Les panneaux solaires photovoltaïques génèrent du courant DC lorsqu'exposés à de suffisantes quantités de lumière, habituellement le soleil. Dans presque tous les cas, ils servent à charger des batteries. Si le voltage du panneau est supérieur au voltage de/des batterie(s), le courant circulera du panneau vers la batterie. Pour concevoir le sens du courant électrique, imaginez le courant comme de l’eau qui coule d’un réservoir. Celui étant la source doit être plus élevé que celui qui reçoit. Vous devrez vous assurer que le débit de courant ne soit pas trop élevé pour ne pas endommager la ou les batteries. Pour ceci, vérifiez les spécifications de charge des batteries avant.
Pour éviter qu’à la fin de la journée, la batterie ne se décharge dans le panneau, il y a deux solutions; une simple diode (certains mais pas tous les panneaux en ont une d’intégrée) ou avoir un contrôleur de charge qui, entre autre, protégera votre batterie pour ne pas qu’elle soit surchargée. N'importe quelle batterie surchargée ou trop déchargée sera endommagée. Certains contrôleurs de charge plus évolués ont un panneau indiquant le voltage de la batterie, le courant de charge et autres informations et caractéristiques. On retrouve les panneaux solaires sur certains petits appareils tels que des lampes de jardin, lanternes de camping, lampes de poche, lampadaires, radios et autres. Une application abordable et versatile avec des panneaux photovoltaïques de petites et moyennes tailles est la recharge de ‘power bank USB’, vous savez, ces blocs piles rechargeables avec une prise USB. Beaucoup d’appareils se rechargent aujourd’hui à partir d’une prise USB: téléphones cellulaires, lanternes et lampes de poche, chargeurs de piles AA et AAA, petits outils et bien d’autres. Avec un ‘power bank’ bien chargé, vous pouvez faire plus que de recharger votre téléphone cellulaire. Il existe des systèmes portatifs intégrant panneaux, batterie et prise de sortie USB faciles à utiliser et si pratique si vous avez des appareils se rechargeant à partir de prises USB. Avez-vous des piles rechargeables et un chargeur de piles USB? Très pratique pour votre lampe de poche, lanterne et votre radio à piles! Les gros systèmes pour maisons et chalets existent mais sachez qu’il faudra plusieurs années avant d’amortir votre investissement. Voici pourquoi il faut bien faire ses calculs avant d’investir et de bien évaluer ses besoins. Pour un chalet, si vous n’y allez que les fins de semaines, les batteries auront toute la semaine pour se recharger. En plus, vos besoins électriques seront probablement plus faibles au chalet qu’habituellement à la maison; votre réfrigérateur pourrait fonctionner au propane plutôt que d’être branché sur les batteries, votre chauffage serait au bois ou au propane, et vos besoins occasionnels nécessitant beaucoup d’électricité pour une courte période de temps pourraient être fournis par une génératrice à l’essence ou au propane. Si vous avez l’intention d’être autonome en énergie, l’installation solaire devra non seulement être surdimensionnée mais aussi d’avoir une source alternative de charge des batteries telle qu’une génératrice avec gros chargeur pour les journées ou même les semaines ayant peu d’ensoleillement. Une autre application pourrait être d’avoir juste assez de capacité pour s’éclairer, recharger de petites piles et utiliser son ordinateur portatif pour quelques heures par jour de façon soutenue. Vous pourriez choisir ici une batterie surdimensionnée et la garder chargée avec le courant du réseau électrique à l'aide un chargeur automatique. Sachez que les spécifications (volts, ampères et watts) des panneaux solaires sont en fonction d’un plein ensoleillement, sans aucun nuage donc avec le panneau parfaitement orienté vers le soleil. En qui concerne le nombre d’heures d’ensoleillement, je constate qu’il y a plusieurs sources avec de chiffres différents. Certains disent une moyenne annuelle de 3.2 heures par jour, d’autres jusqu’à 5.5 avec aussi peu que 2.5 lors de mois les moins ensoleillés. Mais on le sait, nous avons fréquemment plusieurs journées consécutives de temps nuageux. Je n’ai pu trouver de chiffres officiels, mais mes mesures des panneaux les plus populaires, polycristallins et monocristallins, en conditions nuageuses, donnaient 1% ou 2% de leur maximum. Sur une installation permanente, ce type de panneau a une durée de vie de 25 ans. Les panneaux de type amorphe, plus rares et plus gros me donnaient à peu près 10% ou 15% de leur