L’énergie solaire est incontournable et elle est idéale pour produire l’électricité des petits objets électroniques. Les principaux atouts des panneaux solaires, c’est qu’ils exploitent une énergie propre, inépuisable et gratuite. Cela fait au moins trois bonnes raisons pour apprendre à les utiliser !
Pour alimenter efficacement différents types de circuits électroniques lorsqu’on ne dispose pas de prises électriques à proximité, l’alimentation ou chargeur solaire se présente comme la solution parfaite. Cependant, pour bien démarrer un projet d’alimentation photovoltaïque, il convient d’en cerné correctement les spécificités de cette technologie :
Qu’est-ce qu’une alimentation par batterie solaire ?
Une solution d’alimentation par énergie photovoltaïque est destinée à stocker l’énergie électrique que procure le panneau solaire par la charge d’une batterie Ni-MH ou bien au lithium-ion et de la restituer en quantité et en caractéristique adaptées à la consommation des circuits électroniques.
L’alimentation solaire autonome autorise l’auto consommation énergétique. C’est-à-dire pour un appareil, le fait de consommer directement l’énergie produite sans avoir aucun lien avec un fournisseur d’électricité.
Cette autoconsommation photovoltaïque apparaît comme la solution technique la plus cohérente au point de vue énergétique et maintenance pour de nombreux usages : système d’éclairage, pompage, sécurité, produits électroniques…
A quel usage l’alimentation solaire à chargeur de batterie est-elle destinée ?
En premier lieu, il faut déterminer l’usage qui sera fait du chargeur solaire. Il peut s’agir soit d’un usage portable ou soit d’un usage fixe. Vous devrez également caractériser la durée d’utilisation, elle peut être permanente (système de surveillance), intermittente (transmission d’information), saisonnière (pompage). Enfin, il convient de prédéfinir sa zone géographique d’utilisation : il peut être circonscrit à une région particulière ou à l’inverse, c’est souvent le cas pour les produits portables, couvrir plusieurs pays ou continents.
C’est en fonction de ces paramètres là que nous pourrons ensuite réaliser le dimensionnement adéquat de la solution d’alimentation photovoltaïque à développer et choisir les technologies.
Ainsi, si c’est d’une alimentation solaire portable dont vous avez besoin, nous opterons plutôt pour des petits panneaux solaires sur circuit imprimé pour leurs légèretés et leurs facilités d’intégration.
Par contre, si vous avez plutôt besoin d’une alimentation solaire pour un usage fixe, le choix se portera alors vers un panneau solaire en technologie poly / mono cristallin ou bien en silicium amorphe si l’ensoleillement est défavorable.
Comment réaliser une alimentation solaire à chargeur de batterie ?
Pour réaliser le meilleur chargeur de batterie solaire pour l’électronique, vous aurez besoin d’un panneau solaire qui délivre une tension de quelques volts à quelques dizaines de volts avec un courant de sortie pouvant atteindre quelques centaine de mA.
Sachant qu’un système électronique a généralement une consommation de cet ordre, le panneau solaire pourrait très bien être connecté directement sur l’électronique et cela fonctionnerait sans aucun problème. A une condition: être exposé en permanence au soleil.
C’est pourquoi l’idée de stocker cette énergie durant les périodes d’exposition de manière à pouvoir utiliser la batterie par la suite même dans le noir complet est pertinente.
Et pour le stockage, vous utiliserez un accu ou une batterie rechargeable dont la capacité nominale aura été calculée en fonction de paramètre comme la consommation de votre électronique, de la zone géographique que vous projetez de couvrir.
Selon le niveau de consommation et les conditions d’utilisation, la batterie rechargeable sera choisie parmi les technologies NiMH, Lithium ou bien plomb.
Enfin et pour la même raison, la tension de l’électronique 3.3 ou 5 volts ne correspondant pas à la tension des accus, il faudra l’élever ou l’abaisser avec un convertisseur type boost ou buck.
Pour résumé, vous aurez besoin de :
Comment recharger une batterie lithium ou Ni-MH avec un panneau solaire ?
Chaque accumulateur délivre une tension unitaire de 3.7 Volts pour le lithium-ion et le Lithium Polymère (LiPo) et 1.2 Volts pour le Ni-MH et le NiCD. Assemblé en batterie, la tension sera un multiple de ces valeurs. On ne peut bien évidement pas les relier directement au panneau solaire.
Voilà pourquoi on va utiliser un module qui va réguler le courant de charge de la batterie. Ce chargeur de batterie pourra être simple de type régulateur linéaire ou bien à découpage. Une alternative plus efficace, grâce à un meilleur rendement, est le régulateur chargeur MPPT. Cette technologie présente la particularité de faire fonctionner le panneau solaire à son point maximum de puissance. Cela permet de tirer parti du maximum de performance du panneau.