Sorties et paramètres des panneaux solaires

Lors de l’examen des sorties d’un panneau solaire, il est essentiel de comprendre les composants et les spécifications qui influencent ses performances et son efficacité. Ce guide propose un aperçu approfondi de la boîte de jonction, des caractéristiques électriques clés, des paramètres opérationnels et des propriétés mécaniques des panneaux solaires.

Boîte de jonction et diodes de dérivation

Gros plan d’une boîte de jonction de panneau solaire, montrant ses composants, y compris les bornes pour les connexions électriques, les diodes et le boîtier de protection, utilisées pour connecter le panneau solaire au système électrique et se protéger contre les défauts électriques

Au dos d’un panneau solaire, vous trouverez généralement une boîte de jonction, qui peut contenir une ou plusieurs diodes de dérivation. Ces diodes protègent les groupes de cellules solaires de l’ombrage et réduisent la perte d’énergie. Idéalement, chaque cellule aurait sa propre diode de dérivation, mais en raison des considérations de coût, les diodes sont installées uniquement sur des groupes de cellules.

Note importante :
Les diodes de dérivation ne préviennent pas l’écoulement de l’énergie de la batterie vers le panneau solaire lorsqu’il n’y a pas de lumière. Pour bloquer ce courant inverse, une diode de blocage est utilisée, souvent intégrée au contrôleur de charge solaire.

Deux câbles avec des connecteurs MC4 sortant de la boîte de jonction du panneau solaire, utilisés pour connecter le panneau solaire au reste du système photovoltaïque

De la boîte de jonction, deux câbles avec des connecteurs MC4 (ou parfois d’autres types) émergent. Les panneaux solaires haute puissance (200W et plus) incluent toujours des diodes de dérivation et des câbles, tandis que les panneaux à faible puissance (moins de 200W) peuvent ne comporter qu’une boîte de jonction sans câbles et parfois sans diodes de dérivation.

Paramètres clés des panneaux solaires

Les principaux paramètres d’un panneau solaire se trouvent sur son étiquette arrière et dans la fiche technique fournie par le fabricant. Ces spécifications sont généralement mesurées dans des conditions de test standard (STC), qui supposent un rayonnement de 1000W/m² à une température de cellule de 25°C.

Gros plan du côté arrière d’un panneau solaire montrant les paramètres, y compris l’étiquette du fabricant avec les spécifications, le numéro de modèle, les tensions, les courants et toute information supplémentaire liée à la performance et à la certification du panneau

Caractéristiques électriques :

  • Puissance maximale (Pmax) : Indique la puissance maximale que le panneau peut atteindre dans des conditions STC, généralement 435W.
  • Tension en circuit ouvert (Voc) : La tension maximale disponible d’un panneau solaire lorsqu’aucune charge n’est attachée, généralement 48,7V.
  • Courant de court-circuit (Isc) : Le courant à travers le panneau solaire lorsqu’il est court-circuité, généralement 11,39A.
  • Tension à puissance maximale (Vmp) : La tension lorsque le panneau fournit sa puissance maximale, généralement 40,9V.
  • Courant à puissance maximale (Imp) : Le courant lorsque le panneau fournit sa puissance maximale, généralement 10,64A.
  • Efficacité du module : L’efficacité du panneau à convertir la lumière en électricité, souvent autour de 20%.

Paramètres opérationnels :

  • Plage de température de fonctionnement : La plage de températures dans laquelle le panneau peut fonctionner efficacement, généralement de -40°C à +85°C.
  • Tolérance de la puissance de sortie : La plage dans laquelle la puissance réelle peut varier par rapport à la puissance maximale spécifiée, souvent de 0 à +5%.
  • Tension maximale du système : La tension maximale qui peut être appliquée au panneau en toute sécurité, généralement 1500V.
  • Cote maximale du fusible en série : La cote de courant maximale du fusible devant être utilisé en série avec le panneau, souvent 20A.

