Aide mémoireLa puissance crête est la puissance électriquemaximum que peut fournir une celluledans les conditions standards, c'està-direà 25°C et sous une puissancelumineuse de 1 000 W/m2. Cette puissanceest exprimée en Watt-crête (Wc).Un onduleur est un dispositif électroniqueet statique servant à convertir le courantélectrique continu en courant alternatifavec la fréquence souhaitée. La puissance"apparente" de l'onduleur s'exprimeen volt-ampères (VA).Le courant se mesure en Ampères. Latension se mesure en Volts.La puissance, mesurée en Watts, s’obtienten multipliant la tension par l’intensité(Volts x Ampères = Watts)inférieur à 5 afin de limiter ladécharge journalière (environ15 p.100)La capacité réelle de stockageCr nécessaire sera alors :Cr = (Nj * Ej) / (0,7 U) (Ah)Un régulateur de charge et dedécharge permet de gérer leparc de batteries pour éviterles décharges profondes et lessurcharges. Ces régulateurssont maintenant des appareilsintégrant de multiples fonctionsde contrôle utiles à l’utilisateuret au concessionnaire.ContrôleDes systèmes de contrôle àdistance de l’installation existent.Ils repèrent une panneéventuelle et la signalent àl’agent chargé de la maintenanceafin d’en assurer la réparation au plus vite.En général, un guide didactique dédié à l’utilisateurest offert par l’installateur ou le concessionnaire.Fabrice JuquoisExtrait du guide de l’ADEME “les applications de l’électricité solairephotovoltaïque”.Le régulateur de charge mpptsolar boosttm 50Gérard Nallet, «électricien renouvelable», a testé un nouveaurégulateur de charge qui s’annonçait être une petite perle...Des promesses non tenuesUn équipement solaire photovoltaïque autonome est constituéde modules transformant l’énergie du soleil en courant électrique,de batteries de stockage, généralement au plomb etd'un régulateur assurant une bonne gestion de la batterie.L’électricité ainsi captée et stockée peut être utilisée dans unemaison, camping-car, bateau etc.La plupart des régulateurs limitent le courant de charge quandla batterie est chargée et coupent l’utilisation avant qu’elle nesoit complètement déchargée afin de préserver sa durée devie.Venant des États-Unis, une nouvelle génération de régulateursest maintenant disponible, les régulateurs MPPT (MaximumPower Point Tracking, en français : recherche du point de puissancemaximum). Ceux-ci délivrent à la batterie une intensité(ampères) plus élevée que celle fournie par les modulessolaires. Par quel miracle cela est-il possible ?Pour le comprendre, il faut savoir que les modules photovoltaïquesdélivrent leur puissance maximum à une tension d’environ17 Volts. C’est le produit de cette tension par l’intensitéqu’ils peuvent délivrer (ampères) qui donne la valeur de la puissance(watts). Or une batterie a une tension de 12 Volts. Si unmodule est connecté directement à une batterie, celle-ci l’obligeà fonctionner à 12 V. Les 5 volts restants sont perdus. Parle miracle de l’électronique, le régulateur MPPT transforme cesvolts perdus en ampères.Ici s’arrête le merveilleux. Le constructeur du SOLARBOOSTTM 50 annonce des gains en intensité pouvantatteindre 30 p.100 et plus. Ce type de régulateur coûte plus de434 euros (2850 F) pour le modèle 12V/25A et 746 euros (4890F) pour le modèle 12/24V/50A. Si l’on prend le gain de 30 p.100annoncé, il devient, à partir d’une certaine taille d’installation,plus avantageux de s’équiper de ce type de régulateur plutôtque d’acquérir de nouveaux modules photovoltaïques.Photo Paul BarreInstallation autonomeIl est bien sûr possible d’avoir une installation autonomesans prétendre à l’aide de l’ADEME (si cela nerentre pas dans le canevas type, par volonté de nepas être connecté au réseau,...). Nous avions déjàtraité ce cas de figure dans le numéro 2 de La Maisonécologique. Voici néanmoins le détail d’une petiteinstallation pour une maison située dans l’Orne, enNormandie (photo ci-dessus). Cette installation alimenteun circuit en 12 volts (4 prises - radio, pompe,lampe, divers -, et 9 lampes), et un en 220 volts (unepompe de relevage, un aspirateur de temps entemps...).- 4 modules photovoltaïques de 55 W : 11 560 F- un régulateur 30 A : 1 960 F- un convertisseur 12/220 V (onduleur) : 2 954 F- 6 batteries solaires 300/295AH/2V : 4 500 F- divers (boîte de jonction, cablage...) : 2 100 FCoût total de l’opération (en 1997) :23 124 F (3 525 euros).Mais la campagne de mesures que nous avons réalisée est loinde confirmer les chiffres annoncés.Dans le meilleur des cas, le gain a plafonné à 18 p.100, lamoyenne étant inférieure à 10 p.100. La fiche techniqueindique que le gain est d’autant plus important que la températureest plus basse (meilleur rendement des modules photovoltaïquesà basse température exploité par le régulateur) etles batteries déchargées. Que la température extérieuredépasse 12°, ce qui n’est pas une température caniculaire, ouque la tension en charge dépasse 13 V et le gain devient nul.Ce sont pourtant les situations les plus fréquentes. Autre inconvénient,le SOLAR BOOSTTM 50 ne contrôle que la chargedes batteries mais n’en limite pas la décharge, ce que font lesautres régulateurs. Le régulateur MPPT n’apporte donc un gainpar rapport à un régulateur classique que dans des situationsmarginales.C’est bien cher payé pour d’aussi piètres performances.L’installation solaire qui a permis l’essai est constituée de 10modules Photowatt de 35 à 50W et d’un stockage de 2000Ah(batteries stationnaires). Le tout en 12V.Les mesures ont été réalisées avec un système de commutation,dans un cas le régulateur MPPT est intercalé entremodules et batterie, dans l’autre cas la liaison modules/batteriesest directe. Le système permet ainsi de basculer immédiatementde l’un à l’autre branchement afin que les conditionsd’ensoleillement soient identiques.Gérard Nalletn°9 juin-juillet 2002 19
