Aide-mémoire de régulation et automatisme des systèmes frigorifiques

Aide-mémoire de régulation et automatisme des systèmes frigorifiques
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Dimensionnement une régulateur:

Pour dimensionner la régulateur on divise la puissance des panneaux solaires par la tension utilisée en laissant une marge de 20% au régulateur.et  parfois on a besoin de plusieurs régulateurs.
Pour connaitre le nombre de régulateur on divise l'intensité trouvée précédant par la puissance de la régulateur désirée 30A -35A-40A ou 60A, on divise aussi les panneaux solaire, mais essayer de mettre le moins possible de régulateurs dans l'installation.
C'est mieux de mettre des régulateur en MPPT

Branchement des régulateurs

Branchement des régulateurs solaires de charge, Control de charge et Control de décharge.  

	Manuel d'installation régulateur de charge TRISTAR  TS45A en 12-24-48v  Manuel d'installation régulateur de charge TRISTAR  TS60A en 12-24-45v0  Manuel d'installation régulateur de charge TRISTAR                    TS45A MPPT en 12A-24A-45A
	Manuel d'installation régulateur solaire de charge  STECA 10A-15A-20A-30A

Comprendre le fonctionnement des régulateurs MPPT

Comprendre le rôle et le fonctionnement des régulateurs MPPT

 

Le fonctionnement MPPT (Maximum Power PointTracking) permet 

d'obtenir des gains importants de production solaire en optimisant le fonctionnement des panneaux solaires.

Lecture de la puissance d'un panneau solaire Un panneau solaire est capable de fournir une puissance qui dépend directement de l'ensoleillement mais aussi pour une part non négligeable de la tension qui est appliquée à sa sortie(celle ci dépend de la charge qui est connectée à celui ci). Si l'on prend les caractéristiques du panneau solaire NOWER de 90 watts, on peut lire en particulier les données suivantes : VMPP (tension où le panneau produit son maximum de puissance) : 18 Volts IMPP (intensité correspondant à la tension VMPP) : 5A Si l'on multiplie 18 par 5, on obtient les 90 watts caractéristiques de la puissance du panneau solaire. Ces 90 watts ne sont pas une puissance théorique mais bien une puissance que le panneau solaire est capable de produire par un ensoleillement optimal (conditions  d’irradiations obtenues quand le soleil est à son zénith ) à une température de 20 degrés celsius. Pour produire cette quantité d'énergie, le panneau solaire doit fonctionner à une tension de 18 Volts et dans les faits, cette tension n'est jamais atteinte sur un système 12 Volts dans la mesure où la tension maximum de la batterie est de 14 Volts. Par conséquent, le panneau solaire ne fonctionnera jamais dans des conditions  optimales et la puissance maximum ne sera jamais atteinte. Le régulateur MPPT est conçu pour contourner cette limitation.

Résumé de la fonction du régulateur MPPT 

L'objet du régulateur MPPT est de se placer en permanence côté panneau solaire à la tension la plus optimale afin de maximiser la production du panneau. Cette tension dépend à la fois des conditions de température et d'ensoleillement.

Le gain quotidien obtenu grâce à un régulateur  MPTT bien conçu est de 20 à 30% (en fonction des conditions d'ensoleillement et de température).

Regulateurs solaires

Les régulateurs de charge :

Les panneaux solaires 12V sont des générateurs de tension qui fonctionnent avec une tension
optimale fixe, dont la valeur diffère selon les constructeurs ; 
elle peut aller de 17 à 23V (en général c'est 17 ou 18V), c'est le courant qui varie.
Le rôle du régulateur solaire est de transformer la puissance reçue (W = U x I) (W=Puissance  U=tension I=Ampère) en courant utilisable pour charger la batterie de service.

Notez bien que deux panneaux solaires montés en parallèle donnent la même tension et le courant en double, et deux panneaux solaires montés en série donnent le même ampère et la tension en double (et c’est le même principe pour les batteries)
Le régulateur a donc 2 fonctions principales complémentaires :

• Convertisseur
• Chargeur de batterie intelligent

    

Mais cela ne doit pas se faire n'importe comment : il faut que le régulateur charge la batterie en fonction de plusieurs paramètres, dont les principaux sont :

- La courbe de charge de la batterie qui dépend de son type (Plomb ou AGM ou Gel)

- La température de l'air près de la batterie ; en effet, la courbe de charge varie avec   

  la température

- Le courant et la tension reçus des panneaux solaires

- Le niveau de charge de la batterie

En entrée du régulateur, on va avoir dans de bonnes conditions d'éclairement : 17V de tension et 7,4A d'intensité de courant, ce qui fait une puissance de :

17 x 7,4 = 125,8W (watt)

En sortie du régulateur, on va avoir des valeurs différentes en fonction du type de régulateur.

