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Comment associer des panneaux solaires ?

Beaucoup se demandent s’il est préférable de connecter leurs panneaux solaires photovoltaïques en série ou en parallèle. En fait, la réponse à cette question repose essentiellement sur ce que vous allez en faire. Après tout, en fonction de l’utilisation de cette énergie produite, un type de connexion sera toujours plus avantageux qu’un autre.

Bien sûr, vous pouvez créer des montages de toute sorte : en série, en parallèle, et même un mélange des deux ! Cependant, tout cela ne se produit pas, car il y a un risque d’endommager vos panneaux solaires ou, pire encore, de provoquer un incendie.

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Nous verrons donc tous ces assemblages un par un, avec des explications sur les tensions et les courants qui résultent de ce type de connexion. Alors c’est parti !

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KIT === Petite usine solaire autonome

Vous voulez produire votre propre électricité et faire vos premiers pas en photovoltaïque entreprise ? Ensuite, découvrez un kit simple et bien équipé qui vous permettra de générer votre premier kilowattheure ! (Attention, cela nécessite une batterie supplémentaire 12V, qui n’est pas fournie ici).

  • 3 x Panneau solaire monocristallin 120 W
  • 1 x onduleur sinusoïdal pur 1000W 220V
  • 1 x 30A batterie de contrôle de charge (batterie non incluse)
  • 1 x paire de câble solaire de 5 m
  • 1 x kit de montage style Z

VOIR LE PRIX Installation de modules solaires en série

L’ assemblage en série de modules photovoltaïques est sans aucun doute la méthode d’installation la plus utilisée. Et cela est particulièrement vrai si vous voulez produire de l’électricité en 230 volts, que vous vouliez la vendre sur le réseau ou la consommer vous-même.

Pour rendre cet assemblage ne devient pas plus facile : il suffit de brancher les panneaux l’un après l’autre, c’est-à-dire la sortie de l’un à l’entrée de l’autre (en d’autres termes : le câble «   » d’un panneau est inséré dans le câble « – » du panneau suivant, et ainsi de suite). En fin de compte, ils seront connectés « à la chaîne » (d’où le nom « string » en anglais). Pour illustrer tout cela, voici un petit diagramme :

Le principal avantage de l’installation en série est qu’il peut acquérir une tension assez élevée (par exemple, pour produire 230 V, tandis qu’un seul panneau fait moins de 30 volts). Soit dit en passant, il faut savoir qu’une tension EDF à 230 VAC (en alternance) est en fait une tension qui est en continu entre -325 et 325 volts autour de « crête à crête » (325 V équivaut à 230 x √2). Soudain, vous comprendrez, vous devez brancher des panneaux solaires de sorte que leurs tensions s’additionnent jusqu’à dépasser ces fameuses 325 volts et donc injecter de l’énergie dans le réseau 230 volts peut.

Et pour y arriver, il suffit de les brancher en série. D’un point de vue physique, le modèle, qui correspond à un certain nombre de modules photovoltaïques

  • une tension égale à la somme des tensions de chaque panneau
  • , un courant égal à celui d’un seul panneau
  • ,

Prenons un exemple pour clarifier tout cela : si vous avez connecté 15 panneaux solaires en série, et chaque panneau fournit 30 volts en dessous de 5 ampères, alors :

  • la tension résultante est de 15 x 30 volts ou 450 volts
  • .

  • Le courant résultant est de 5 ampères (et ceci, en passant, est indépendant du nombre de panneaux connectés en série)

Vous êtes sceptique quant à ces calculs, y compris l’intensité ? Donc, ici, vous pouvez vérifier si ces résultats sont bons : si chacun des panneaux est de 30 V en dessous de 5 A, alors la puissance fournie par chacun des panneaux sera de 30 × 5 ou 150 watts. Si Donc, si nous connectons 15 panneaux, nous devrions avoir un total de 150 × 15 ou 2250 watts. Et c’est ce que nous venons de trouver ici, parce que 450 volts en dessous de 5 ampères donnent également notre 2250 W (450 × 5). Donc, le compte est bon 😉

Vous comprendrez : dans la série, les tensions sont ajoutées, tandis que le courant reste uniforme. Et l’intérêt d’une telle connexion de modules entre eux est de pouvoir augmenter une haute tension, tandis que le courant reste faible. Soudain, en installant les panneaux solaires de cette façon, vous pouvez « faire » 230 VAC, tout en conservant les fils de « petite section ».

Bien sûr, cette installation en série restera valide quelle que soit l’utilisation que vous souhaitez en faire. Ainsi, par exemple, si vous avez une batterie 24 volts et des panneaux de 16 volts chacun, vous pouvez connecter 2 en série pour obtenir 2 × 16 ou 32 volts, puis votre batterie 24 V a un Régulateur de puissance (qui abaisse les 32 volts à 24 volts). En fait, chaque fois que nous mettons en série des panneaux pour dépasser la valeur de tension que nous voulons nourrir, puis abaisser un cheveu afin qu’il ait la valeur désirée !

