Comment câbler les panneaux solaires

Comment câbler les panneaux solaires

Le câblage des panneaux solaires, également appelé " stringing ", nécessite de comprendre comment les différentes configurations affectent les performances du panneau solaire.

Une tension supérieure à celle autorisée par l'onduleur limitera la production et peut-être même la durée de vie de l'onduleur. Si la tension est trop faible, le système solaire ne fonctionnera pas comme prévu, car l'onduleur ne fonctionnera pas tant que la "tension de démarrage" ne sera pas atteinte. Les cellules ombragées peuvent également avoir un impact sur la tension. Le feuillage qui pousse, la construction de grands bâtiments à proximité, les cheminées ou les tuyaux qui dépassent peuvent tous causer de l'ombre sur les panneaux, vous devez donc en tenir compte.

Types de fils pour panneaux solaires

Avant de pouvoir créer un circuit électrique, vous devez choisir les fils du système solaire appropriés. Cela permettra au courant de circuler dans le circuit jusqu'à l'onduleur, qui transformera le courant continu en courant alternatif. Avant de déployer un système solaire photovoltaïque, vérifiez les codes électriques locaux, qui régissent les installations électriques dans votre région. Notez également que le National Electrical Code (NEC) interdit l'utilisation de câbles ordinaires dans votre installation de panneaux solaires.

Vous avez besoin de câbles et de fils pour panneaux solaires conçus spécifiquement pour le travail à accomplir. Les câbles pour panneaux résistent aux températures élevées, aux flammes, aux rayons UV et à l'humidité. Vous constaterez également que les câbles destinés au câblage des panneaux solaires durent beaucoup plus longtemps que les câbles ordinaires - entre 25 et 30 ans.

Il existe deux types de câbles :

• Le fil simple
• Le fil toronné

Un fil simple est évident - un seul fil - tandis qu'un fil toronné est multibrin. Les fils solaires toronnés sont plus gros que les fils simples. Le courant circule généralement sur la partie extérieure du fil, ce qui signifie que la conductivité des fils toronnés est meilleure, car la surface du fil est plus grande. Ils sont également flexibles et durables, exactement ce que vous recherchez pour le câblage de plusieurs panneaux solaires et de leurs composants. Les fils multibrins garantissent également des connexions fiables.

Vous devez également vous assurer que vos câbles sont bien supportés par des conduits, des serre-câbles et des attaches de câbles résistantes aux intempéries ou en acier inoxydable.

Attaches de câbles résistantes aux intempéries

Réduire les chutes de tension

Vous aurez besoin de différents câbles à connecter :

• les panneaux solaires à l'onduleur principal
• L'onduleur aux batteries
• les batteries au banc de batteries et/ou à l'onduleur directement au réseau électrique.

Lorsque le courant circule dans un circuit électrique, une certaine perte de tension, appelée chute de tension, se produit en raison de la résistance des fils. Cette chute de tension réduit la production du panneau solaire et plus les fils sont longs, plus la résistance est importante. Si vous concevez un système photovoltaïque, tenez compte du câblage de l'énergie solaire. Maintenez la chute de tension au minimum afin que votre champ solaire fonctionne aussi près que possible de sa puissance nominale de pointe. Les meilleures pratiques du secteur considèrent qu'une chute de tension de 3 % ou moins est acceptable, mais vous devriez viser moins de 2 % si ce n'est pas trop difficile à réaliser.

Pour réduire la chute de tension dans les systèmes de réseau :

• Minimisez la longueur du câblage du système solaire.
• Soyez stratégique dans l'emplacement de l'onduleur. Le câblage CA de l'onduleur au panneau de service est souvent plus vulnérable aux chutes de tension que le câblage CC haute tension qui va des panneaux à l'onduleur ou au contrôleur. Les systèmes de stockage par batterie doivent se trouver à moins de 6 à 7 mètres, et le contrôleur de charge doit être installé à moins d'un mètre des batteries. Si la tension CC du panneau solaire est :
• Supérieure au panneau de service public : installez l'onduleur plus près du panneau de service public.
• inférieure à celle du panneau d'alimentation électrique : installez l'onduleur plus près du champ solaire.
• Utilisez un fil de plus gros calibre. Plus le fil est gros, moins il y a de résistance.
• Concevez votre système avec une tension plus élevée, ce qui réduira également la résistance.

Câblage des panneaux solaires : série ou parallèle

Les panneaux solaires sont-ils câblés en série ou en parallèle ? Cela dépend de ce que vous essayez d'obtenir. Le câblage des panneaux solaires en série augmente la tension de l'installation tout en maintenant l'ampérage. Le câblage des panneaux solaires en parallèle augmente l'ampérage tout en conservant la même tension.

Comment câbler des panneaux solaires en série

Le câblage en série est généralement effectué pour un onduleur ou un contrôleur de charge connecté au réseau qui nécessite 24 volts ou plus.

Schéma de câblage des panneaux solaires en série
Les panneaux solaires sont similaires aux batteries en ce sens qu'ils ont deux bornes : positive et négative. Une connexion en série est réalisée en reliant la borne positive d'un panneau à la borne négative d'un autre. En connectant au moins deux panneaux solaires de cette manière, on obtient un circuit de source PV.

Quel fil est positif sur les panneaux solaires ?

Les fils et les connecteurs des panneaux solaires fonctionnent ensemble pour vous faciliter la tâche. Utilisez des connecteurs MC4, qui possèdent un mécanisme de verrouillage, ce qui les rend idéaux pour les environnements extérieurs. Si vous êtes installateur, les modules avec lesquels vous travaillez ont très probablement été fabriqués avec ce connecteur fixé à la boîte de jonction à l'arrière du panneau. La boîte de jonction contient deux fils :

• Un fil est le positif DC (+) : ce câblage solaire DC est typiquement destiné au connecteur MC4 femelle.
• L'autre est le négatif du courant continu (-) : il est destiné au connecteur mâle.

