Conseils et retours d'expériences d'une famille sur la mer.

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Tuto-Brico

Comment installer et brancher un panneau solaire sur un voilier

Votre consommation électrique a augmenté et vous pensez installer un nouveau panneau solaire, mais vous n’êtes pas sûr de vous pour le brancher.
Pourtant, vous hésitez à faire venir un professionnel, car ils coutent cher et cela ne vous semble pas indispensable, ce type de branchement n’étant pas des plus compliqués.
Mais vous vous en doutez, on ne peut pas les brancher n’importe comment non plus, sinon, gare au court-circuit.

Alors, nous avons pensé à vous.
Nous allons voir ensemble comment procéder, quelles sont les différences entre les matériels et les branchements, et comment les installer !

Le panneau solaire

Vous l’avez probablement remarqué, il en existe de différents types et différentes sortes de nos jours.
Avant le choix était restreint et maintenant il est plutôt complexe.

Monocristallin ou polycristallin ? Souple ou rigide ? 12V ou 24V ? 80/150/300W ??

Voilà plein de questions qui peuvent laisser perplexe.

Pour la puissance, tout dépend de votre consommation. Cet article explique plus en détail comment la calculer et estimer les ressources dont vous aurez besoin.

Les différences entre le monocristallin et le polycristallin sont les suivantes :

  • Le monocristallin est construit à partir du même cristal de silicium (d’où sa couleur homogène).

  • Le polycristallin est construit à partir de différents cristaux de silicium (d’où sa couleur variée et plus bleutée).

  • Le mono produit entre 1 et 3 % plus que les poly.

  • Le mono produit un peu plus tôt de la puissance par rapport au poly.

  • Le poly est moins chère que le mono.

Les différences n’étant pas énormes, le conseil que je peux vous donner serait le suivant :

  • Si vous avez de la place et que vous installez plusieurs panneaux, choisissez du polycristallin.
  • Si vous n’avez pas beaucoup de place, prenez du monocristallin.

Choisir un panneau solaire souple ou rigide ?

À vrai dire, cela dépendra de votre espace disponible également. Personnellement, nous n’avons jamais eu de souple.

On peut tout de même énoncer quelques règles générales :

 

  • Le rigide sera plus résistant et vous pourrez plus facilement en faire une structure pivotante (nos 2 polys ont reçu des grêlons gros comme des œufs à Brisbane en Australie il y a plus de 6 ans et n’ont aucune trace).

 

  • Le souple quant à lui pourra se mettre sur des courbes ou sur le pont (option que je ne choisirai pas avec des enfants à bords. Ils sautent partout !!).
    Si vous n’avez pas beaucoup de place, vous pouvez également le sortir la journée et le rangez roulé dans le voilier. Mais je ne garantis pas la durée de vie s’ils sont manipulés régulièrement…

Le régulateur

Notons bien qu’un régulateur est indispensable.
Si vous n’en branchez pas un entre le panneau solaire et la batterie, vous allez surcharger celle-ci et vous risquez de la faire exploser !

Le rôle du régulateur est de contrôler la tension du parc de panneau solaire, et de l’adapter aux batteries.
Au fur et à mesure que vos batteries se remplissent, le régulateur diminue la tension délivrée.

Il en existe deux types.

  • Le PWM est le régulateur de base. Il adapte la tension des panneaux solaires pour qu’elle soit optimal à celle des batteries.
  • Le MPPT est plus récent et coute plus cher. Mais grâce à son circuit électronique, il arrive à produire jusqu’à 30 % de rendement supplémentaire.
    Il fait cela en transformant la tension en surplus en intensité.
    De plus, il accepte des tensions de charge plus élevée que le 24V, ce qui peut être intéressant pour des branchement en série.

À choisir, il n’y a pas photo, si vous avez les moyens et que vous voulez beaucoup d’énergie, choisissez MPPT.

Dans les 2 cas, lors du branchement, il faudra toujours d’abord commencer par brancher le régulateur sur le parc de batterie pour qu’il reconnaisse la tension de base.
Puis, vous pourrez brancher le/les panneaux solaires.

Les câbles

Le diamètre des câbles que vous allez utiliser n’est pas à prendre à la légère.

En fonction de la longueur nécessaire, de la tension et de l’intensité que vous allez utiliser, il ne faudra pas utiliser la même dimension.

Vous trouverez facilement un tableau des sections de câbles en fonction de ces différents paramètres sur internet.
Quoi qu’il en soit, en voici 3 qui nous aideront à illustrer les exemples suivants.

