Panneaux solaires fixes ou orientables ?

[Koala]

Lorsque on n'a pas ou que l'on ne veut pas de portique, mais que l'on veut installer des panneaux solaires, la solution du mâtereau avec un panneau orientable sur rotule semble être la meilleure.

Mais si on a un portique, faut-il prévoir des panneaux orientables ou simplement des fixes à plat sur ce portique ?

Lorsque le bateau est en hivernage au port et qu'il s'agit uniquement de maintenir les batteries à pleine charge la position à plat est bien suffisante.  Mais en croisière d'été et au mouillage, lorsqu'il faut compenser les consommations du frigo, de l'éclairage, des instruments etc,  qu'en est-il ?

La zone de navigation a certes beaucoup d'importance, car les valeurs ne seront pas les même pour ceux qui naviguent en Méditerranée par rapport à ceux qui sont dans la Baltique.

L'avantage du panneau sur rotule est que l'on peut l'orienter exactement perpendiculairement au soleil, pour avoir un rendement maximum. 
Mais le soleil tourne, la terre tourne, le bateau tourne (autour de son ancre) et donc qu'en est-il de l'orientation ?   Si on est continuellement à bord pour l'ajuster c'est parfait.  Mais est-on toujours à bord ?

On peut très bien partir à terre en laissant un panneau bien orienté et que suite à une modification de la position du bateau, le panneau se retrouve le dos au soleil.

L'avantage du panneau fixe à plat est que quelque soit la position du bateau, il reçoit toujours le soleil bien que ce ne soit pas perpendiculairement. Mais l'un dans l'autre , malgré un moins bon rendement instantané il est plus constant et on est en final gagnant avec le panneau à plat.

La perte de rendement en été n'est d'ailleurs pas si importante que ça, du moins en Méditerranée.  Effectivement le soleil est à cette période au tropique (~22 ° N) et on navigue par ~42°N,  l'incidence des rayons solaires est de l'ordre de 20 °.
Le rendement est donc de 100 % x cosinus 20° = ~ 94%.  Un panneau de 100 W  n'en fournira 94.

Donc disons,  qu'entre entre 10 heures 15 heures,  on ne perdra  que très peu par rapport à un panneau toujours bien orienté. 

Il faut maintenant récupérer au mieux cette énergie. D'ailleurs quelle est l'énergie envoyée dans la batterie, à travers le régulateur ?.
Si on prend par exemple un panneau de 100 W , il débite ces 100 W sous une tension de 18 volts, soit un ampérage de 100 / 18 =~5.5 A.
Ce sont ces 5,5 A qui arrivent dans la batterie de 12 volts,  soit une énergie de: 5,5 x12= ~ 66 W.

En fin de compte, notre panneau de 100W, ne nous en donné que 66;  les 34 autres ont été perdus dans la nature (échauffement du panneau...)

Et c'est là que le régulateur va intervenir.  Deux technologies différentes existent.
Régulateur type  PWM (Pulse With Modulation), peu onéreux. Il est conçu pour éviter les surcharges, mais par pour optimiser la charge.
Dans le cas ci- dessus, ce sont 66 W qui seront envoyés dans la batterie.

Régulateur type MPPT (Maximum Power Point Tracking) plus onéreux. Il est conçu pour adapter la charge de la batterie au maximum du débit du panneau.
Dans le cas ci-dessus ce pourra être 90  à 95 W, qui seront envoyés dans la batterie.
La différence est de taille !

Sur Koala, j'ai installé il y a 3 ans un panneau de 130 W, posé à plat sur le portique et un régulateur MPPT.  J'ai un groupe de2x76A batteries pour le service (alimentation du réfrigérateur, éclairage, instruments, PC etc).
Après une nuit, dès 9 heures 9h30 du matin mes batteries sont de nouveau rechargées à bloc. Nous sommes en autonomie électrique totale, je ne me branche plus du tout sur le 220 des ports, quand nous y allons.