En câblant les panneaux en série, vous disposez d'une seule connexion positive et négative. Les tensions de chaque panneau solaire individuel s'additionnent pour donner la tension de sortie totale de la matrice :

Disons qu'un panneau de 60 cellules, comme illustré ci-dessus, produit 30 volts à 7,25 ampères.
Avec un câblage en série, nous obtenons une sortie totale de 150 volts (30 volts x 5 panneaux), à 7,25 ampères.
Bien que notre exemple porte sur des panneaux identiques, les panneaux ayant des puissances différentes peuvent également être câblés en série. Avec des puissances différentes, l'ampérage variera également d'un panneau à l'autre. Disons que le panneau le plus puissant est de 4 ampères et le plus faible de 1. Dans ce scénario, l'ampérage global sera limité à la valeur la plus faible, soit 1 ampère, ce qui est incroyablement inefficace.

• L'avantage du câblage en série est que l'électricité se transfère facilement sur de longues distances.
• L'inconvénient : si un seul panneau se retrouve à l'ombre ou couvert de feuilles ou d'autres débris, cela se répercute sur l'ensemble de la chaîne - vous ne verrez pas beaucoup de production.

Comment câbler des panneaux solaires en parallèle

Le câblage en parallèle des panneaux exige que la borne positive d'un panneau soit connectée à la borne positive d'un autre. De même, la borne négative d'un panneau est connectée à la borne négative d'un autre panneau. Le résultat est une seule connexion positive et négative à relier à votre régulateur et à vos batteries.

Schéma de câblage des panneaux solaires en parallèle
Ce système fonctionne à l'inverse du câblage en série. Avec le câblage en parallèle, l'ampérage s'additionne alors que la tension reste la même. L'avantage du câblage en parallèle est qu'un panneau ombragé ou couvert n'affecte pas le reste de la chaîne.

Comme pour le câblage en série, vous pouvez également mettre en parallèle différents types de panneaux solaires. Les courants s'additionnent, mais le problème est que votre système doit s'adapter à la tension la plus faible. Bien que le câblage en parallèle de panneaux ayant des puissances différentes soit possible, ce n'est pas une bonne idée en raison de l'inefficacité de votre système. Ne mettez en parallèle que des panneaux ayant la même tension.

Comment connecter des panneaux solaires de 12 V à des batteries de 24 V ?

Le câblage en série de deux panneaux solaires est la solution à adopter dans ce scénario, comme le montre le schéma de câblage solaire.

1. Connectez la borne positive d'un panneau à la borne négative de l'autre panneau.
2. Connectez la borne négative du premier panneau et la borne positive du second panneau et connectez-les aux bornes correspondantes de l'entrée du régulateur solaire.
3. Le régulateur solaire détectera les panneaux et commencera à charger la batterie pendant l'ensoleillement.

Schéma de câblage de panneaux solaires 12v vers des batteries 24v

Câblage de panneaux solaires en série et en parallèle

Le câblage des panneaux solaires en parallèle ou en série n'est pas forcément une question de choix. Pour générer un maximum d'énergie, il est possible de câbler les panneaux solaires en série et en parallèle, mais cela est complexe. Il s'agit d'une configuration normale pour les grandes installations. La possibilité de configurer la série et le parallèle dépend de la tension de sortie totale maximale possible et du courant de sortie du panneau solaire. Ceux-ci sont à leur tour limités par la tension d'entrée totale maximale possible et le courant d'entrée du contrôleur de charge s'il s'agit d'un système hors réseau, ou d'un onduleur s'il s'agit d'un système relié au réseau.

Pour réaliser ce câblage, fabriquez deux ensembles de panneaux PV et connectez-les en série. Ensuite, connectez les deux ensembles de panneaux solaires connectés en série en parallèle au connecteur de charge.

Schéma de câblage des panneaux solaires en série et en parallèle

Schéma de câblage solaire de base

Ce schéma de câblage de système solaire représente un scénario hors réseau où les panneaux solaires sont câblés en série. Les systèmes solaires raccordés au réseau n'ont pas besoin de batteries et n'ont donc pas besoin de régulateurs de charge, qui surveillent le courant. L'objectif du régulateur de charge est de s'assurer que les batteries ne sont pas surchargées.

Schéma de câblage d'un système de panneaux solaires de base

Schéma de câblage d’un panneau solaire en réseau

Dans ce schéma de câblage de système PV, les panneaux sont câblés en série. Les systèmes en réseau nécessitent des déconnexions DC et AC au cas où l'alimentation doit être coupée immédiatement.

Schéma de câblage du système solaire PV

Schéma de câblage du boîtier de combinaison solaire

Les boîtes de combinaison de panneaux solaires sont généralement utilisées pour combiner les panneaux solaires en un bus. Il s'agit essentiellement de boîtes de jonction conçues pour le câblage utilisé dans les systèmes PV. Les grands systèmes utilisent des combinateurs, mais ils sont utiles dans les petits systèmes PV, car ils facilitent le câblage et la surveillance.

Schéma de câblage du boîtier de combinaison solaire

Que devez-vous savoir d’autre ?

Apprenez-en davantage sur les composants d'un système photovoltaïque dont vous aurez besoin :

• Qu'est-ce qu'un onduleur solaire et comment fonctionne-t-il ?
• Les types d'équipements solaires, expliqués

Si vous êtes nouveau dans le secteur de l'énergie solaire photovoltaïque, nous vous recommandons d'en apprendre les bases dans Qu'est-ce que l'énergie solaire photovoltaïque ?

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Câblage d'un panneau solaire

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