maximum en conditions nuageuses. Ils ont une durée de vie de 10 ans sur une installation permanente. Sans pouvoir le confirmer, je suppose que la durée de vie des panneaux serait de plusieurs fois plus si l’exposition au soleil n’est qu’occasionnelle. Les façons de maximiser l’installation sont: un contrôleur de charge MPPT plutôt que PMW. Ils sont plus dispendieux mais maximiseront la charge des batteries de l’ordre de 10 % à 30%. Un suiveur (ou ‘tracker’) gardera l’orientation des panneaux optimale par rapport au soleil toute la journée. Ici aussi, un investissement à bien évaluer. Est-il plus rentable de simplement ajouter des panneaux? Certains disent que oui alors que pour d’autres, c’est l’espace qui est le facteur déterminant. Une autre façon est d’utiliser l’énergie produite durant le jour car il y a toujours une perte lorsqu’on charge une batterie. Vous pouvez aussi maximiser le rendement ou réduire votre utilisation d’électricité de votre système solaire en utilisant des appareils plus efficaces et/ou qui peuvent être branchés directement sur les batteries plutôt que de passer par un onduleur 12 volts DC à 120 volts AC. Au sujet des onduleurs, au mieux, ils perdront 20% d’électricité dans la conversion. La plus part sont à onde sinusoïdale modifié ou ‘onde carrée’ et, plus chers sont ceux à onde sinusoïdale vraie ‘pure sine wave’. Et bien des niveaux de qualité. Ce n’est pas parce qu’il est ‘pure sine wave’ qu’il alimentera correctement n’importe quoi tels que les appareils plus fragiles. Aussi, sauf pour les onduleurs haut de gamme, je recommande de ne pas dépasser 50% de leur capacité en watts de sortie pour éviter trop de pertes sous forme de chaleur. Les exceptions sont par contre avec des onduleurs haut de gamme. Sachez que même si rien n’est branché à la sortie de votre onduleur, il consomme toujours un peu de courant et peu potentiellement sur-décharger et endommager votre batterie si il n’est pas mis complètement hors tension. Il y des notions électriques de base cruciales à connaitre. La même puissance d’un appareil 12 volts requière un câble électrique beaucoup plus gros que si l’appareil était de 120 volts. À plus bas voltage, les connections devront être meilleures et les surfaces de contact bien plus grandes. Aussi, les câbles devront rester courts. Tout ceci pour éviter non seulement les risques de surchauffe et d’incendie (oui, un fil électrique peut brûler!) mais aussi les pertes de voltage dans les câbles. Ces considérations sont malheureusement trop peu souvent tenues en compte même par ceux ayant des connaissances en électricité croyez-le ou non! Maintenant pour les appareils autonomes. Si vous cherchez une lanterne solaire bien plus pratique que celles de jardin, je vous suggère les Luci Light de MPowerd et celles de Luminaid. Ils ont différents modèles. Certains peuvent aussi se recharger par une prise USB et même charger un appareil tel qu’un cellulaire. Je suggère d’en avoir plus qu’une et d’en utiliser qu’une à la fois car la recharge peut prendre plus qu’une journée. Pour les radios solaires, les marques Kaito, Eton, Midland offrent plusieurs choix. La plus part ont des lampes intégrés. Pour les panneaux portatifs avec une batterie intégrée et prise USB, faites une recherche sur Google et Amazon avec la marque Anker et vous verrez aussi bien d’autres marques. Pour ceux-ci, considérez en premier lieu combien de watts pour les panneaux solaires et seulement en deuxième lieu le nombre de mA (milli ampères) de la batterie. Pour les lampes de poches solaires et autres, Hybridlight dit que leurs batteries garderont une charge 7 ans! Vous trouverez sur des sites tels qu’Amazon, Gearbest et autres une panoplie d’appareils abordables. Mais considérez leur qualité, durabilité et fiabilité. Kodiak de Inergy est un système haut de gamme intéressant avec, batterie, prises 12 volts, prises USB, prises électriques 120 volts intégrés permettant la recharge par panneaux solaires (permanents ou temporaires) et courant 120 volts, et d’ajouter des batteries externes pour augmenter l’autonomie. Bien que dispendieux, cet appareil a eu d’excellentes revues sur YouTube. C’est une alternative à la génératrice et est simple à utiliser pour ceux n’ayant que peu de notions techniques. Gardez par contre en tête la problématique de n’importe quel appareil ayant des piles rechargeables qui sont intégrés. Quelle sont leur durées de vie et peuvent-elles être remplacées?
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