Si vous voulez vous essayer au bricolage solaire, un petit système hors réseau est plus sûr et plus facile à installer qu’un système solaire complet sur le toit. Dans la plupart des endroits, l’installation et la connexion d’un système solaire au réseau nécessitent des licences ou des certifications professionnelles. Et, comme nous l’avons couvert dans notre article précédent, de nombreux États interdisent aux résidents de connecter un système de bricolage au réseau électrique. Mais construire un petit système hors réseau peut être étonnamment simple. Tout ce dont vous avez besoin est de quelques calculs simples et d’un savoir-faire électrique de base.
Voyons comment planifier, concevoir et installer un système d’énergie solaire hors réseau.
Équipement et outils nécessaires pour un système solaire DIY
Avant de parler d’installation, voici une liste d’équipements et d’outils dont vous aurez besoin :
- Panneaux solaires: Le premier élément évident dont vous aurez besoin est un ou des panneaux solaires. Les panneaux sont la partie productrice d’énergie du système.
- Onduleur: Un onduleur convertit le courant continu (CC) des panneaux en courant alternatif (CA) utilisable. La plupart des appareils modernes fonctionnent sur courant alternatif, sauf si vous choisissez d’utiliser un ensemble d’appareils CC pour votre système.
- Batterie: Une batterie stocke l’énergie excédentaire pendant la journée et la fournit pendant la nuit – une tâche importante puisque les panneaux solaires cessent de fonctionner après le coucher du soleil.
- Contrôleur de charge : Un contrôleur de charge améliore l’efficacité et la sécurité de la charge de la batterie.
- Câblage : Un ensemble de fils est nécessaire pour connecter tous les composants du système.
- Supports de montage : Bien qu’optionnels, les supports de montage sont utiles pour placer les panneaux solaires à un angle optimal pour la production d’électricité.
- Objets divers: En plus des éléments essentiels énumérés ci-dessus, vous aurez peut-être besoin des composants suivants pour compléter le système :
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- Fusibles/disjoncteurs
- Connecteurs (notez que de nombreux composants modernes sont livrés avec des connecteurs intégrés)
- Attaches de câble
- Dispositif de mesure (optionnel)
- Cosses
- Outils: Vous aurez également besoin d’outils faciles à utiliser pour installer le système.
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- Pince à dénuder
- Outil de sertissage
- Pinces
- Tournevis
- Clés
Comment concevoir un système d’alimentation solaire
Concevoir un système d’énergie solaire signifie déterminer la taille du système dont vous avez besoin. Cette taille dépend principalement du besoin total en électricité de tous les appareils que le système alimentera.
Pour cela, listez tous vos appareils électroménagers et leur consommation électrique (horaire) et énergétique (journalière). La puissance nominale de chaque appareil est donnée en watts (W) et souvent notée sur l’appareil. Vous pouvez aussi utiliser les outils en ligne pour connaître la consommation électrique de vos appareils.
Calculez la consommation d’énergie en multipliant la consommation d’énergie par les heures d’utilisation. Une fois que vous connaissez la puissance nominale de tous les appareils que vous prévoyez d’utiliser à l’énergie solaire, créez un tableau avec les valeurs de puissance et d’énergie.
Voici un exemple de tableau. Notez que les valeurs de la dernière colonne sont les produits des deux colonnes précédentes (watts et heures).
Le tableau ci-dessus indique qu’à tout moment de la journée, la consommation électrique maximale des panneaux solaires est de 470 W et que l’énergie totale consommée au cours d’un cycle de 24 heures est de 2 740 Wh, soit 2,74 kilowattheures (kWh). Voyons comment utiliser ces chiffres pour calculer la taille des panneaux solaires, de l’onduleur et de la batterie. Nous commençons par la batterie.
Dimensionnement des panneaux solaires
Pour dimensionner vos panneaux solaires, commencez par connaître les heures d’ensoleillement moyennes dans votre région. Vous pouvez trouver les heures d’ensoleillement quotidiennes pour n’importe quel endroit à partir de l’un des nombreux source sur internet. Une fois que vous avez ce nombre, voici le calcul simple pour connaître la taille du panneau solaire.
Énergie totale requise (Wh) ÷ heures d’ensoleillement quotidiennes (h) = taille du panneau solaire (W)
En supposant que l’emplacement dans l’exemple ci-dessus reçoit environ 4,5 heures d’ensoleillement par jour, nous avons :
2 740 Wh ÷ 4,5 h = panneaux de 608 W
Encore une fois, avec une certaine marge de sécurité, nous pouvons utiliser deux panneaux solaires de 350 watts. Ces deux panneaux seront connectés en série comme indiqué ci-dessous.
Dimensionnement de la batterie et du contrôleur de charge
La plupart des entreprises proposent désormais des batteries spécifiées en Wh ou en kWh. Pour le profil de charge de notre exemple ci-dessus, la batterie doit pouvoir stocker un minimum de 2,74 kWh. Ajoutez une marge de sécurité à cela, et nous pouvons utiliser une taille de batterie fiable de 3 kWh.
La sélection d’un contrôleur de charge est similaire. Recherchez un contrôleur de charge dont la tension nominale correspond à la tension du panneau et de la batterie (par exemple, 12 V). Vérifiez les spécifications du contrôleur pour vous assurer que sa capacité actuelle est supérieure au courant nominal des panneaux solaires (par exemple, utilisez un contrôleur 20A pour des panneaux solaires 11A).
Choix de l’onduleur
Votre sélection d’onduleur dépend des caractéristiques de votre batterie et de votre panneau solaire. Choisissez un onduleur dont la puissance nominale est légèrement supérieure à celle de vos panneaux. Dans l’exemple ci-dessus, nous avons des panneaux de 750 W et pouvons utiliser un onduleur de 1 000 W.
Ensuite, assurez-vous que la tension d’entrée PV de l’onduleur correspond à la tension du panneau solaire (par exemple, 36 V) et que la tension d’entrée de la batterie correspond à la tension nominale de votre batterie (par exemple, 12 V).
Vous pouvez acheter un onduleur avec des ports intégrés et connecter vos appareils directement à l’onduleur, pour une utilisation facile.
Choisir les bonnes tailles de câble
Pour les petits systèmes comme celui que nous concevons, la taille des câbles n’est pas un gros problème. Vous pouvez choisir d’utiliser un câble général de 4 mm pour toutes vos connexions.
Pour les grands systèmes, des tailles de câbles correctes sont essentielles pour garantir des performances sûres et optimales. Dans ce cas, assurez-vous d’utiliser un guide des tailles de câble.
Installation du système
À ce stade, vous aurez tout l’équipement correctement dimensionné. Cela vous amène à la dernière étape – l’installation. L’installation d’un système d’énergie solaire n’est pas compliquée. La plupart des équipements modernes sont livrés avec des ports et des connecteurs prêts à l’emploi, ce qui facilite la connexion des composants.
Lors de la connexion des composants, suivez le schéma de câblage ci-dessous. Cela garantira que le courant circule dans le bon ordre et dans le bon sens.
Dernières pensées
Passer au solaire ne signifie pas que vous devez embaucher une équipe et dépenser des milliers. Si vous installez une petite unité hors réseau simple, vous pouvez le faire vous-même avec un peu de mathématiques et quelques connaissances électriques de base.
Alternativement, vous pouvez également choisir un système solaire portatif, qui utilise un appareil qui combine la batterie, l’onduleur et d’autres appareils électroniques en une seule unité. Il ne vous reste plus qu’à y brancher vos panneaux solaires. Cette option est légèrement plus chère, mais c’est aussi la plus simple.