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Choisir un régulateur MPPT pour panneau solaire, éolienne ou hydro-générateur
vendredi, 20 janvier 2012
/ tilikum , / Pil-Poil

MPPT, un sigle dont ne sait pas toujours bien ce qu’il veut dire :

En anglais « Maximum Power Point Tracking », autrement dit en français « Suivi du point de puissance maximal ».

Une particularité du panneau solaire, de l’éolienne ou de l’hydro-générateur :

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Production d’énergie d’un panneau solaire
On voit que la production d’énergie varie de façon complexe avec l’éclairement et la tension que l’on fait débiter au panneau. Pour chaque éclairement, la production d’énergie a un maximum (de 142 à 290 watts) pour une tension assez précise entre 32 et 35 volts pour ce panneau.

Les panneaux solaire, les éoliennes ou les hydro-générateurs à aimant permanent ont un point commun : la tension et le courant qu’ils débitent sont très variables selon l’ensoleillement, la température, la vitesse du vent ou la vitesse du bateau.

La situation la plus courante est que la tension débitée est -soit trop grande -soit trop petite par rapport à la tension idéale pour charger la batterie.

Il faut donc gérer au mieux cette variabilité imprévisible de production d’énergie de ces 3 générateurs.

Dans le cas d’un panneau solaire dit « 12 volts », la tension de sortie optimale de fonctionnement est de l’ordre de 17 à 18 volts car il contient 36 cellules en série. Les panneaux 12 volts ont été volontairement construits ainsi, car pour charger à fond les batteries classiques 12 volts il faut au moins 14 à 15 volts compte tenu des cycles de charge et des pertes inévitables dans les câbles de connexion.

Pour un panneau « 24 volts » ces chiffres sont à doubler.

Mais quand la batterie est à moitié vide, sa tension de charge n’est que de 12 à 13 volts environ, et une bonne partie de la puissance disponible du panneau est alors perdue puisqu’il débite sa puissance maximale vers 17-18 volts.

La nécessité de réguler le panneau solaire, l’éolienne ou l’hydro-générateur :

Si la tension débitée par le panneau, l’éolienne ou l’hydro-générateur est trop grande, la batterie sera détruite assez rapidement car surchargée au cours du processus de charge. Il y a même des risque sérieux d’explosion et d’écoulements acides dans le cas de surcharges très excessives.

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Régulateurs MPPT
On note les diverses apparences que peuvent avoir les régulateurs MPP selon la marque de production.

Il faut donc réguler la charge de la batteries.
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Les fonctions annexes des régulateurs :

Le cas des éoliennes, hydro-générateurs :


En plaisance on parle essentiellement des régulateurs MPPT pour les panneaux solaire. En réalité le problème est similaire pour les éoliennes et les hydro-générateur. Mais dans ce cas il faut des systèmes MPPT spécifiques différents de ceux des panneaux solaires, car ces sources d’énergie n’ont pas du tout le comportement d’un panneau solaire.

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Production d’énergie d’une éolienne
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Production d’énergie d’un panneau solaire
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Avec ou sans MPPT sur l’éolienne
On note que la production a un maximum bien prononcé en fonction du vent et de la vitesse de rotation. Il faut donc un MPPT si on veut bien récupérer le maximum d’énergie Pour chaque éclairement, la production d’énergie a un maximum (de 12 à 20 watts) pour une tension assez précise entre 17 et 18 volts pour ce panneau. Pour des vents faibles (entre 3 et 8 noeuds), la différence est considérable avec un MPPT. Or au mouillage on cherche les zones de vents faibles ...

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En pratique :

  • Les cas pour lesquels le MPPT est efficace dans la vie réelle d’un bateau :
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    Un régulateur MPPT est toujours efficace lorsque le générateur de courant produit sa puissance maximale à une tension qui est loin au dessus de la tension nécessaire pour charger la batterie. La conséquence immédiate, c’est que le MPPT est surtout efficace quand la tension des batteries est faible, c’est à dire lorsqu’elle est assez déchargée et donc assez loin en dessous des 17 volts de puissance maximale du panneau solaire classique 36 cellules.
    Le graphique montre le gain théorique maximal lorsqu’on utilise un MPPT avec une batterie 12V et un panneau de 36 cellules.
    • Lorsque la batterie est vide (11 volts) le gain approche 50%
    • Dans la fourchette habituelle d’état de charge entre 12.5 et 14.5 volts, le gain va de 30% à 17% environ
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  • Le marché actuel des MPPT (2012) à vocation marine :
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    Il est difficile de donner des conseils sur le matériel actuel, on risque d’en oublier, et surtout le marché évolue rapidement. Ci-dessous un extrait des caractéristiques d’un bon régulateur MPPT
    • un excellent rendement de 97% (3% de pertes)
    • des possibilités de réglage détaillées en fonction de la technologie de la batterie
    • une sonde de température sur les batteries
    • une tension acceptable assez élevée en entrée : 28 volts de panneau pour charger une batterie de 12 volts.
    • faible consommation interne 10 mA

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