Panneaux solaires polycristallins, monocristallins, flexibles et circuits série et parallèle

Lorsqu'il s'agit de choisir les panneaux solaires qui répondront le mieux à vos besoins, vous devez prendre en compte de nombreuses variables : monocristallin ou polycristallin, panneaux durs ou panneaux flexibles, câblage des panneaux solaires en série ou en parallèle ou une combinaison des deux.

Cet article vous aidera à clarifier les décisions que vous devrez prendre. Commençons par les panneaux solaires. Concernant les panneaux solaires, nous allons aborder la différence entre les panneaux monocristallins et polycristallins, les panneaux solaires à cadre en cœur éprouvés. Nous aborderons également la différence entre ces panneaux traditionnels et les nouveaux panneaux solaires flexibles. Enfin, nous aborderons le câblage de vos panneaux solaires : en série ou en parallèle, et les avantages et inconvénients de chaque option.

Monocristallin vs polycristallin

Examinons de plus près la différence entre les panneaux monocristallins et polycristallins. Les principales différences entre ces panneaux photovoltaïques résident dans leur durabilité et leur esthétique, leur rendement et leur taille, ainsi que leur coût par watt.

Durabilité

En matière de durabilité, ces deux panneaux photovoltaïques sont extrêmement résistants. Ils sont dotés d'un cadre en aluminium et d'une partie supérieure en verre trempé qui recouvre toutes les cellules solaires produisant de l'énergie. Les fabricants couvrent généralement ces panneaux photovoltaïques pendant environ 25 ans, ce qui est une durée assez longue compte tenu des garanties produit. Quant aux intempéries, ces panneaux sont extrêmement résistants à tous les types de conditions météorologiques, y compris les vents violents et même la grêle de taille moyenne. En règle générale, si les intempéries peuvent endommager votre toiture, elles peuvent également endommager vos panneaux solaires.

Efficacité et taille

Parlons maintenant du rendement et de la taille de chacun de ces panneaux photovoltaïques. Les panneaux solaires monocristallins sont fabriqués à partir de plaquettes de silicium de meilleure qualité. Ils sont donc généralement plus efficaces que les panneaux polycristallins (le rendement désigne le pourcentage d'énergie convertie en électricité). Ainsi, pour les panneaux monocristallins haut de gamme produits en série, il est d'environ 20% (par exemple : Module solaire CouleenergySérie CLM-330M-60, composée de cellules monocristallines PERC carrées de 158,75 mm × 158,75 mm. Les panneaux solaires polycristallins haut de gamme ont un encombrement d'environ 171 TP3T. Plus efficaces, les panneaux solaires monocristallins ont un encombrement légèrement inférieur à celui des panneaux solaires polycristallins. Si vous possédez un panneau solaire monocristallin de 330 watts (1 665 mm),1002 mm = 1,67 m²) par rapport à un panneau solaire poly de 330 watts (1956 mm992 mm = 1,94 m²), le panneau solaire mono sera simplement plus petit et ne prendra pas autant de place que ce panneau poly.

PS: L'efficacité du panneau solaire est déterminée par deux facteurs principaux : l'efficacité de la cellule solaire, basée sur la conception de la cellule et le type de silicium ; et l'efficacité totale du panneau, basée sur la disposition, la configuration et la taille de la cellule.

Coût par watt

Examinons maintenant le coût par watt de chacun de ces panneaux solaires. En général, il est similaire, mais comme les panneaux solaires monocristallins utilisent un silicium de meilleure qualité, leur fabrication est légèrement plus coûteuse, ce qui impose un léger surcoût au consommateur.

Il y a dix ans, lorsque nous produisions nos panneaux solaires monocristallins, il était très avantageux de pouvoir les acheter pour environ un dollar par watt. Mais avec le temps et la demande croissante d'énergie solaire, le prix des panneaux solaires a baissé. Aujourd'hui, vous devriez pouvoir facilement trouver des panneaux solaires monocristallins et polycristallins (panneaux solaires à très haut rendement) pour environ 20 à 25 centimes par watt.

