Comprendre l’énergie solaire : le régulateur solaire PWM et MPPT

Pourquoi faut-il utiliser un régulateur solaire ?

Supposons qu’un panneau solaire soit branché directement sur une batterie sur laquelle on aura aussi raccordé un éclairage ou tout autre dispositif consommateur d’énergie.

Le panneau solaire débitera donc directement dans la batterie en permanence sans détecter si cette dernière a atteint son seuil de charge maximum provoquant ainsi une surcharge qui endommagera rapidement votre batterie.

La décharge de la batterie générée par le dispositif consommateur branché à ses bornes aura le même effet destructeur car une batterie ne peut être déchargée complètement (le seuil de décharge est de 20% pour une batterie plomb/gel et 50% pour une batterie plomb/acide)

Pour éviter ce genre de désagréments et avoir une batterie protégée et au meilleur de sa forme à tout moment, il vous faut donc ajouter un régulateur de charge à votre installation solaire.

Sans parler des premiers régulateurs shunt ou série que l’on ne trouve plus sur le marché, il existe désormais deux types de régulateurs solaires sur le marché : les régulateurs PWM et les régulateurs MPPT.

Les régulateurs PWM pour Pulse Width Modulation, ce qui signifie modulation en largeur d’impulsion :
Lorsque le panneau solaire produit de l’énergie, le régulateur PWM envoie au début du cycle de charge un courant constant à la batterie. Une fois la tension maximale de la batterie quasiment atteinte, le régulateur PWM va produire plusieurs fois par seconde des impulsions pour atteindre le seuil maximum de charge. Enfin au lieu d’attendre qu’elle soit déchargée le régulateur maintiendra la batterie chargée (même si des appareils consomment du courant) par des impulsions plus espacées. Outre la fonction de charge de votre batterie, le régulateur va aussi préserver votre batterie en évitant les surcharges et déconnectera les appaires pour lui éviter une décharge trop profonde. Ce type de régulateur va donc exploiter la tension de la batterie pour déterminer le courant qu’il va puiser dans les capacités des panneaux sans toutefois en exploiter le maximum. On peut estimer selon la performance du régulateur cette perte entre 15 et 35%.

Les régulateurs « MPPT » autrement dit dispositif de poursuite du point de puissance maximale.

Le régulateur MPPT recharge la batterie beaucoup plus vite car il optimise les capacités en tension et en courant du panneau solaire en calculant en permanence la puissance maximum transférable en se positionnant au meilleur point de la courbe de puissance du panneau tout en respectant les contraintes de la batterie. En comparaison avec un régulateur PWM, le gain en courant de chargé envoyé à la batterie à un moment donné pourra dépasser les 50%.

Le régulateur MPPT est actuellement le meilleur compromis. Il permet de tirer toute l’énergie des panneaux solaires en s’adaptant instantanément aux variations de production tant que la batterie n’est pas complètement chargée et tout comme le régulateur PWM, il maintiendra la batterie chargée une fois le seuil de tension maximum atteint.

Dans les deux types de régulateurs, la batterie reçoit du 13.8 Volts. C’est simplement le type de régulateur qui envoie plus ou moins de courant donc plus ou moins de puissance.

Certes les régulateur MPPT sont plus chers à l’achat que les régulateurs standards mais pour en calculant la puissance récupérée, ils sont un investissement très rentable qu’il faudra toutefois réserver aux installations au delà d’une certaine puissance. Dans les petites installations (5W à 50W), la différence de l’investissement comparée aux pertes sur un régulateur PWM ne justifie pas pour le moment que l’on s’oriente sur un régulateur MPPT.