Quelques sites (je n'y ai aucune action).

http://tec-nautic.com/ Pour la Méditerranée

http://www.lrsolaire.com/produits_2065050.html Pour l'Atlantique

http://www.seatronic.fr/energie-douce-p ... 39_40.html

PS: Désolé les spécialistes si les termes de:  puissance, énergie, PWM, MPPT,  etc, ne sont pas employés au plus juste.

[ROGER]

Koala

un seul mot :    

Amicalement
Roger

[Matis]

Et si on posait des cellules directement sur le portique stratifié dont on parle sur un autre fil ?

[Fersen]

bonne idée, de toute façon on met rarement des panneaux orientables, alors autant faire quelque chose d'esthétique

Si les cellules sont collées sur un portique, on les verra à peine

[Koala]

Je ne suis pas certain que ce soit une bonne idée de coller les cellules sur le portique, sauf si il y a suffisamment d'espace en dessous pour assurer une bonne circulation de l'air, afin de permettre leur refroidissement.

Plus un panneau chauffe, moins il produit de courant.

Tilikum disait dans un document vu ailleurs, que par temps légèrement couvert ses panneaux débitaient mieux que par grand soleil, car ils chauffaient moins.

[johann]

Saut à tous,


Et bien tu vois Christian, finalement j'ai pas grand chose à rajouter à ta démonstration. 
Je suis tout à fait d'accord avec toi en ce qui concerne l'utilité du panneau orientable. L’expérience montre que les marins jouent avec les 2 premiers mois et que les panneaux se retrouvent bien vite à plat ensuite. De toute façon, les panneaux même orientables, n'ont que très rarement un rendement optimal sur un bateau. Mais quelle importance?
L'essentiel est, à mon sens, de le savoir et d'en tenir compte lors de l'achat des panneaux pour dimensionner le systeme  au mieux.
Le solaire n'est pas une source d'énergie qui peut nous apporter l'autonomie totale en mer mais elle est unesource supplémentaire silencieuse et (quasi) sans entretien. 
Petit conseil supplémentaire : à tous en atlantique, manche et mer du nord, je conseil les panneaux back contact. Les méditerranéens peuvent se contenter des monocristallins. 
Une solution qui marche très bien et qui répond à pas mal de problème, c'est le panneau flexible. Le rendement est très bon car souvent posé de chaque côté du roof (donc il y en a toujours un au soleil). Le seul petit soucis est le côut. Pour l'instant je n'en ai qu'en monocristallin. J'essaie d'en fabriquer en back contact mais je suis confronté à un probleme : les cellules back contact étant bien plus fines que les monocristallines, elles cassent très vite dès qu'elles subissent des flexions. 
On est donc en train de mettre au point une solution alternative qui donnerai un peu plus d'élasticité aux cellules. 
Comprenez que je ne puisse pas rentrer dans les détails de la mise au point mais dans le principe, c'est ça.


Je vous tiendrai au courant des avancées à ce sujet si ça vous intéresse.


On est également en train de suivre de très près une avancée extraordinaire : un nouveau procédé pour ne plus utiliser de silice mais un sandwich de plusieurs feuilles de matériaux différents. Les tests montrent que le rendement est meilleur que la silice mais surtout, c'est aussi flexible que de la toile à voile. Le prix sera aussi nettement plus bas.
Vous voyez donc tout de suite les applications futures : des voiles recouvertes de ces capteurs!  
Plus besoin de portique, des capteurs très bien exposés et une surface énorme. 


Petit bémol : il va encore falloir attendre un bon bout de temps pour que ce soit commercialisé.


En attendant, il y a le portique, le mâtereau et sa rotule mais aussi les filières. 
Installer des panneaux sur les filières se fait de plus en plus et semble être une très bonne idée pour ceux qui ne veulent pas de portique.
On a mis au point avec un artisan d'un autre forum nautique un système de bras articulé en inox qui se prend sur le  liston et qui vient se fixer sur le bas du panneau. Le haut du panneau est frappé sur les filières avec des anneaux ouvrants. Une vis papillon pour verrouiller et déverrouiller l'axe de l'articulation et hop, vous pouvez rabattre le panneau (manœuvre de port, écluse, à couple d'un autre bateau...) ou le redresser en choisissant la bonne inclinaison.


Si vous avez des questions, n'hésitez pas.

