Comment choisir son régulateur de charge en fonction de son parc solaire ?

Les régulateurs ou contrôleurs de charge

Le contrôleur de charge ou régulateur de charge se place entre votre parc solaire et votre parc batterie. Il faut donc que ses caractéristiques correspondent à votre parc solaire d’un côté, et à votre parc batterie de l’autre. C’est ce qui rend son choix si compliqué. Voici notre guide et conseils pour vous aider faire le bon choix !

A QUOI SERT LE CONTRÔLEUR DE CHARGE ?

Le régulateur de charge vous permet de faire la jonction entre votre source de production d’énergie (panneau solaire, éolienne, hydrogénérateur) et votre parc de batterie. Son rôle est de protéger la batterie contre une charge trop élevée ou insuffisante, et de protéger votre générateur d’électricité des retours. En fonction des modèles, le contrôleur de charge peut également convertir la tension du générateur en une tension adaptée au parc batterie.

Le régulateur de charge arrête la charge lorsque les batteries sont pleines et évacue le surplus d’énergie produite en la transformant en chaleur. Selon les modèles, il peut également analyser l’état de charge du parc batterie et, au besoin, déconnecter la charge plus tôt, de manière à recharger à 100% la batterie au moins une fois par semaine.

Cet appareil vous permet ainsi une meilleure utilisation de votre générateur d’électricité tout en le protégeant, ainsi que votre parc de batteries.

Pour les éoliennes et les hydrogénérateurs, il y a en général un régulateur de charge recommandé qui convient parfaitement. Pour les panneaux solaires, le choix peut être plus difficile.

RÉGULATEUR DE CHARGE MPPT OU PWM ?

Le régulateur PWM est beaucoup plus contraignant que le régulateur MPPT. S’il à l’avantage d’être moins cher, il ne peut fonctionner qu’avec un seul panneau de 36 cellules en 12V, ou un seul panneau de 72 cellules en 24V (ou 2 panneaux 12V en série), d’une puissance relativement basse. De plus, pour une batterie 12V, il faudra un panneau 12V, et pour une batterie 24V un panneau 24V.

Le régulateur MPPT est pour sa part beaucoup plus simple d’utilisation. Il accepte de nombreux panneaux solaires en parallèle ou en série, en fonction de la tension de circuit (Voc) et de l'intensité de court-circuit (Isc) cumulées des panneaux solaires. Il utilise au mieux les capacités de votre parc solaire grâce à une technologie avancée, pour vous offrir de meilleurs rendements. Le MPPT permet ainsi de recharger une batterie avec un parc solaire ayant une tension plus élevée.

L’avis d’Orangemarine :

Nous vous recommandons d’opter pour un contrôleur de charge MPPT plus efficace et plus tolérant. Le PWM est moins efficace et ne convient que pour une installation bien précise.

COMMENT CHOISIR SON RÉGULATEUR DE CHARGE EN FONCTION DE SON PARC SOLAIRE ?

Dans ce cas de figure, vous avez déjà un ou plusieurs panneaux solaires ou vous savez déjà quel(s) panneau(x) solaire(s) vous souhaitez acheter. Il vous faut alors choisir le régulateur de charge qui sera le plus adapté. Si vous avez déjà une batterie et que vous souhaitez y adapter votre installation solaire, le guide et conseils comment choisir son régulateur de charge en fonction de son parc batterie sera plus adapté.

POUR UNE INSTALLATION AVEC UN SEUL PANNEAU SOLAIRE

Choisir un régulateur de charge avec un seul panneau solaire est plutôt simple. Il y a en effet deux données à prendre en compte : la tension de circuit (Voc) et le courant de court-circuit (Isc). Vous retrouverez ces informations dans la fiche produit, dans le manuel ou directement sur le panneau solaire. Il faut impérativement que la tension de circuit (Voc) et le courant de court-circuit (Isc) soient inférieurs de 10% au maximum accepté par le contrôleur de charge.

POUR UNE INSTALLATION AVEC PLUSIEURS PANNEAUX SOLAIRES

Lorsque vous avez plusieurs panneaux solaires, le choix du contrôleur de charge est un peu plus complexe. Les données à prendre en compte sont les mêmes : la tension de circuit (Voc) et le courant de court-circuit (Isc), que vous retrouverez toujours dans la fiche produit, dans le manuel ou directement sur les panneaux solaires. En revanche, ces données seront modifiées en fonction des branchements et du nombre de panneaux solaires.

En électricité, il existe 3 types de branchements :

• Le branchement en parallèle, ou les intensités en Ampère (A) s’additionnent
• Le branchement en série, ou les tensions en Volt (V) s’additionnent
• Le branchement hybride avec des panneaux solaires branchés en série et d’autres en parallèles

Ainsi la tension de circuit (Voc) sera impactée lors d’un branchement en série et d’un branchement hybride. Le courant de court-circuit (Isc) sera lui impacté par un branchement en parallèle et un branchement hybride.

LA TENSION DE CIRCUIT OUVERT (VOC)

La tension de circuit ouvert de votre parc solaire doit impérativement être inférieure de 10% à celle acceptée par le régulateur de charge. Lors d’un branchement en parallèle, elle ne sera pas impactée par le nombre de panneaux, et sera acceptée par la majorité des régulateurs MPPT. En revanche, lors d’un branchement en série, il faut additionner la tension de circuit (Voc) de chaque panneau solaire et vérifier que la somme des tensions de circuit soit acceptée par le régulateur. Si ce n’est pas le cas, il faudra choisir un régulateur de charge acceptant une plus grande tension de circuit du parc solaire.

