Comment câbler des panneaux solaires en série ou en parallèle

En tant que propriétaire d'une maison au senegal qui ne fait qu'apprendre les options de l'énergie solaire, il est facile de se tromper avec tous les termes techniques que vous pourriez lire ou entendre.

Vous avez peut-être découvert les différentes façons de câbler les panneaux solaires.

Et votre première pensée pourrait être : est-ce vraiment important ?

Après tout, vous voulez juste que les panneaux produisent de l'électricité !
La façon dont vos panneaux solaires sont câblés a vraiment de l'importance. Elle a un impact sur les performances de votre système, ainsi que sur l'onduleur que vous pourrez utiliser. Vous voulez que vos panneaux soient câblés de manière à vous permettre de réaliser les meilleures économies possibles et d'obtenir un meilleur retour sur investissement.
Voici les réponses à quelques-unes des questions les plus courantes que les propriétaires posent sur le câblage des panneaux solaires, qui peuvent vous aider à mieux comprendre si vos panneaux doivent être câblés en série ou en parallèle.

Sur cette page :
- Que signifie le câblage de panneaux solaires en série ?
- Que signifie le câblage de panneaux solaires en parallèle ?
- Comment les comparer ?
- Câblage de panneaux avec un onduleur à branche
- Les séries ou les parallèles sont-ils préférables ?
- Ajouter des panneaux à votre système
- Les micro-inverseurs ou les optimiseurs modifient-ils le câblage ?
- Comment raccorder des panneaux solaires au réseau
- Pouvez-vous avoir les deux ?

Que signifie le câblage en série des panneaux solaires ?

Tout comme une batterie, les panneaux solaires ont deux bornes : une positive et une négative.
Lorsque vous connectez la borne positive d'un panneau à la borne négative d'un autre panneau, vous créez une connexion en série. Lorsque vous connectez deux ou plusieurs panneaux solaires de cette manière, cela devient un circuit de source PV.

Les panneaux solaires sont câblés en série lorsque vous connectez la borne positive d'un panneau à la borne négative d'un autre panneau.

Lorsque les panneaux solaires sont câblés en série, la tension des panneaux s'additionne, mais l'ampérage reste le même. Ainsi, si vous connectez en série deux panneaux solaires ayant une tension nominale de 40 volts et un ampérage nominal de 5 ampères, la tension de la série sera de 80 volts, tandis que l'ampérage restera à 5 ampères.

En mettant les panneaux en série, on augmente la tension de l'installation. C'est important, car un système d'énergie solaire doit fonctionner à une certaine tension pour que l'onduleur fonctionne correctement.
Ainsi, vous connectez vos panneaux solaires en série pour répondre aux exigences de la fenêtre de tension de fonctionnement de votre onduleur.

Que signifie le câblage des panneaux solaires en parallèle ?

Lorsque les panneaux solaires sont câblés en parallèle, la borne positive d'un panneau est connectée à la borne positive d'un autre panneau et les bornes négatives des deux panneaux sont connectées ensemble.
Les fils positifs sont connectés à un connecteur positif dans un boîtier de combinaison, et les fils négatifs sont connectés au connecteur négatif. Lorsque plusieurs panneaux sont câblés en parallèle, on parle d'un circuit de sortie PV.

Avec des panneaux solaires en parallèle, la borne positive d'un panneau est connectée à la borne positive d'un autre panneau et les bornes négatives des deux panneaux sont connectées ensemble.

Le câblage des panneaux solaires en parallèle entraîne une augmentation de l'ampérage, mais la tension reste la même. Ainsi, si vous câbliez les mêmes panneaux qu'auparavant en parallèle, la tension du système resterait à 40 volts, mais l'ampérage augmenterait à 10 ampères.

Le câblage en parallèle vous permet d'avoir plus de panneaux solaires qui produisent de l'énergie sans dépasser les limites de tension de fonctionnement de votre onduleur. Les onduleurs ont également des limites d'ampérage, que vous pouvez respecter en câblant vos panneaux solaires en parallèle.

Comment les panneaux solaires câblés en série se comparent-ils aux panneaux solaires câblés en parallèle ?

Un régulateur de charge est un facteur déterminant lorsqu'il s'agit de câbler des panneaux solaires. Les régulateurs de charge MPPT (Maximum Power Point Tracking) servent à câbler les panneaux solaires en série, tandis que les régulateurs de charge PWM (Pulse Width Modulation) servent à câbler les panneaux solaires en parallèle.

Pour comprendre comment fonctionne le câblage en série par rapport au câblage en parallèle, réfléchissons un instant à la façon dont les lumières de Noël fonctionnaient auparavant.
Si une ampoule brûlait, se détachait de sa douille ou se cassait, toute la guirlande ne s'allumait pas.

C'est parce que les lumières étaient câblées en série. Il fallait alors localiser l'ampoule défectueuse et la remplacer ou la remettre en place pour que le guirlande lumineuse fonctionne à nouveau.