Pour un régulateur PMW, on va avoir pour une tension de 13,8V un courant de 7,4A

Pour un régulateur MPPT, on va avoir pour une tension de 13,8V un courant de 125,8/13,8 = 9,11A

On constate que la totalité de la puissance fournie en entrée est récupérée intégralement en sortie par le régulateur MPPT, alors que le régulateur PWM ne transmet que le courant d'entrée.

Cette puissance est utilisée pour charger la batterie de service ; quand elle est chargée cette puissance est perdue, sauf si d'autres appareils que la batterie de service est connectée au régulateur.
Un autre avantage du MPPT est de pouvoir travailler avec une tension de 24V en entrée (il suffit de brancher les panneaux solaires en série), pour ressortir du 12V pour la batterie 12V (ou du 24V pour une batterie 24V).

Quel est l'intérêt ?

Cela permet de diviser par 2 la section des fils entre panneaux solaires et régulateur par rapport au 12V pour une même distance. Donc pour une grande distance (si on veut mettre le régulateur près de la batterie, il faut travailler en 24V en entrée du régulateur).

Critères de choix d'un régulateur

Je propose 4 critères de choix qui sont : le type de régulateur, son ampérage maximum, sa qualité et les fonctions recommandées par votre serviteur.

-          Il y a des régulateurs avec des bornes pour brancher les panneaux solaires, des bornes pour brancher les batteries, et des bornes pour brancher votre utilisation qui ne devra pas dépasser la puissance du régulateur, ce type de régulateur Control la charge et la décharge des batteries

-          Il y a aussi des régulateur avec des bornes pour brancher les panneaux solaires, et des bornes pour brancher soit les batteries soit l’utilisation mais dans ce ca il faut configurer le régulateur pour qu’il soit adaptable pour la fonction donné (contrôle de charge ou contrôle de décharge et dans ce ca il faut mettre deux régulateurs chaque une a sa fonction. (une borne de mise à la terre est aussi présente dans ce type de régulateur)

Quel type choisir ?

 Pour simplifier :

 Si vous avez un seul panneau solaire, et qu'il a 36 cellules de  silicium,  prenez un régulateur PWM

 Dans tous les autres cas, prenez un régulateur MPPT (ils sont plus  efficaces à partir de 72 cellules solaires à gérer)

 Quel nombre de régulateurs ?

 Pour les panneaux solaires montés en parallèle :

 Certains préconisent 1 régulateur par panneau solaire pour  augmenter l a sécurité et faire la mesure de production de courant  par  panneau.
 Personnellement, je suis pour un seul régulateur, mais de  qualité cela  simplifie les branchements ; par ailleurs, ce qui compte  c'est la charge  globale de la batterie.
 Pour les panneaux solaires montés en série : il n'y a pas de choix (si 2  panneaux), il faut un seul régulateur.

 Quel ampérage maximum choisir ?

 Cela dépend de l'intensité de court circuit du panneau solaire (Le  courant maximum que peut fournir le panneau ; cette valeur est  fournie  par le constructeur).
 Pour les panneaux solaires montés en parallèle :
 Pour un panneau solaire de 130W c'est 8A ; cette valeur doit être  multipliée par 1,3 pour la sécurité ; on obtient alors 10,4A ; cette  valeur  est un minimum. On choisit donc un régulateur de 15A.

 Pour simplifier, P=U x I
 Exemple :

-          Puissance des panneaux totale montés en parallèle= 300

-          Tension des batteries 12v

Donc 300/12=25A, On prendra une régulateur de 25x1.3=32.5A
Donc pour 300W de panneaux solaires, on choisit un régulateur de 30A.

Pour les panneaux solaires montés en série :

En sortie du régulateur on est en 12V ; la puissance d'entrée du régulateur est identique en 12V ou en 24V, donc le calcul pour les panneaux montés en parallèle est valable ; pour 300W de panneaux solaires, il faut aussi un régulateur de 30A.

Comment brancher le régulateur solaire:

-  Lisez d’abord la notice attentivement

Fixer le régulateur à l’emplacement que vous voulez qu’il soit à l’abri et le plus proche des batteries,

-  Brancher d’abord les batteries

-  Brancher l’utilisation

-  Brancher les panneaux solaires en dernier

Quelle qualité choisir ?

Si vous voulez que votre régulateur dure aussi longtemps que votre panneau solaire (plus de 20 ans) et qu'il ait une intelligence maximum, alors il faut l'acheter dans une marque reconnue pour son savoir faire et sa fiabilité (due en partie à la qualité des composants électroniques installés). Evidemment, il sera plus cher !
Parmi les marques distribuées en France, je peux citer :

STECA

VICTRON

TRISTAR-MORNINGSTAR

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