Ci-dessous :Lampe de décoration(éclaire commeune bougie).Lampe de pocheavec radio.Photos La Boutique solaire20Le petit photovoltaïqueLe photovoltaïque peut électrifier partiellement, voiretotalement des habitations,comme nous venons dele voir. De nombreuses autres applications sont possibles(voir page 14), et parmi celles-ci, se trouve le“petit photovoltaïque”. La calculatrice en estl’exemple le plus courant, tout le monde, ou presque,en possède une, parfois sans le savoir ! Mais la calculetten’est pas seule dans cette catégorie : lampesde jardin, de décoration, ou détecteurs de mouvements,lampes de poches, radios, montres, réveil etmobiles décoratifs... On commence à trouver de plusen plus de produits, et surtout plus fiables que lespremiers gadgets d’il y a quelques années.Aperçu de quelques produits Lampe solaire étanche de poche,livrée avec fixation VTT : environ 24euros. Lampe solaire étanche de poche,avec radio (!) et antenne télescopique,livrée avec fixation VTT : environ35 euros. Lampe de jardin : compter entre40 et 100 euros Lampe de jardin avec détecteursde mouvements: compter entre 60 et100 euros Lampe décoratives, à poser surune table : environ 40 euros Radio FM/AM multi-énergie(solaire + dynamo + accus + secteur)prise casque : environ 25 euros, ouautre modèle transparent et robuste :environ 80 euros. Réveil solaire, se recharge avec la lumière de lapièce : environ 45 euros Chargeur solaire d'accus : environ 16 euros Fontaine flottante “île solaire”, débit de 150 litrespar heure, jet de 70 cm : environ 55 eurosHéliobilHéliobil est un cas un peu particulier dans la petitphotovoltaïque, puisque cette association jurassiennefait de “l’artisanat photovoltaïque”. Ce qui méritebien un petit coup de projecteur (solaire).n°9 juin-juillet 2002Dans la vitrine d’une ancienne station service oùHéliobil a élu domicile, le moindre rayon de soleil faits’activer une palanquée de petits bonshommes. Ici,des petites cellules de calculatrices font bouger desbalançoires de 10 cm, là c’est une sorcière qui tournoiedans le ciel sur son balai-photovoltaïque, oubien des insectes qui butinent des tournesols (forcément!). Derrière, dans un immense atelier, PhilippeDebouclans passe son temps à fabriquer toutessortes de maquettes mobiles photovoltaïques. Aprèsdes études en IUT thermique, ce passionné d’énergiesolaire a mis en pratique ce qu’il a appris pour lefaire découvrir aux enfants, de façon ludique (réalisationde mobiles solaires, construction de cuiseurs...).Aujourd’hui il continue ses animations tout en vendantces mobiles solaires sur les salons écologiques.“J’ai toujours travaillé avec des enfants comme animateur”,explique Philippe. “Un jour, quelqu’un m’adit que je devrais essayer de vendre les maquettesque je faisais pour les enfants. Je me suis décidé àexposer lors d’un salon, et quelqu’un m’en achetéune. Alors l’aventure a commencé”.... Il y a de celadéjà sept ans ! Et c’est seulement depuis quelquesmois que l’activité marche vraiment.Toujours à la recherche d’inventions solaires,Philippe est aussi en train de mettre au point unmiroir qui suit la course du soleil (grâce à une toutepetite cellule), pour renvoyer ses rayons dans lapièce d’une maison située au nord. Apportant ainside la lumière même là où il n’y en a pas. À suivre...ConclusionAinsi le photovoltaïque, avec ses mutliples applications,a tout pour pouvoir se développer dans lesannées à venir. Espérons que les fabricants, quivoient la demande s’accroître au jour le jour, vontaccentuer leur recherche permettant de diminuer lesprix des modules rapidement. En effet, l’installationd’un toit solaire reste encore une démarche militantealors qu’elle pourrait être quasiment systématiquedans la construction de nouveaux bâtiments.Les systèmes autonomes pourraient également enbénéficier, tout comme ils pourront bénéficier desrecherches en cours sur la pile à combustible, véritablealternative en ce qui concerne le stockaged’énergie (avec co-génération de surcroît).En attendant, n’oublions pas que l’avenir appartientà nos enfants, et que d’une bricole solaire offerteaujourd’hui, pourra germer un habitat solairedemain... Tiens d’ailleurs cela me rappelle l’histoired’un petit garçon... (pour la suite voir l’édito...)Yvan Saint-JoursMerci à Marc Jedliczka et l’association Hespul, ainsi qu’à GérardNallet, et à Fabrice Juquois de l’ADEME pour l’autorisation de reproductiond’un extrait du guide “les applications de l’électricité solairephotovoltaïque”.