Vous le saviez ? Il y a une chose très importante à savoir sur l’assemblage en série que les tensions résultantes peuvent être extrêmement dangereuses, et les risques de choc électrique ou de silex sont très importants. Il est donc impératif de ne jamais avoir à mettre des panneaux solaires en ligne à moins de savoir ce que vous faites et d’avoir l’équipement de protection associé. Sinon, vous pourriez nuire à votre vie à votre environnement, sans parler des risques pour votre maison lorsque les panneaux photovoltaïques sont placés dessus. Soyez toujours prudent et appelez un professionnel si nécessaire.

Assembler Modules solaires parallèles

Une autre méthode de montage largement utilisée est le montage parallèle. Ici, nous connectons tous les terminaux «   » des panneaux solaires les uns aux autres, et cela s’applique également à tous les terminaux « — ». Besoin d’une illustration ? C’est là !

Le premier avantage de cette installation est de pouvoir rester en basse tension. Lorsque tous les modules photovoltaïques sont connectés en parallèle, la tension résultante de cet assemblage de panneau est égale à la tension d’un seul panneau. D’autre part, le courant total est égal à la somme des courants fournis par chaque panneau. Et croyez-moi, celui-ci peut devenir… très intense !

Ainsi, par exemple, si vous avez branché 3 panneaux en parallèle, chacun fournissant 28 volts en dessous de 4 ampères, alors :

  • La tension résultante est de 28 volts (quel que soit le nombre de panneaux connectés en parallèle)
  • .

  • L’ électricité fournie est de 3 × 4 ou 12 ampères

Par conséquent, on peut dire que des courants parallèles sont ajoutés, tandis que la tension finale à son tour est égale à la tension unitaire d’un panneau.

Mais vous me direz : quel est l’avantage d’un tel ajustement ? En effet, si vous restez en basse tension,… vous pouvez faire fonctionner une maison en basse tension, par exemple, en autonomie complète (sans avoir EDF). Ainsi, vous pourriez très bien imaginer alimenter au moins tout de la maison en basse tension, en particulier l’éclairage, et toute une gamme de prises pour les appareils basse tension (tels que les ordinateurs, ordinateur portable, smartphone, console de jeux,…). Bien sûr, pour ce dernier, il serait nécessaire de correspondre à leurs alimentations, mais croyez-moi, il n’y a souvent rien d’insurmontable ! En outre, je vais essayer de décrire tout cela dans un prochain article.

En tout cas, il est séduisant ici que théoriquement pas le risque de tuyau d’alimentation est plus (mais ce qui ne rejette pas beaucoup d’autres dangers, soyez prudent). Par conséquent, de ce point de vue, c’est une installation beaucoup plus sûre que l’installation en série.

D’ autre part, le grand inconvénient d’un tel montage est que les fils doivent avoir une forte section transversale pour limiter les pertes dans les fils et donc ne pas se réchauffer. Par conséquent, si vous faites un panneau solaire photovoltaïque pour une maison indépendante, les câbles de distribution d’énergie circulant dans toute la maison doivent être de très bonne taille. Ils seront sans aucun doute grands, par rapport aux petits fils de 1,5 ou 2,5 mm², que nous trouvons en 220V. Ainsi, le coût d’une installation à basse tension sera certainement beaucoup plus cher à acheter qu’une installation domestique connectée à EDF. Mais à long terme, vous pouvez obtenir d’énormes économies si vous calculez votre tir bien 😉

Penser En outre, ne vous assurez pas qu’une connexion parallèle des panneaux solaires est sûre. Même si la tension est certainement beaucoup plus faible que dans une installation en série, le courant peut être très élevé à l’heure actuelle. Par conséquent, il y a toujours un risque de déclencher le feu si, par exemple, une connexion est défectueuse. Par conséquent, il peut également être très dangereux de ne pas avoir une haute tension, mais un courant élevé (surtout si vous vous réchauffez).

En fait, l’idéal pourrait être un mélange de ce montage parallèle avec le support série précédemment vu. Ainsi, on aurait un assemblage hybride qui combine les avantages de ces deux types de connexion et en même temps leurs inconvénients respectifs. C’est ce que je propose de découvrir maintenant !