Panneaux solaires traditionnels ou flexibles

Nous allons maintenant aborder les différences entre les panneaux solaires traditionnels que nous venons de présenter et les nouveaux panneaux solaires flexibles (bardeaux solaires). Nous aborderons également la durabilité, l'esthétique, l'efficacité, la taille et le coût par watt.

Durabilité

Tout d'abord, la durabilité. Les panneaux en verre trempé traditionnels sont vraiment très résistants. En revanche, les panneaux flexibles sont moins résistants. L'absence de protection en verre trempé sur le dessus peut entraîner des rayures, des micro-rayures et des déchirures sur les cellules solaires. Ils ne bénéficient pas non plus d'une garantie fabricant de 25 ans. En général, les panneaux solaires flexibles sont garantis environ 5 ans, car la plupart des fabricants, y compris certains grands noms du secteur solaire, ne prévoient pas une telle durée de vie.

Efficacité et taille

En termes d'efficacité et de taille, ces modules solaires flexibles pourraient ne pas être aussi performants que les modules solaires traditionnels. Ainsi, en haut de gamme, le rendement moyen de ces modules flexibles est d'environ 15 à 16%. Ce n'est pas très bon comparé aux 17% des modules photovoltaïques polycristallins et aux 20% des modules photovoltaïques monocristallins. Cette différence de rendement vous obligera à acheter davantage de modules photovoltaïques. Ou alors, chaque module photovoltaïque sera plus grand, aura une plus grande empreinte et une plus grande surface pour produire la même quantité d'énergie. Examinons maintenant la taille des deux types de modules solaires. Les modules photovoltaïques traditionnels sont nettement plus volumineux et lourds que les modules photovoltaïques flexibles. C'est évidemment l'un des principaux avantages des modules flexibles par rapport aux modules traditionnels.

À titre d'exemple, un panneau solaire monocristallin de 180 watts et 12 V installé sur notre camping-car pèse 11,5 kg et mesure environ 7,6 à 10 cm d'épaisseur (supports compris). À titre de comparaison, un panneau solaire flexible de 180 watts peut peser 2,4 kg et mesurer moins d'un demi-pouce d'épaisseur. C'est une performance remarquable.

Différences de coûts

Notez maintenant la différence de prix entre les panneaux traditionnels et les panneaux flexibles. Comme vous le savez, les panneaux photovoltaïques traditionnels coûtent entre 20 et 25 centimes par watt, ce qui en fait un panneau de bonne qualité. Nous avons effectué une recherche rapide en ligne pour comparer les prix des panneaux flexibles. Nous avons trouvé un panneau flexible de 180 watts à plus de 1 TP4T200, ce qui revient à environ 1 TP4T1,1 par watt, soit bien plus cher. C'est plus de cinq fois le prix de n'importe quel autre panneau solaire. Ils vous coûteront une fortune. Et oui, si vous avez un budget conséquent, optez sans hésiter pour les panneaux solaires flexibles.

Mais ne vous inquiétez pas, vous pourriez obtenir un bon prix pour la meilleure flexibilité possible Panneaux solaires mono PERC avec technologie Shiningled chez Couleenergy.

Câblage de panneaux solaires en série et en parallèle

Très bien, passons maintenant au dernier sujet : le câblage des panneaux solaires en série et/ou en parallèle. Ce sujet peut être extrêmement complexe. Notre objectif avec cette petite section est de le rendre aussi clair et facile à comprendre que possible. Avant de commencer, rappelons la relation entre watts, volts et ampères. Comme vous vous en souvenez peut-être, nous avons expliqué que les watts sont équivalents aux volts multipliés par les ampères. Cette équation sera très importante pour nos scénarios d'aujourd'hui. Pour illustrer le câblage en série et en parallèle, nous utiliserons notre système personnel comme référence. Nous avons donc quatre panneaux photovoltaïques monocristallins de 330 watts, pour un total de 1 320 watts. Nous savons que nous avons des panneaux solaires monocristallins de 330 watts à 33,8 volts, ce qui nous donne environ 9,77 ampères de courant sur chacun de ces panneaux.