Exemple : 6 panneaux solaires de 12V ayant une tension de circuit Voc de 19V branchés en série :

Dans cette situation, le contrôleur de charge est un 100/15. Cela signifie qu’il accepte une tension maximale de 100V pour les panneaux solaires. La tension de circuit (Voc) cumulée des 6 panneaux est de 114V. C’est donc trop pour le régulateur, qui n’est pas adapté. Il faudra alors soit choisir un contrôleur de charge acceptant une tension Voc plus élevée, au minimum 130V pour garder une marge de sécurité de 10%, soit changer les branchements.

En effet, si on prend les mêmes, 6 panneaux, et qu’on les branche cette fois en parallèle :

Cette fois, la tension de circuit cumulée des 6 panneaux est de 19V. C’est donc bien en dessous des 100V maximum que peut accepter le régulateur. Ce régulateur convient bien pour ces panneaux solaires, au niveau de la tension de circuit Voc. Cependant, il faut voir si l’intensité de court-circuit Isc n’est pas trop élevée.

L’INTENSITÉ DE COURT-CIRCUIT (ISC)

L’intensité de court-circuit de votre parc solaire doit impérativement être inférieure de 10% à celle acceptée par le régulateur de charge. Lors d’un branchement en série, elle ne sera pas impactée par le nombre de panneaux, et sera acceptée par la majorité des régulateurs MPPT. En revanche, lors d’un branchement en parallèle, il faut additionner l’intensité de court-circuit (Isc) de chaque panneau solaire et vérifier que la somme des intensités de court-circuit soit acceptée par le régulateur. Si ce n’est pas le cas, il faudra choisir un régulateur de charge acceptant une plus grande intensité de court-circuit du parc solaire.

Exemple : 6 panneaux solaires de 12V ayant une intensité de court-circuit Isc de 6A branchés en parallèle :

En consultant sa fiche produit, on voit que ce contrôleur de charge 100/15 accepte une intensité Isc du parc solaire de 15A maximum. Selon le modèle, cela peut être marqué directement sur le contrôleur. Ici, l’intensité de court-circuit cumulée des 6 panneaux est de 36A. C’est donc trop pour le régulateur, qui n’est pas adapté. Il faudra alors soit choisir un contrôleur de charge acceptant une intensité de court-circuit plus élevée, au minimum 40A pour avoir 10% de marge de sécurité, soit changer les branchements du parc solaire.

En effet, si on prend les mêmes, 6 panneaux, et qu’on les branche cette fois en série :

Cette fois, l’intensité de court-circuit cumulée des 6 panneaux est de 6A. C’est donc bien en dessous des 15A maximum que peut accepter le régulateur. Ce régulateur convient donc bien pour ces panneaux solaires, au niveau de l’intensité de court-circuit Isc. Cependant, comme nous l’avons vu tout à l’heure, le régulateur ne sera pas adapté au niveau de la tension de circuit (Voc).

En résumé, dans cet exemple, pour un branchement en parallèle, il faudrait donc un régulateur de charge acceptant une tension Voc d’au moins 22V et une intensité Isc de 40A minimum. Dans le cas d’un branchement en série, c’est un contrôleur de charge qui supporte une tension Voc d’au moins 130V et une intensité Isc de 7A minimum qu’il faudrait choisir.

A noter : Pour utiliser au maximum les capacités de votre parc solaire, il vous faut une batterie suffisamment grande pour stocker l’électricité produite. Une fois que vous avez choisi votre panneau solaire et votre contrôleur de charge, il faut donc vérifier que votre batterie soit adaptée. Pour cela, il faut d’une part que la tension de votre batterie corresponde à la tension de charge du contrôleur de charge. D’autre part, il faut que l’intensité de charge, ou courant de charge, du contrôleur soit compris entre 10% et 20% de la capacité en Ah de votre batterie, comme pour un chargeur. Pour une batterie lithium, cela peut aller jusqu’à 30%.

Le branchement en combiné avec certains panneaux en parallèle et d’autres en série est le plus pertinent lorsque vous avez beaucoup de panneaux solaires. Vous trouvez ainsi un équilibre entre l’augmentation de la tension et l’augmentation de l’intensité. Vous aurez ainsi une utilisation optimale de votre contrôleur de charge et vous pourrez choisir un modèle de moins grande capacité, moins cher.

Exemple : Vous disposez de 6 panneaux solaires ayant une tension de circuit (Voc) de 19 V et une intensité de court-circuit (Isc) de 6 A.

Vous pouvez branchez vos panneaux solaires de manière à en avoir 5 en série et 1 en parallèle, et ainsi de suite jusqu’à 1 en série et 5 en parallèle. Pour calculer la tension et l’intensité de votre parc, il faut faire d’un côté la somme de toutes les tensions VOC des panneaux branchés en série pour déterminer la tension du circuit, et de l’autre additionner les intensités des panneaux en parallèle pour obtenir l’intensité de court-circuit du parc solaire.

Ainsi, pour une combinaison de 3 panneaux en série et 3 en parallèle, le calcul est : 19 + 19 + 19 = 57 V d’un côté et 6 + 6 + 6 = 18 A de l’autre. Avec un tel branchement, il vous faudra idéalement un régulateur acceptant une tension Voc de 65 V minimum et d’intensité Isc de 21 A minimum.

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