Un régulateur solaire à quoi sa sert ?

Le régulateur solaire (appelé aussi régulateur de charge ou contrôleur de charge), régule le niveau d'énergie stockée par les batteries afin d' éviter les surcharges ou les décharges trop profondes des batteries.

Le régulateur solaire affiche en permanence l'état de fonctionnement du module photovoltaique et l'état de charge de la batterie solaire. Cet affichage se fait soit au travers de LEDs, soit par l'intermédiaire d'un écran digital.

C'est un appareil complètement autonome, qui réalise toutes les opérations de mesure et correction de la charge de manière automatique. Les fonctionnalités classiques des régulateurs solaires sont :

affichage du niveau de charge
affichage des incidents (surcharge, décharge profonde, court-circuit)
protection contre la surcharge
protection contre la décharge profonde
protection contre les courts-circuits
protection des panneaux solaires photovoltaïques (contre les retours de charges électriques)
protection thermique (sonde des batteries)

Certains régulateurs solaires plus performants proposent des "fonctions avancées" intégrées ou en option (enregistreurs de données):

Compensation de la température ambiante pour mesurer la charge de la batterie
Écran d'information digital (à la place de leds de signalisation)
Connexion par fil ou à distance (WIFI par exemple) à un PC ou un réseau informatique
Enregistrement pour analyse de données issues du régulateur
Possibilité de plusieurs modes de charges : charge rapide, état de veille, etc ...
Déclenchement automatique de sources d'énergie complémentaires aux panneaux solaires photovoltaiques (groupe électrogène ou réseau électrique EDF notamment)

il limite, et peu même stopper, la charge de la batterie solaire par le module solaire quand la batterie est complètement chargée
il ralentit la décharge par délestage de l'utilisation, et même l'arrêt total, afin d'éviter les décharges profondes risquant d'endommager les batteries.

Le régulateur de charge gère la recharge des batteries à 100% de leur capacité en 3 étapes (absorption-boost-floating) à partir des panneaux solaires. Les panneaux solaires photovoltaiques 12V sont toujours conçus avec une tension supérieure à 17V. La tension d'une batterie n'est pas constante : elle oscille entre 11V quand la batterie est déchargée et presque 15V pendant la charge. La tension des panneaux et des batteries n'est jamais identique.

C'est donc la fonction du régulateur de charge de protéger la batterie de votre installation photovoltaïque contre les risques de surcharge et de décharge profonde. Un régulateur solaire assure aussi les fonctions d'obstacle au courant inverse et de contrôle de la température, raison pour laquelle le régulateur doit toujours être installé à côté des batteries.

Enfin, une nouvelle génération de régulateurs haut rendement a fait son apparition : les régulateurs solaires MPPT (pour Maximum Power Point Tracking, ce qui signifie recherche du point de puissance maximum). Cette nouvelle technologie permet de tirer les meilleures performances des panneaux solaires photovoltaïques: de 15% à 30% d'énergie en plus.

Un régulateur solaire MPPT a une fonction de balayage, qui parcourt la tension du panneau solaire toutes les deux heures pour trouver le point de sortie de puissance maximum : ainsi il peut adapter la tension délivrée par le panneau à celle que les batteries solaires peuvent absorber. Ces régulateurs permettent non seulement d'augmenter la production d'énergie d'une installation photovoltaique, mais en optimisant le charge des batteries, ils prolongent aussi significativement la durée de vie des batteries. Pour choisir votre régulateur solaire, il faut prendre en considération 2 éléments principaux :

la tension entre les panneaux et les batteries: le régulateur doit pouvoir accepter cette tension (en général 12V, 24V ou 48V). Les régulateurs acceptent des plages de tension plus ou moins larges ;
l'intensité maximale du régulateur: l'intensité du régulateur (exprimée en ampères) doit être supérieure à l'intensité de court circuit du ou des panneaux solaires auxquels il est relié. Cette donnée est indiquée sur la notice de chaque panneau. Il est recommandé de prendre en plus une marge de sécurité de 10% à 20%.

Caractéristiques des régulateurs PWM:

Les régulateurs PWM (Pulse With Modulation) connectent directement le panneau solaire à la batterie : c'est la tension de la batterie qui détermine la tension de fonctionnement du panneau. En fonction de l'état de charge de la batterie, les systèmes PWM débitent une plus ou moins grande partie de la puissance des panneaux effectivement disponible. En moyenne, cela représente une perte d'environ 15-35%.

Caractéristiques des régulateurs MPPT:

MPPT (Maximum Power Point Tracking) est le principe permettant de suivre le point de puissance maximale d'une source électrique non linéaire. Les premières utilisations remontent à 1968 dans le cadre d'applications spatiales avec des panneaux solaires comme générateur électrique. Un régulateur MPPT permet de fournir en permanence le maximum de puissance des panneaux à la charge des batteries : la baisse de tension est compensée par la hausse de l'intensité du courant. En moyenne, cela représente une perte de 5% seulement.