Coefficients de température (STC) :

  • Coefficient de température de Isc : Indique comment le courant de court-circuit varie avec la température.
  • Coefficient de température de Voc : Typiquement -0,27%/°C, indiquant comment la tension en circuit ouvert varie avec la température.
  • Coefficient de température de Pmax : Habituellement -0,35%/°C, montrant comment la puissance maximale varie en fonction des changements de température.

Charge mécanique et durabilité

Lors de la sélection des panneaux solaires, il est crucial de comprendre leurs propriétés mécaniques et leurs cotes de charge pour garantir des performances optimales et une durabilité.

Propriétés mécaniques :

  • Orientation des cellules : 144 cellules disposées dans une grille de 6x24.
  • Boîte de jonction : Classe IP68, offrant une protection robuste avec trois diodes de dérivation pour assurer des performances fiables.
  • Câble de sortie : Câbles de 4mm² avec longueurs de 400mm (+) et 200mm (-) pour une connectivité facile.
  • Verre : Verre trempé de 3,2mm d’épaisseur avec un revêtement spécial pour améliorer la durabilité et la transmission de la lumière.
  • Cadre : Fabriqué en alliage d’aluminium anodisé, offrant résistance et résistance à la corrosion.
  • Poids : Le panneau pèse environ 23,3 kg.
  • Dimensions : Le panneau mesure 2094 x 1038 x 35 mm.

Cotes de charge mécanique :

  • Charge statique maximale du côté avant : Le panneau peut supporter une pression statique allant jusqu’à 5400 Pa sur son côté avant.
  • Charge statique maximale du côté arrière : Il peut supporter jusqu’à 2400 Pa sur le côté arrière.
  • Test de grêle : Le panneau est testé pour résister à l’impact de grêlons de 25 mm se déplaçant à 23 m/s, garantissant une résistance aux conditions météorologiques sévères.

Référez-vous toujours à la fiche technique du fabricant pour des informations précises et détaillées.

Connexion des panneaux solaires : Parallèle et série

Comprendre comment connecter les panneaux solaires est essentiel pour optimiser les performances de votre système énergétique solaire. Ce guide couvre les connexions parallèles et en série, les connecteurs nécessaires et les effets sur la tension, le courant et la puissance totale de sortie.

Connexion parallèle des panneaux solaires

Diagramme montrant des panneaux solaires connectés en parallèle, illustrant comment les bornes positives de chaque panneau sont connectées ensemble, et les bornes négatives sont également reliées, permettant une augmentation du courant tout en maintenant la même tension qu’un seul panneau

Dans une connexion parallèle, les bornes positives de tous les panneaux solaires sont reliées, et les bornes négatives sont connectées de manière similaire. Cette configuration maintient la tension au niveau d’un seul panneau, tandis que le courant est la somme des courants de tous les panneaux connectés. La puissance totale est la somme des puissances individuelles des panneaux.

Par exemple, considérons un panneau solaire de 435W avec les paramètres suivants :

  • Puissance maximale : 435W
  • Tension à puissance maximale : 40,9V
  • Courant à puissance maximale : 10,64A

Connecter trois de ces panneaux en parallèle :

  • Puissance totale : 435W + 435W + 435W = 1305W
  • Tension à puissance maximale : 40,9V
  • Courant à puissance maximale : 10,64A + 10,64A + 10,64A = 31,92A

Note importante :
Lors de la connexion de panneaux solaires en parallèle, il est recommandé d’utiliser des modèles identiques ou de veiller à ce que les paramètres de tension et de courant diffèrent de pas plus de 5%.

Connecteurs requis :

  • Pour deux panneaux : Deux connecteurs MC4 T-Branch et une paire de connecteurs MC4.
  • Pour trois panneaux ou plus : Trois paires de connecteurs MC4 T-Branch et une paire de connecteurs MC4.

Si vous connectez plus de deux panneaux en parallèle, vous devrez peut-être utiliser des câbles d’extension pour atteindre le point de connexion commun. Le courant combiné peut devenir

assez important, donc il est nécessaire de vérifier la capacité des câbles et des connecteurs.