Vous le saviez ? Dans la pratique, un tel assemblage ne doit pas être fait sans diodes de retour connectées aux fils de sortie des panneaux. Parce que ce empêche le courant d’un panneau de passer à travers un autre panneau dans la direction opposée. Cette situation se produit en réalité lorsqu’un panneau produit moins qu’un autre (en raison d’une orientation différente, d’un ombrage partiel,…), puisque dans ce cas sa tension peut être inférieure à son « voisin voisin ». Le risque de ne pas régler une diode est la destruction de vos panneaux solaires, bien que dans une certaine mesure ils puissent accepter un courant inverse relativement important.

Accessoires፦ Exemple de connecteur MC4 avec diode de retour pour panneaux solaires

Mélange en série/parallèle de modules photovoltaïques

Ici, le niveau de difficulté de compréhension augmentera d’un niveau. Notez, cependant, que quelle que soit la complexité d’un assemblage, vous pouvez presque toujours diviser en éléments simples. Cela signifie que chaque photovoltaïque édition ne sera jamais une séquence de connexions série ou parallèles. N’est-ce pas clair ? Ne vous inquiétez pas, je vais illustrer tout cela sur la photo !

Dans cet assemblage, vous remarquerez que les panneaux en paquets de 3 sont « verticaux » en rangées (leurs tensions sont ajoutées) et qu’il y a 4 de ces paquets qui sont connectés « horizontalement » en parallèle. Par conséquent, cette édition, qui peut sembler plus compliquée à première vue, est assez simple à la fin. Parce qu’il correspond au parallèle de 3 panneaux en série.

Mais au passage, vous me direz : quelle est l’utilité d’un tel assemblage ? En fait, l’intérêt est d’obtenir un maximum de courant à une tension désirée. Dans le cas de l’exemple ci-dessus :

  • par exemple, si ces 12 modules photovoltaïques produisent 18 volts en dessous de 10 ampères en plein soleil
  • et que vous avez des batteries de 48 volts à charger, alors le Tension de sortie 3 × 18 ou 54 volts (idéal pour charger des batteries 48V via une descente de régulateur de tension
    • )

    .

    • Le courant de sortie est équivalent à 4 × 10 ou 40 ampères (assez pour charger vos batteries efficacement !)

Ce n’est qu’un exemple, mais vous comprendrez : nous pouvons mélanger les assemblées selon nos besoins ! C’est donc la modularité qui est intéressante ici car elle nous permet de « coller » à ce que nous recherchons en tant que système solaire.

D’ autre part, un point en termes de sécurité ici, il sera nécessaire de rester extrêmement vigilant, car les tensions peuvent être assez élevées (en tout cas, par exemple, au-dessus de la tension limite de sécurité). Par conséquent, le risque d’une école de puissance ou d’un début de feu est réel, et ce type d’assemblage ne devrait pas être fait sans le faire ou sans expérience dans ce domaine. En cas de doute, appelez toujours un professionnel qualifié afin de ne pas prendre de risques.

Vous le saviez ? Une combinaison série/parallèle de panneaux solaires nécessite également l’utilisation de diodes de rétroaction afin que le courant ne passe pas à travers une chaîne de panneaux dans la direction opposée. Ces diodes doivent être placées à la sortie de chaque bloc de panneau monté en série (à partir de chaque « chaîne ») avant que ces blocs ne soient connectés en parallèle.

Fournitures፦ Exemple de diode de retour de câble photovoltaïque MC4 – Exemple de coupleur parallèle MC4

Conclusion (assemblages série et/ou parallèles)

Chaque assemblage a évidemment ses avantages et ses inconvénients. Donc vous ne pouvez pas dire que l’un est absolument meilleur que l’autre. En outre, nous reconnaissons même que parfois l’idéal est un mélange de les deux sont une forme d’assemblage hybride. Mais encore une fois, tout dépend de ce que vous voulez faire avec votre système photovoltaïque.

Dans tous les cas, la première question que vous devez vous poser si vous voulez connecter des panneaux solaires est : quelle tension ai-je besoin du côté des panneaux solaires ? En même temps, il y a d’autres choses à considérer :

  • la tension « côté charge » (côté batterie ou côté réseau) que vous devez fournir (220V, 48V, 12V,…)
  • mais aussi le meilleur point de fonctionnement des modules photovoltaïques et les caractéristiques de votre onduleur solaire ou contrôleur

En fait, il peut être plus intéressant de travailler avec des modules photovoltaïques latéraux de 100 volts au lieu de 50 volts, par exemple, pour alimenter des batteries 48V. Tout cela dépend également de vos appareils de conversion, situés entre vos panneaux solaires et la charge en question (batterie, réseau,…).

Prends-toi donc le temps d’y réfléchir avant d’acheter quoi que ce soit. Dans tous les cas, c’est mon conseil 😉

Pour aller plus loin

  • Retrouvez toutes les questions/réponses dans notre FAQ pour en savoir plus sur le photovoltaïque !
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( *) Mise à jour29/01/2021

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