Câblage en série

La première chose à aborder est le câblage en série. Pour câbler vos panneaux photovoltaïques en série, il faut les imaginer comme reliés en chaîne. Vous prenez chacun de ces panneaux de 330 watts et vous les combinez pour former un seul panneau solaire de 1 320 watts. Il s'agit d'un point de vue électrique, et non physique. Bien sûr, il s'agit de quatre panneaux photovoltaïques monocristallins distincts, mais d'un point de vue électrique, vous les connectez en un seul panneau photovoltaïque de 1 320 watts. Voyons maintenant ce qui change pour le système photovoltaïque lorsque vous procédez ainsi. Lorsque vous câblez tous ces panneaux photovoltaïques monocristallins ensemble, vous reliez la ligne positive d'un panneau à la ligne négative, et un autre à la ligne négative suivante, et ainsi de suite. Il ne vous reste donc qu'un seul panneau photovoltaïque mono de 1 320 watts doté d'un seul fil négatif et d'un seul fil positif.

Ce qui change avec ce processus, c'est la tension de votre système photovoltaïque. Il faut se rappeler que lorsque vous câblez des éléments en série, la seule chose qui change est la tension. Ainsi, si vous connectez quatre panneaux solaires Couleenergy mono PERC de 33,8 V, multipliez ces 33,8 V par quatre, ce qui donne 135,2 V. Vous avez donc un panneau solaire de 1 320 W qui a une tension de 135,2 V. Si vous vous référez à l'équation que nous venons de décrire, watts = volts multipliés par ampères, vous avez vos watts, soit 1 320 W, vos volts, soit 135,2 V, mais vous n'avez pas vos ampères. Pour résoudre cette équation très facilement, divisez simplement les watts (1 320 W) par 135,2 V, ce qui correspond à vos votes, et vous obtenez 9,77 ampères. Vous disposez donc d’un système photovoltaïque de 1320 watts à 135,2 volts et 9,77 ampères.

Câblage en parallèle

Maintenant que la série est terminée, parlons de leur câblage en parallèle. Lorsque vous connectez ces quatre panneaux solaires monocristallins en parallèle, c'est presque l'inverse. Chacun de ces panneaux photovoltaïques de 330 watts restera un panneau solaire distinct. Ce seront des panneaux solaires individuels produisant chacun leur propre quantité d'énergie à 33,8 volts. La seule chose qui changera en les connectant tous en parallèle, c'est qu'un fil positif et un fil négatif sortent d'un panneau photovoltaïque, un fil positif et un fil négatif sortent du suivant, et ainsi de suite. Aucun d'eux n'est connecté ensemble. La seule chose qui changera, ce sont les ampères de votre panneau solaire. Vous avez donc toujours un panneau solaire de 1 320 watts à 33,8 volts. Revenons à notre équation watts égaux à volts multipliés par ampères. Pour trouver la réponse pour ce système photovoltaïque câblé en parallèle, prenez ces 1 320 watts et divisez-les par 33,8 volts, ce qui vous donne 39,08 ampères. Maintenant, ces 39,08 ampères, comme vous l'avez peut-être deviné, représentent 9,77 ampères pour chaque panneau multipliés par quatre, car nous avons quatre panneaux solaires mono. Donc, 9,77 fois quatre, on obtient 39,08 ampères. La seule chose qui change lorsqu'on câble un système solaire en parallèle, c'est l'intensité. On quadruple l'intensité.

Avantages et inconvénients

Maintenant que nous comprenons comment câbler en série et en parallèle, il vous faut déterminer leurs avantages et leurs inconvénients. Nous aborderons le dimensionnement des fils, les problèmes d'ombrage et la taille du régulateur de charge.

