Comment suivre avec fiabilité son installation photovoltaïque à bord ?

 

suivi-installation-photovoltaiqueEn mer, disposer d’une source énergétique fiable, régulière et suffisante est un besoin essentiel, autant pour assurer la sécurité de ses navigations (signalisation lumineuse, utilisation de l’électronique embarquée, recours au pilote automatique …) que pour s’offrir un peu de confort au large comme au mouillage (utilisation du frigo, de l’éclairage, d’un ordinateur, …).

Plusieurs sources de production d’électricité sont envisageables sur un voilier mais suite à la forte chute de leur prix et à leurs performances accrues, les panneaux photovoltaïques se sont largement et rapidement imposés comme un équipement incontournable, qui constitue désormais souvent la principale source de rechargement des batteries, tout du moins en dehors du port.

La quasi-totalité des voiliers sont ainsi désormais équipés de panneaux photovoltaïques, que le programme envisagé soit un voyage au long cours nécessitant une puissance installée conséquente, de quelques centaines à plus de mille watts crète, ou des expéditions côtiéres voire même des sorties ponctuelles, nécessitant alors une puissance plus restreinte.

Pourquoi suivre son installation solaire photovoltaïque ?

Suivre son installation de production solaire est essentielle pour vérifier qu’elle produise son plein potentiel d’une part, mais aussi permettre le chargement optimum des batteries d’autre part.

Si vous envisagez de vivre un long moment au mouillage, loin des ports, et que votre installation solaire est la principale source de chargement de vos batteries, un suivi rigoureux est tout simplement indispensable.

En effet, un tel suivi vous permettra de déceler au plus vite un éventuel dysfonctionnement de votre installation, et limiter ainsi les incidences de ce dernier sur votre autonomie ainsi que sur la durée de vie de vos batteries.

Car les déréglements électriques sont potentiellement nombreux sur les installations « marines », en lien en premier lieu avec la corrosion des câbles et des cosses, mais aussi avec le sous-dimensionnement fréquent des sections de câble à l’origine des pertes importantes ou encore en raison d’un mauvais fonctionnement du régulateur solaire, une altération des panneaux suites à des impacts, sans oublier l’incidence des ombres portées …

Bref, vous voilà prévenus, les sources de mauvais fonctionnements d’un équipement photovoltaïque sont importantes et peuvent remettre rapidement en cause l’efficacité de votre installation.

Comment suivre avec fiabilité son installation solaire ?

Le suivi d’un dispositif de production électrique, quel qu’il soit, est encore souvent uniquement réalisé par beaucoup via le contrôle de l’état de charge des batteries. Ce contrôle de la charge des batteries est effectivement facile à réaliser avec un simple voltmètre mais il est dommage de se priver des équipement plus performants qui existent désormais sur le marché.

suivi-installation-photovoltaique-controleur-batterieUn grand nombre d’entre nous a déjà perçu tout l’intérêt de disposer d’un contrôleur de batterie.

Ce dernier permet en effet de disposer d’un aperçu global de vos batterie, avec notamment le bilan à un instant t de ce qui rentre (charge) et ce qui sort (décharge).

Mais ces données de charge et de décharge variant en permanence, il n’est pas toujours aisé de réaliser le suivi précis d’un consommateur en particulier ou d’un équipement de recharge telle qu’une installation solaire photovoltaïque, et celui-ci reste fastidieux et toujours partiel.

A l’ère des objets connectés qui ont envahi en quelques années seulement toutes les sphères de notre vie quotidienne, le secteur du nautisme ne fait pas exception. De plus en plus d’équipements récents sont désormais pourvus de fonctionnalités destinées à faciliter et à sécuriser notre vie sur l’eau.

Peut-être avez-vous ainsi déjà entendu parler de l’ancre connectée, qui en mesurant la tension et les vibrations de la ligne de mouillage, permet de répérer le dérapage de votre bateau ou encore du trackeur GPS qui indique sur smartphone ou par internet la position géographique de votre bateau ou de votre moteur d’annexe, afin de les retrouver rapidement en cas de vol par exemple.

