Comment connecter plusieurs panneaux solaires｜Mieux vaut-il les connecter en série ou en parallèle ?

Introduction

Avec l'adoption généralisée de la technologie solaire, connecter efficacement les panneaux solaires est devenu un enjeu crucial. Les panneaux solaires peuvent être connectés en série ou en parallèle, chacun présentant des avantages et des scénarios spécifiques. Cet article détaille les concepts, les méthodes de sélection et les scénarios d'application des connexions de panneaux solaires en série et en parallèle, vous aidant ainsi à mieux comprendre et à choisir la méthode de connexion appropriée.

Qu'est-ce qu'une connexion de panneau solaire en série ?

En connectant la borne positive d'un panneau solaire à la borne négative d'un autre, on crée une connexion en série. Ce type de connexion forme un circuit photovoltaïque. Les panneaux solaires en série augmentent la tension globale du système tout en maintenant le courant constant, ce qui est idéal pour les systèmes nécessitant une tension élevée.

Lorsque des panneaux solaires sont connectés en série, leur tension s'additionne tandis que le courant reste constant. Augmenter la tension du panneau solaire est essentiel, car les systèmes photovoltaïques doivent fonctionner à une certaine tension pour que l'onduleur fonctionne correctement. Il est donc possible de connecter des panneaux solaires en série pour répondre aux exigences de tension de fonctionnement de l'onduleur.

Qu'est-ce qu'une connexion de panneau solaire parallèle ?

Dans une connexion en parallèle, les bornes positives et négatives de deux panneaux solaires sont connectées ensemble. Le fil positif est connecté au connecteur positif d'un boîtier de raccordement, et le fil négatif au connecteur négatif. Lorsque plusieurs panneaux solaires sont connectés en parallèle, ils forment un circuit de sortie photovoltaïque.

Les panneaux solaires en parallèle augmentent le courant global du système tout en maintenant la tension inchangée, ce qui convient aux systèmes nécessitant un courant plus élevé. Les connexions en parallèle augmentent le courant tout en maintenant la tension. Ce câblage permet d'installer davantage de panneaux solaires sans dépasser les limites de tension de fonctionnement de l'onduleur. Les onduleurs ont également des limites de courant, qui peuvent être respectées en connectant les panneaux solaires en parallèle.

Différences entre les connexions de panneaux solaires en série et en parallèle

Les panneaux solaires connectés en série ajoutent de la tension au système, maintenant le courant inchangé, tandis que les panneaux solaires connectés en parallèle ajoutent du courant au système, maintenant la tension inchangée.

Explication de la connexion en série :

Si vous devez connecter des panneaux solaires en série, suivez le schéma ci-dessous. Après la connexion en série, la tension du système s'additionne et le courant reste constant. Par exemple, connecter trois panneaux solaires avec une tension nominale de 20 V et un courant nominal de 5 A fournira 60 V et 5 A au régulateur solaire. Assurez-vous que la tension de sortie du circuit est inférieure à la tension d'entrée maximale autorisée du régulateur.

Le régulateur de charge est un facteur déterminant dans le câblage des panneaux solaires. Un régulateur de charge à suivi du point de puissance maximale (MPPT) est utilisé pour les connexions en série, tandis qu'un régulateur de charge à modulation de largeur d'impulsion (PWM) est utilisé pour les connexions en parallèle.

Les connexions en série fonctionnent de manière similaire à celles des panneaux solaires. Si un panneau solaire d'un circuit série rencontre un problème, l'ensemble du circuit tombera en panne. En revanche, dans un circuit parallèle, un panneau défectueux ou un fil mal branché n'affectera pas la production des autres panneaux. La méthode de câblage dépend du type d'onduleur utilisé.

Explication de la connexion parallèle :

Pour les connexions en parallèle, connectez toutes les bornes positives au connecteur de dérivation photovoltaïque et toutes les bornes négatives à un autre connecteur de dérivation. Après la connexion en parallèle, le courant du système s'additionne et la tension reste inchangée. Par exemple, connecter trois panneaux solaires avec une tension nominale de 20 V et un courant nominal de 5 A fournira 20 V et 15 A au contrôleur solaire. Assurez-vous que le courant maximal du circuit se situe dans la plage acceptable du contrôleur et que la tension de sortie respecte la tension minimale de démarrage du contrôleur sans dépasser sa tension d'entrée maximale autorisée.

Les circuits parallèles nécessitent un câblage plus épais en raison des limites de tension, et l'utilisation d'un contrôleur de charge PWM est plus adaptée aux connexions parallèles.

Exemple avec 2 panneaux :

Pour deux panneaux rigides de 100 W, 20 V :

• En série, la puissance totale est de 200 W et la tension en circuit ouvert sera de 20 V × 2 = 40 V.
• En parallèle, la puissance totale est de 200 W, la tension reste à 24 V et le courant augmente.

Comment choisir entre les connexions de panneaux solaires en série et en parallèle ?

Le choix entre les connexions en série et en parallèle dépend de divers facteurs, notamment les exigences de tension et de courant, les besoins de puissance de sortie, l'espace disponible et la compatibilité des composants.