Dimensionnement des fils

Concernant le dimensionnement des câbles, si vous ne le savez pas déjà, la section des câbles est directement liée à l'intensité du courant qui les traverse. Chaque câble est donc dimensionné pour un courant spécifique. Plus l'intensité est faible, plus le câble est petit. Rappelons que nos panneaux photovoltaïques monocristallins de 1 320 watts, câblés en série, étaient de 135,2 volts à 9,77 ampères, et de 33,8 volts à 39,08 ampères en parallèle. Vous constaterez que les câbles câblés en série sont beaucoup plus petits que ceux câblés en parallèle.

Problèmes d'ombrage

Concernant l'ombrage, le câblage en parallèle présente un avantage majeur. Rappelez-vous, lorsque nous parlions de câblage en série de panneaux solaires, vous les associez tous ensemble. Il s'agit donc d'une unité unique. Tous ces panneaux photovoltaïques fonctionnent ensemble pour produire de l'énergie. Si l'un de ces panneaux solaires monocristallins est ombragé, l'ensemble du système tombe en panne. C'est le principe de fonctionnement des panneaux solaires : si vous avez un seul panneau solaire monocristallin PERC de 330 watts et que ce panneau monocristallin est ombragé, il cesse de produire de l'énergie. La seule raison pour laquelle l'ensemble du système solaire photovoltaïque tombe en panne avec un câblage en série est que vous les avez tous câblés ensemble. Chacun dépend donc des autres. L'avantage du câblage en parallèle réside dans le fait que tous ces modules solaires monocristallins sont des modules individuels. Si un module photovoltaïque est ombragé, vous ne perdez que 25 % de votre parc photovoltaïque. Les trois autres modules solaires monocristallins sur quatre peuvent encore produire de l'énergie. Aujourd'hui, certains fabricants de premier plan (des sociétés solaires de premier plan comme Jinko Solar, Risen Energy, Longi Solar, Canadian Solar, JA Solar, Couleenergy, Trina) ont appliqué la connexion parallèle dans leurs modules solaires à demi-cellules coupées.

Taille du contrôleur de charge

Le dernier point dont nous voulons parler est la taille du régulateur de charge. En ce qui concerne l'ampérage des panneaux solaires, celui-ci est plus élevé pour les panneaux photovoltaïques câblés en parallèle que pour les panneaux photovoltaïques câblés en série. Un système de panneaux solaires câblé en parallèle nécessitera donc un régulateur de charge beaucoup plus puissant.

Configuration hybride série-parallèle

Bon, j'espère que ce n'était pas trop confus et que ça n'a pas embrouillé les pistes. Il existe une troisième option pour le câblage des panneaux solaires photovoltaïques. On peut les connecter en série et en parallèle. Par exemple, si on prend deux panneaux solaires mono de 330 Wc et deux autres, et qu'on les connecte en série, on obtient des panneaux solaires mono de 660 W et 67,6 V. Car on sait que le câblage en série double la tension. Ensuite, on prend ces deux panneaux mono de 600 W et 67,6 V et on les connecte en parallèle. Comme vous le savez, avec le parallèle, on double l'ampérage. Les spécifications de ce système seraient donc de 1 320 W à 67,6 V et 19,54 A. C'est la troisième option, c'est une sorte de mélange et c'est la meilleure option dans la plupart des cas.

Conclusion

Évidemment, nous utilisons simplement cette illustration comme exemple pour vous expliquer ces concepts. Bien sûr, vous pouvez modifier la taille de vos installations solaires. Vous pouvez modifier le nombre de panneaux photovoltaïques. Vous pouvez tout changer. Rappelez-vous que nous avons dit que l'énergie solaire était pratiquement illimitée. C'est exactement ce que nous voulions dire. C'est très déroutant. Mais une fois que vous aurez compris tous les concepts, vous comprendrez comment tout s'imbrique et commencerez à comprendre.

Si cet article ne vous dit rien pour le moment, nous vous encourageons à approfondir vos recherches afin de pouvoir y revenir et bien assimiler ce que nous y expliquons. Quoi qu'il en soit, nous espérons que cet article vous plaira. Si vous l'avez apprécié et que vous avez pu apprendre quelque chose en cours de route, n'hésitez pas à nous laisser un j'aime ci-dessous. Merci !