[Koala]

Bonjour Johann et bienvenue sur le Bar.

Peux-tu STP en dire un peu plus sur les différents types de panneaux.
Mono cristallin et polycristallin, je comprends encore; mais back contact ???

Amitiés

[SUSYLOU]

La technologie :back contact,à haut rendement,est-elle compatible au panneau dit amorphe.
Actuellement ,nous pouvons lire tout et n'importe quoi ,pour l'instant j'en suis ,pour ma future instal au stade suivant ,parce qu'il faut bien arrêter une décision.
Panneau amorphe pour un débit sinon très bon ,au moins régulier dans la plupart des situations météo.Diode by pass impérative
Posé  sur un portique,réglable (plus au mouillage )à l'aide d'une rotule inox (récupérée sur certains lits médicalisés ,rotule de gouttière).Facilité de nettoyage.
De toute façon à bord le rendement ,je pense sera toujours moyen(orientation aléatoire)
En gros j'en suis là ,je laisse le soin aux spécialistes de corriger .Merci

[johann]

En fait les panneaux solaires actuels sont fabriqués avec des cellules de silicium. Ces cellules sont sensibles à la lumière mais sont très sensibles également à la moindre résistance qu'elle peuvent rencontrer. Or, si on regarde un panneau monocristallin ou un polycristallin, on voit très nettement des petits traits gris qui traversent les cellules. Ces traits gris sont comme des fils qui captent les électrons en mouvement dans la cellule. Le fait qu'ils soient sur le dessus de la cellule (malgré leur petite taille) crée une résistance sur cette cellule et ne permet pas à la silice d'occuper 100% de l'espace exposé au soleil. 
L'idée du back contact est, comme son nom l'indique, de mettre ces contacts au dos de la cellule. Ainsi, pour une même puissance de panneau (disons 100W) le panneau sera plus petit, donc plus léger donc moins de fardage. On gagne quand même 15cms.
 Mais le gros intérêt de ce type de panneau est sa plus grande sensibilité à la lumière (puisqu'il ne rencontre pas de résistance), ce qui le rend plus efficace dans les régions subtropicales comme la Bretagne par exemple ou comme chacun le sait il fait toujours beau.
Ainsi le rendement du panneau pourra être pris en compte sur une plus grande durée dans la journée. 
Le problème de ce type de panneau réside dans le prix car la fabrication de ces cellules est plus complexe que de simple cellules monocristallines. Il existe 2 fabricants de cellules back contact : Lowrens et sunpower. 
On voit donc ici que la marque du panneau diffère de la marque des cellules, ce qui complique encore un peu plus le choix du client lambda qui cherche sur internet le meilleur produit à meilleur prix.
On comprend donc  pourquoi il vaut mieux choisir du back contact dans les régions du nord et du monocristallin dans les climats du sud. 
On pourrait se dire que s'il est plus sensible à la lumière il fonctionnera mieux en plein soleil et dans ce cas choisir du back contact systématiquement. C'est faux. 
100W reste 100W et quand le soleil frappe le panneau de plein fouet, le panneau qu'il soit monocristallin ou back contact donne toute sa puissance et restitue donc 100W (pour 18V de tension, soit, comme tu le disais si justement 5,5A). 


J’espère avoir réussi à vulgarisé le plus simplement possible et de façon la plus compréhensible par tous la différence entre le mono et le back contact. Si il y avait des trucs pas clairs, n'hésitez pas à me relancer.
Si ça vous intéresse, on pourra aussi approfondir le sujet et commencer à parler de la projection des ions bore pour booster les cellules mais je pense que cela ne sert à rien (si ce n'est à embrouiller) de savoir ça si on veut juste faire un choix pour son canote en évitant de se faire avoir par un marketing qui dit tout et surtout n'importe quoi.


à bientôt, il faut que j'aille manger, j'ai mon ventre qui gargouille.

[ROGER]

Salut à toi, Johann et bienvenue sur le BdP

en deux messages, tu as écrit autant que certains en 6 mois

Merci pour tes explications, claires et facilement compréhensives
A bientôt pour la suite

Amicalement
Roger