Mais connaissez-vous l’innovation développée par le fournisseur hollandais d’équipements électriques Victron ?

Rappelons tout d’abord qu’une installation solaire photovoltaïque se régule via un régulateur (on frise la lapalissade …), ce petit boitier électronique qui permet d’optimiser le processus de recharge des batteries, surtout dans le cas de batteries traditionnelles (hors batteries lithium) et ainsi d’assurer une recharge complète le plus rapidement possible tout en préservant la durée de vie de nos chères batteries.

Victron équipe en régulateurs solaires une très forte proportion de voiliers et propose désormais le suivi de votre installation photovoltaïque en local via une simple connection bluetooth.

Nous avons découvert et testé cette option relativement récemment et nous l’avons adopté très rapidement car elle nous apparaît fort utile tout en étant d’une grande simplicité pour le suivi en temps réel de notre installation solaire.

Via un smartphone et une simple connexion bluetooth donc, il est en effet possible, grâce à l’application VictronConnect, de se connecter localement au régulateur solaire éponyme (attention, on ne parle pas ici d’une connexion à distance, car le bluetooth ne fonctionnant que dans un rayon d’une dizaine de mètres environ, la consultation de l’application se fait depuis le bord du bateau) et de consulter ainsi toutes les informations relatives à sa production solaire et à la charge de sa batterie.

VictronConnect permet de disposer de ces données en temps réel ainsi que sur un historique sur 30 jours.

Cette fonctionnalité bluetooth, proposée en option, peut être souscrite lors de l’achat d’un nouveau régulateur solaire pour une trentaine euros supplémentaires par rapport à la version de base.

suivi-installation-photovoltaique-dongle-bluetoothSi vous disposez d’un ancien régulateur Victron sans bluetooth mais avec un port VE direct (ce qui correspond au standard de la marque), vous pouvez également ajouter l’extension bluetooth à votre équipement, pour 50€ supplémentaires.

L’intérêt principal de cette fonctionnalité bluetooth est de pouvoir consulter les données de fonctionnement de votre installation photovoltaïque très facilement, sans avoir à plonger dans votre local / coffre technique pour aller relever les couleurs des diodes et/ou les écrans de contrôle.

Cette vérification « in situ » peut-être intéressante à réaliser juste après l’installation de vos panneaux mais vous vous lasserez vite des contorsions souvents nécessaire pour cela au fil du temps …

Il apparaît donc plus pertinent de disposer d’un écran de contrôle déporté rapidement consultable via votre smatphone  (victronconnect), plutôt que d’un écran physiquement lié au régulateur.

Car contrôler régulièrement votre installation en utilisant les nombreux paramètres disponibles (production en Wh, puissance atteintes, tension maximale & minimale des batteries …) constitue un gage de fiabilité et de longévité de votre production solaire.

Les principaux paramètres / indicateurs à suivre

Pour rappel, l’unité utilisée pour comparer la puissance des installations solaire est le Watt crète (Wc), qui indique la puissance électrique maximale pouvant être produite par les cellules phtovoltaïques dans des conditions standards, c’est à dire dans des conditions optimales telles qu’un ciel dégagé, un rayonnement solaire perpendulaire aux panneaux, une température de panneau de 25°C …).

Ainsi, une installation solaire de 100 Wc par exemple, quelque que soit sa technologie (monocristallin, polycristallin, panneaux rigide ou souple), délivrera aux batteries, lorsque les conditions rencontrées seront proches des conditions standard, une puissance proches de 100W.

Pour vérifier que votre installation exploite le potentiel solaire disponible

Au démarrage de votre installation, il est important de disposer d’un référentiel permettant de vérifier que le potentiel solaire disponible est bien utilisé, après avoir contrôlé que tout fonctionne correctement.