Aujourd'hui, la plupart des guirlandes lumineuses de Noël sont équipées d'une forme de câblage parallèle qui permet aux guirlandes lumineuses de rester allumées même lorsqu'il y a un fauteur de trouble dans la guirlande.

Les circuits câblés en série fonctionnent de la même manière pour les panneaux solaires.

En cas de problème de connexion d'un panneau en série, l'ensemble du circuit tombe en panne. Pendant ce temps, un panneau défectueux ou un fil mal branché dans un circuit parallèle n'aura pas d'impact sur la production des autres panneaux solaires.

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Démarrons

Câblage des panneaux solaires lors de l'utilisation d'un onduleur à branche

Les onduleurs à branche ont une fenêtre de tension nominale dont ils ont besoin pour fonctionner. Ils ont également un courant nominal dont l'onduleur a besoin pour fonctionner correctement.
Les onduleurs en chaîne sont équipés de trackers de point de puissance maximale (MMPT) qui peuvent faire varier le courant et la tension pour produire la plus grande quantité de puissance possible.

Dans la plupart des panneaux solaires cristallins, la tension de circuit ouvert est d'environ 40 volts. La plupart des onduleurs à branche ont une fenêtre de tension opérationnelle comprise entre 300 et 500 volts.

Cela signifie que lors de la conception d'un système, vous pourriez avoir entre 8 et 12 panneaux en série.
Tout dépassement dépasserait la tension maximale que l'onduleur pourrait supporter.
Le fait est que la plupart des systèmes de panneaux solaires sont plus grands que 12 panneaux. Donc, pour avoir plus de panneaux dans le système, vous pourriez câbler une autre série de panneaux, et connecter ces séries en parallèle.

Cela vous permet d'avoir le bon nombre de panneaux pour répondre aux besoins énergétiques de votre maison, sans dépasser les limites de votre onduleur.

Quel câblage fonctionne le mieux - en série ou en parallèle ?

En théorie, le câblage en parallèle est une meilleure option pour de nombreuses applications électriques, car il permet un fonctionnement continu des panneaux, même si l'un d'entre eux fonctionne mal.

Mais ce n'est pas toujours le meilleur choix pour toutes les applications. Vous devrez peut-être aussi satisfaire à certaines exigences de tension pour que votre onduleur puisse fonctionner.
Un équilibre critique entre la tension et l'ampérage doit être atteint pour que votre installation solaire fonctionne au mieux de ses performances.

Ainsi, dans la plupart des cas, un installateur solaire concevra votre panneau solaire avec un hybride de connexions en série et en parallèle.

Pouvez-vous ajouter des panneaux solaires supplémentaires à votre système existant ?

Il est toujours préférable d'opter pour une installation complète dès le départ lorsque vous installez un système solaire résidentiel. L'utilisation d'une calculatrice solaire permet d'estimer les coûts de votre système solaire et vos besoins en énergie afin de déterminer avec précision le nombre de panneaux que vous devriez avoir dans votre système.
Toutefois, si vous étiez limité par votre budget ou si vous aviez sous-estimé vos besoins futurs en électricité lors de l'installation de vos panneaux photovoltaïques, vous pourriez envisager d'ajouter des panneaux supplémentaires à votre système existant.
Si vous envisagez d'étendre votre système photovoltaïque solaire dans le futur, vous devez concevoir votre système en gardant cela à l'esprit. Afin de pouvoir accueillir plus de panneaux à l'avenir, vous devriez disposer d'un onduleur surdimensionné.

L'utilisation de micro-onduleurs ou d'optimiseurs modifie-t-elle la façon dont les panneaux solaires sont câblés ?

L'utilisation de micro-onduleurs ou d'optimiseurs dans la conception de votre système solaire peut vous aider à éviter les limitations de taille des onduleurs en chaîne. En connectant chaque panneau à son propre micro-onduleur, votre système peut être étendu un panneau à la fois.
Cela peut être fait avec les onduleurs en chaîne existants qui sont au maximum de leur capacité, à condition que les panneaux supplémentaires soient câblés du côté CA de l'onduleur en chaîne.

Comment raccorder les panneaux solaires au réseau ?

Une autre considération entre le câblage en série et le câblage en parallèle est la quantité de fils utilisés pour connecter le système solaire au réseau. Un circuit câblé en série utilisera un seul fil pour la connexion. Un système câblé en parallèle utilisera plusieurs fils pour le connecter au réseau.

Série ou parallèle - pourquoi ne pas avoir les deux ?

La principale chose à retenir est que le câblage en série augmentera votre tension, tandis que le câblage en parallèle augmentera votre ampérage.

La tension et l'ampérage doivent tous deux être pris en compte lors de la conception de votre système, en particulier lorsqu'il s'agit de trouver l'onduleur qui vous conviendra le mieux.
La plupart du temps, un installateur solaire choisira de concevoir un système avec des connexions en série et en parallèle.

Cela permet au système de fonctionner à une tension et un ampérage plus élevés, sans surcharger l'onduleur, afin que vos panneaux solaires puissent fonctionner au mieux.