maximale est de 145 Vcc), quelles que soient les conditions de température et d’ensoleillement. Cette valeur doit être calculée à partir de la tension en circuit ouvert des modules, en tenant compte de la correction de température correspondant à la température la plus basse prévue pour l’installation.
Par exemple, si nous travaillons avec un module PV de 60 cellules, ayant les caractéristiques suivantes :
- Tension en circuit ouvert, Voc = 39,1 Vcc (aux conditions standard, 25 °C)
- Coefficient thermique pour le Voc, βVoc = -0,33 %/°C
Pour ce module, la tension en circuit ouvert à -10 °C (température la plus basse de votre installation) augmentera de 11,55 % jusqu’à 43,61 Vcc. Il est donc possible d’installer jusqu’à 3 de ces modules en série pour cette installation, afin de respecter la tension maximale de 145 Vcc du vt80-145.
Nous obtenons donc un maximum de 3 modules standards (60 cellules) par chaîne dans une configuration typique pour batteries 24 V et 48 V.
Disposition possible en série pour les panneaux photovoltaïques courants en fonction du nombre de cellules et du type
Le calcul de la tension est crucial, car une tension supérieure à 145 V peut endommager l’appareil et provoquer des pannes irréversibles dans l’installation.
En termes de puissance, plusieurs chaînes (strings) sont généralement connectées en parallèle. Chaque chaîne connectée en parallèle doit être composée du même nombre de modules du même type. Le nombre de chaînes en parallèle déterminera le courant de charge solaire. Le vt a une limite de courant de : 65 A pour le vt65, 80 A pour le vt80. C’est le courant maximal que le variotrack peut prélever du champ solaire vers la batterie. Si le nombre de chaînes en parallèle augmente, le variotrack atteindra plus rapidement son courant de charge maximal, même lorsque l’irradiation solaire est faible. Cependant, cela signifie également qu’il y aura davantage d’énergie potentielle non utilisée lorsque l’irradiation solaire est élevée.
Tant que la limite de tension est respectée, la puissance solaire à installer dépend du dimensionnement de l’installation. Il est donc possible de surdimensionner la puissance solaire afin de maximiser la production,
même si cela implique qu’une partie de l’énergie solaire ne sera pas utilisée.
En termes d’irradiation, cela peut être pertinent, par exemple, dans les pays européens. Pendant une grande partie de l’année, la production solaire est inférieure à la puissance nominale à cause de la faible irradiation (hiver, nuages, etc.). Prenons l’exemple de notre usine en Suisse : un surdimensionnement de 10 % de la puissance solaire pourrait générer un petit excédent d’énergie en été, mais environ 10 % de production supplémentaire le reste de l’année.
De plus, il existe d’autres conditions météorologiques et contextuelles susceptibles d’influencer considérablement votre production solaire et dont vous devez tenir compte (telles que la poussière, les particules en suspension dans l’air, la pollution, la neige, les ombres, etc.). Par exemple, dans les pays où il neige en hiver, le dimensionnement doit tenir compte de la réflexion (albédo), qui peut être assez élevée, ainsi que de l’irradiance sur les modules solaires, qui peut dépasser la valeur d’essai standard de 1 000 W/m², ce qui influe sur les valeurs Voc et Isc des modules en hiver.