Maintenant, vous allez brancher votre (vos) panneau solaire

Brancher un seul panneau solaire

Si vous souhaitez installer un seul panneau solaire, le branchement n’a rien de compliqué.

Brancher un panneau solaire au regulateur puis a la batterie

Sur le régulateur, vous avez trois petits dessins :

  • Un panneau solaire
  • Une batterie
  • Une ampoule (pas sur tous les MPPT).

Deux entrées pour chaque dessin, un + et un –

L’ampoule est une sortie de courant qui vous permet de faire une installation protégeant les batteries.
Elle délivre du courant jusqu’à atteindre une tension minimum définie par le constructeur.
Quand les batteries ont atteint cette tension, le régulateur ne fournit plus de courant aux consommateurs. Cela permet de ne pas descendre ses batteries à une tension critique.

Faut-il brancher en parallèle ou en série

En fait, c’est lorsque l’on souhaite brancher plusieurs panneaux solaires que l’on commence à se poser des questions…

En série ou en parallèle ??
Les deux ont leurs avantages, comme leurs inconvénients.

Notez bien que pour tous les branchements suivants, il faut que les panneaux solaires soient de la même intensité et de la même tension !

Je vous laisse regarder la différence entre les 2 circuits.

Si vous branchez en parallèle, vous aurez la même tension dans les câbles, mais vous augmenterez l’intensité.

Si vous les branchez en série, vous allez augmenter la tension, mais garder la même intensité dans les câbles.

Voici un tableau pour bien comprendre la grande différence entre les 2 :

  Parallèle Série
Différences augmente l’intensité (A) mais reste à la même tension (V) Augmente la tension (V) mais garde la même intensité (A)
Avantages S’il y à de l’ombre sur un panneau, les autres fourniront toujours à pleine intensité Section câbles plus petit
Inconvénient Section de câble plus gros S’il y à de l’ombre sur un panneau, ils fourniront tous l’intensité la plus basse.

En suivant les règles du tableau et les schémas, si un panneau chute à 2A à cause de l’ombre on aura :

  • En parallèle :  ( 2A + 5A ) * 12V = 84W
  • En série : 2A * 12V = 24W

Et si on mélange les deux ?

Vous pouvez également les brancher en série puis en parallèle, et inversement.

Dans ce cas de figure, si l’on considère que le panneau du haut nous donne 2A à cause de l’ombre, on aura :

En parallèle puis en série :

  • Le branchement du haut donne 2A + 5A = 7A en 12V.
  • Le branchement du bas donne 5A + 5A = 10A en 12V.
  • En série, on prend l’intensité la plus basse, et on additionne la tension.
  • Donc 7A * 24V = 168W.

À l’inverse, en série puis en parallèle :

  • Le branchement du haut donne 2A en 24V.
  • Le branchement du bas donne 5A en 24V.
  • En parallèle on additionne l’intensité mais on garde la même tension.
  • Donc 7A * 24V = 168W.

On obtient le même résultat !

À vrai dire, faire ces calculs peut être intéressant en fonction de la position de vos panneaux solaires sur votre voilier.

Toujours est-il que le choix du branchement vous revient en fonction de vos matériels !

Alors, comment choisir ?

Personnellement, nous n’avons aucun branchement en série, car nous sommes en 12V et n’avons que des régulateurs PWM.

En effet, sur une petite installation, on se rend vite compte que les branchements en série sont à éviter.

Toutefois,  si vous voulez faire une grosse installation, sur une zone où il n’y aura pas d’ombre et avec un régulateur MPPT le branchement en série reste intéressant.

Regardons par exemple, sur une installation à 4 panneaux de 12V/5A.

  • En série on aura : 5A en (12V*4) = 48V.
    Si l’on prend 15 mètre, il nous faudra deux fois du 1.5mm²
  • En parallèle, on aura : (5A * 4) = 20A en 12V
    Donc pour 15m de câble il vous faudrait du 25mm² si vous voulez faire passer un seul câble (un plus et un moins bien entendu) entre le parc de panneau solaire et le régulateur.
    Et si vous voulez que chaque panneau ait sa paire de câbles, il vous en faudra 8 fois 15m en 6mm2

Il y a quand même une bonne différence de taille n’est ce pas ?

Chaque voilier et chaque marin a une consommation d’énergie qui lui est propre, il n’est donc pas facile vous dire quel est le branchement idéal.