Avantages de la série :

1. Dans un environnement à faible luminosité, la connexion en série est plus efficace..
2. La connexion en série nécessite moins de fils, ce qui permet de réduire le coût des fils et est plus économique..
3. En raison de la tension de sortie plus élevée, la connexion en série peut réduire la perte de puissance causée par la transmission longue distance..

Inconvénients de la série :

1. La mise en place d'une connexion en série, une fois que les panneaux solaires sont partiellement ombragés ou que la production est réduite, peut affecter la production de l'ensemble du système..
2. Un système connecté en série nécessite un onduleur résistant aux hautes tensions..

Avantages parallèles :

1. Avec une connexion parallèle, l'ensemble du système est moins affecté par l'ombrage ou la réduction de la puissance des panneaux solaires individuels et est plus stable..
2. La tension de sortie inférieure d'un circuit parallèle signifie qu'il y a moins de risque de conditions électriques potentiellement dangereuses (telles qu'un arc électrique) dans le système.
   Inconvénients.

Inconvénients parallèles :

1. Les systèmes parallèles nécessitent plus de câblage et une installation plus complexe..
2. Dans un système parallèle, s'il y a différents panneaux solaires, les panneaux solaires les plus puissants peuvent surcompenser les panneaux solaires les plus faibles, ce qui affectera l'efficacité du système..

Résumé des connexions en série et en parallèle :

Si votre environnement d'installation bénéficie d'un bon éclairage avec un minimum d'ombrage, les connexions en série peuvent réduire les coûts de câblage. En revanche, si l'environnement est instable et que l'ombrage est fréquent, les connexions en parallèle offrent une plus grande stabilité, le circuit étant moins affecté par les perturbations locales. Pour des performances optimales, envisagez une connexion hybride combinant des méthodes série et parallèle pour équilibrer les sorties de tension et de courant, adaptée aux exigences spécifiques de votre application.

Exemple : Suggestion d'installation du système tout-en-un OKEPS

Pour leSystème tout-en-un OKEPSavec une tension d'entrée photovoltaïque maximale de 120 V et une puissance de 1 500 W, nous recommandons d'utiliser sixPanneaux photovoltaïques flexibles 20 V, 5 AEn série. Pour plus de puissance, vous pouvez utiliser jusqu'à 12 panneaux photovoltaïques en parallèle. Veuillez nous le préciser lors de votre demande et nous vous fournirons un faisceau de câbles supplémentaire pour la connexion en parallèle de vos panneaux photovoltaïques.

Configuration hybride :

Outre une connexion série-parallèle unique, il existe également une connexion combinant les deux : une configuration hybride. Les configurations hybrides et les connexions série-parallèle permettent d'équilibrer les sorties de tension et de courant afin de répondre aux exigences d'une application donnée. Il est à noter que les configurations hybrides ne peuvent être composées que d'un nombre pair de panneaux solaires.

Prenons l'exemple d'un navire équipé de quatre panneaux solaires : deux panneaux solaires sont disposés à bâbord et les deux autres à tribord. Les panneaux solaires gauche et droit sont connectés en série, puis les deux circuits en série et en parallèle sont connectés pour une configuration hybride. Ce mode de connexion est particulièrement adapté aux voiliers.

Quels sont les avantages et les inconvénients de connecter des panneaux solaires en série et en parallèle ?

Les panneaux solaires connectés en série peuvent permettre d'économiser sur les coûts de câblage, mais il convient de noter qu'une fois les panneaux solaires connectés en série, la production d'énergie globale du système sera affectée en cas d'ombrage localisé.

Les panneaux solaires connectés en parallèle augmenteront le courant et nécessiteront plus de fils que la connexion en série, mais après la connexion en parallèle des panneaux solaires, si l'un des panneaux est endommagé et perd la capacité de produire de l'électricité, cela n'affectera pas le système global de production d'électricité, et les panneaux solaires installés dans les autres branches pourront également fonctionner normalement.

Des panneaux solaires de différentes tailles peuvent-ils être connectés en série ou en parallèle ?

Oui, tant que la tension en circuit ouvert après connexion en série ne dépasse pas la valeur maximale du contrôleur à basse température.

Cependant, OKEPS déconseille de connecter des panneaux solaires de spécifications différentes en série ou en parallèle. Lorsque des panneaux solaires de spécifications différentes sont connectés en série, le courant du circuit sera proche de celui du panneau solaire le plus faible ; et lorsque des panneaux solaires de spécifications différentes sont connectés en parallèle, la tension du circuit tendra à être celle du panneau solaire le plus faible. Il en résulte une perte pour les panneaux solaires les plus puissants du circuit.

Conclusion

Quelle que soit la méthode de connexion choisie, il est conseillé d'utiliser autant que possible des panneaux solaires présentant des spécifications identiques afin de garantir une tension et un courant nominaux uniformes. Ceci afin d'éviter toute interaction entre différents panneaux, réduisant ainsi l'efficacité du système ou les endommageant. Par ailleurs, le raccordement des panneaux solaires doit être effectué avec un contrôleur et un câble appropriés pour garantir un fonctionnement sûr et fiable du système. Chaque méthode de connexion présente des avantages spécifiques ; lors du processus de connexion, vous pouvez choisir en fonction de vos besoins et des exigences du système.