Connexion en série des panneaux solaires

Diagramme montrant des panneaux solaires connectés en parallèle, illustrant comment les bornes positives de chaque panneau sont connectées entre elles, et les bornes négatives sont également connectées entre elles, permettant d’augmenter le courant tout en maintenant la même tension qu’un seul panneau

Dans une connexion parallèle, les bornes positives de tous les panneaux solaires sont connectées entre elles, et les bornes négatives sont également connectées. Cette configuration maintient la tension au niveau d’un seul panneau, tandis que le courant est la somme des courants de tous les panneaux connectés. La puissance totale est la somme des puissances des panneaux individuels.

Par exemple, considérons un panneau solaire de 435W avec les paramètres suivants :

  • Puissance Maximale : 435W
  • Tension à la Puissance Maximale : 40,9V
  • Courant à la Puissance Maximale : 10,64A

En connectant trois de ces panneaux en parallèle :

  • Puissance Totale : 435W + 435W + 435W = 1305W
  • Tension à la Puissance Maximale : 40,9V
  • Courant à la Puissance Maximale : 10,64A + 10,64A + 10,64A = 31,92A

Note Importante :
Lors de la connexion de panneaux solaires en parallèle, il est recommandé d’utiliser des modèles identiques ou de s’assurer que les paramètres de tension et de courant ne diffèrent pas de plus de 5 %.

Connecteurs Requis :

  • Pour deux panneaux : Deux connecteurs MC4 T-Branch et une paire de connecteurs MC4.
  • Pour trois panneaux ou plus : Trois ou plus de paires de connecteurs MC4 T-Branch et une paire de connecteurs MC4.

Si vous connectez plus de deux panneaux en parallèle, vous pourriez avoir besoin de câbles d’extension pour atteindre le point de connexion commun. Le courant combiné peut devenir significatif, il est donc nécessaire d’utiliser des fusibles pour les connexions de trois panneaux ou plus. La plupart des connecteurs sont classés pour 30A. Si le courant total dépasse 30A, passez à des barrettes électriques en acier inoxydable ou en laiton au lieu des connecteurs.

Connexion en Série des Panneaux Solaires

Diagramme illustrant la connexion en série des panneaux solaires, montrant comment la borne positive d’un panneau est connectée à la borne négative du panneau suivant, augmentant ainsi la tension globale tout en maintenant le même courant qu’un seul panneau

Dans une connexion en série, la borne positive d’un panneau est connectée à la borne négative du panneau suivant. Cette configuration augmente la tension tout en maintenant le courant constant. Si vous avez besoin d’augmenter la tension de votre système solaire, une connexion en série est idéale.

Par exemple, en utilisant le même panneau solaire de 435W :

  • Puissance Maximale : 435W
  • Tension à la Puissance Maximale : 40,9V
  • Courant à la Puissance Maximale : 10,64A

En connectant trois de ces panneaux en série :

  • Puissance Totale : 435W + 435W + 435W = 1305W
  • Tension à la Puissance Maximale : 40,9V + 40,9V + 40,9V = 122,7V
  • Courant à la Puissance Maximale : 10,64A

Note Importante :
Comme pour les connexions parallèles, les connexions en série doivent utiliser des modèles identiques ou s’assurer que les paramètres de tension et de courant ne diffèrent pas de plus de 5 %.

Les connexions en série sont généralement préférables lorsqu’elles sont possibles, car l’augmentation de la tension plutôt que du courant réduit les pertes dans les câbles.

Conclusion

Que vous choisissiez des connexions parallèles ou en série, comprendre les paramètres clés de vos panneaux solaires est essentiel pour un rendement optimal et une sécurité maximale. En suivant ces directives et en utilisant les connecteurs et fusibles appropriés, vous pouvez concevoir un système d’énergie solaire efficace et adapté à vos besoins.