Toutefois, si vous voulez modifier votre installation ou installer du nouveau matériel, et que vous hésitez, vous pouvez nous contacter !

Installer son (ou ses) panneau solaire

Ici, deux choix s’offrent à vous : fixe ou amovible ?
Par amovible j’entends fixe, mais sur un support articulé. Je ne vous parlerais pas du panneau solaire portable que vous allez sortir et brancher tous les jours^^

Installation fixe

La zone principale ou l’on observe des panneaux solaires sur nos voiliers est généralement sur le bimini, s’il est rigide, et au niveau du roof ou sur le portique.

Une installation fixe est généralement la plus simple, car vous êtes sur un support plus ou moins plat pour travailler.

Cependant, pensez à bien isoler la structure des panneaux solaires (encore plus si votre voilier est en acier ou alu). Normalement il n’y a pas de fuites, mais mieux vaut prévenir que guérir : ).

Les avantages de cette installation c’est qu’après, vous ne vous en occupez plus !
De plus, il y a souvent de la place pour faire une bonne installation, et ça reste discret.

L’inconvénient, c’est que vous ne fournirez pas du courant toutes la journée, sans compter qu’au niveau du bimini il y a souvent des trait d’ombre (haubans, balancine ou mat)

Installation amovible

Vous pouvez faire cette installation sur votre portique si vous en avez un (sinon ça sera l’occasion d’en faire un adapté ^^).

Une seconde possibilité est de fixer le panneau sur le balcon de votre voilier, pour qu’il soit sur le côté (généralement à l’arrière, mais j’ai déjà vu un voilier avec ses panneaux à l’avant de chaque côté).

Je parle de ces deux options, car ce sont celles que nous avons à bord, et cela me permettra d’illustrer mon texte^^

Sur le portique

Vous pouvez constater que l’installation n’a rien de bien sorcier.

  • Un grand tube en acier galvanisé peint au bicomposant est boulonné au portique.
  • Les panneaux solaires sont accrochés entre eux avec des boulons (vous pouvez faire des trous : )
  • Ils sont fixés avec des pattes en U fait main (ça se voit !).
  • Celles-ci coulissent autour du tube.
  • Une patte de chaque côté permet de régler l’angle d’inclinaison.
  • Les câbles sont branchés en dessous, protégés de la pluie et du soleil, et ils rentrent dans le portique qui est creux.

Simple et efficace.
Avant nous n’avions que 2 panneaux solaires (polycristallin). Ils pouvaient donc pivoter vers l’avant entre les portiques du balcon (d’où l’intérêt de bien réfléchir si vous construisez un balcon sur mesure^^).

Lorsque nous en avons acheté deux nouveaux (des monocristallin), nous avons prit un des vieux pour le mettre sur le balcon arrière tribord, pour faire de la place.

Depuis nous ne pouvons les incliné que de 15° vers l’avant, mais toujours de 50° en arrière.

Sur le balcon

Le panneau sur le balcon est fixé sur des charniers en PVC anti UV (costaud le plastique à 10 €, merci la NZ^^)

Les charnières sont accrochées à l’aide de raccords de bimini au tube du balcon.
L’ensemble est maintenu à plat avec 2 lattes de voile, et deux petites cordes en rappel pour éviter qu’il se soulève avec le vent.
Ces cordelettes me servent également à l’accroché à la verticale, le long du balcon, en navigation.
Il y a aussi bien sûr, un trou dans la coque pour faire passer les câbles directement dans un fond de placard^^.

Ça va faire 5 ans que ce panneau est installé comme ça, et je l’incline quand le soleil nous fait du bâbord/tribord.
Quand le soleil n’a pas le bon angle, j’incline uniquement les trois autres^^

Avant de brancher son (ses) panneau solaire, il faut penser à...

  • D’abord, couvrir le panneau avec un tissu occultant une fois qu’il est au soleil.
  • Puis, brancher le régulateur au parc de batterie pour qu’il détermine la tension de celui-ci.
  • Ensuite vous pouvez connecter les câbles du panneau solaire au régulateur.
  • Enfin, vous pouvez le découvrir pour qu’il voit le soleil.
  • À chaque étape, il est préférable de contrôler la tension et l’intensité délivrés avec une pince ampèremétrique DC.

Comme vous avez pu le lire, ce n’est pas bien compliqué.

En fait, il faut juste faire les choses dans le bon ordre : )

Si vous voulez des conseils avant de faire une nouvelle installation, n’hésitez pas à nous contacter  !

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