Les paramètres à suivre sont les suivants :

  • la puissance maximale atteinte (W), à comparer à votre puissance installée (Wc)
  • la tension solaire maximale (V), à comparer aux caractéristiques de vos panneaux et selon le montage de vos panneaux (série ou parralèles).
  • la production moyenne journalière (Wh) correspondant à de bonnes conditions (par exemple 1000 Wh / 24h) pour votre saison de navigation (vous vous en doutez, la production photovoltaïque n’est pas la même en hiver ou en été !!!). Dans le cas d’un voyage au long cours, il est ainsi nécessaire de distinguer vos différentes zones de navigation, c’est à dire tenir compte de leur latittude car cette dernière peut avoir une incidence notable sur votre production solaire, selon votre type, d’installation.
  • le rendement de votre installation en Wh / Wc. Par exemple, votre installation de 300 Wc produit en moyenne dans de bonnes conditions estivales 1300 Wh, ce qui correspond à un rendement de 4,33 Wh / Wc installé, ce qui est mon cas actuellement aux Antilles durant la saison humide. Ce rendement correspondra à votre référence et il sera intéressant que vous le compariez, lorsque l’occasion se présentera, avec celui d’un voisin de mouillage qui bénéficiera au même moment de conditions d’ensoleillement identique, afin de pouvoir apprécier la performance globale de votre installation.

suivi-installation-photovoltaique-indicateurs

Il est recommandé de noter ces différentes références dans votre livre de bord, pour conserver cette base de comparaison et pouvoir ainsi surveiller l’efficacité de votre installation photovoltaïque au fil du temps.

Ces différents indicateurs vous permettront de vérifier que vous captez efficacement la ressource solaire. Une fois cette vérification faite, vous pourrez alors optimiser l’utilisation de cette énergie pour recharger rapidement & pleinement vos batteries.

Pour vérifier que votre production solaire recharge correctement vos batteries

suivi-installation-photovoltaique-etape-charge

La charge d’une batterie traditionnelle est un paramètre essentiel à surveiller pour permettre à cette dernière de fournir son maximum de capacité tout au long de sa durée de vie.

Pour suivre de près la charge de son parc batteries, il est nécessaire d’utiliser un chargeur dit « intelligent », tel que les régulateurs solaires, c’est à dire programmé pour, au minimum, les trois principales phases de charge suivantes :

  • Bulk (1ère phase) – à courant constant: lors de cette phase de charge, la tension de vos batteries augmente lentement. Dès que la tension d’Absorption est atteinte, ce qui correspond environ à 85 % de la capacité d’une batterie plomb, l’étape suivante démarre.
  • Absorption (2ème phase) – tension constante : la tension de charge est maintenue à un niveau relativement élevé, ce qui permet de recharger complètement la batterie dans un délai raisonnable. Durant cette phase, le courant diminue lentement. Dès que ce courant est proche de zéro, l’étape suivante démarre. La batterie est alors pleine à 100%.
  • Floating (3ème phase) – tension constante : la tension est abaissée à un niveau qui compense l’autodécharge

 

suivi-installation-photovoltaique-etape-controleAvec ces trois indicateurs, il vous sera possible de suivre avec précision l’état de charge de vos batteries et de connaître l’historique des tensions journalières maximale & minimale atteintes, tout en disposant en parallèle des durées des différentes phases de chargement de vos batteries (bulk, absorption, floating). Une batterie est complétement chargée à partir du moment où vous atteignez la phase de floating.

Et si les valeurs de ces indicateurs sont mauvaises, il ne vous restera plus qu’à partir à la recherche de la panne !!!

Seul un historique de tous ces paramètres, accessible notamment via le bluetooth Victron, permet de suivre réellement une installation de production solaire et si vous avez la possiblité d’investir les quelques dizaines d’euros nécessaires, nul doute que cette application vous sera à vous aussi bien utile !

A moins que vous n’utilisiez une autre technique de suivi de la performance de vos panneaux photovoltaïques … auquel cas, pensez à la partager avec nous dans les commentaires.

Bon vent

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