Exemple de dimensionnement d'onduleur, calcul (ex1)
De Arebor-Energie.
Catégorie:Installation photovoltaïque autonome
Cette étape est relativement indépendante des précédentes. La puissance des modules photovoltaique et la capacité des batteries n'influent pas sur le dimensionnement du convertisseur de courant. Nous n'utiliserons pour cela que les données de départ, à savoir la puissance des appareils électriques que l'on veut alimenter.
Rappelons que nos occupants ont besoin d'énergie pour l'éclairage de la maison, la recharge des appareils portables (téléphone et ordinateur), l'alimentation d'un poste radio et d'un petit réfrigérateur.
Choix du convertisseur
La documentation technique de ces appareils nous renseigne sur leur consommation:
Ampoule basse consommation : 11W (maximum 5 sur 8 utilisées en même temps)
Téléphone portable : 25W
Ordinateur portable : 300W
Poste radio : 50W
Réfrigérateur : 50W avec des pointes de quelques secondes à 200W lorsque le moteur se met en marche.
La tension d'entrée : c'est la même que la tension des batteries ou du régulateur soit 12VDC.
La tension de sortie : en France nous utilisons du 220/230 VAC, 50Hz
La puissance nominale : pour la calculer, il suffit de faire la somme de la puissance des appareils électriques : (11 x 5) + 25 + 300 + 50 + 50 = 480W. Pour l'instant, on ne tient pas compte des piques de consommation du réfrigérateur. On n'utilise que la puissance « normale ». A priori, nous avons besoin d'un régulateur de 480W. Cependant, ce chiffre est ce dont on a besoin si tous les appareils fonctionnent en même temps. Si on se force à les utiliser les uns après les autres, on peut réduire la puissance nominale de l'onduleur.
La puissance maximale : c'est dans ce calcul que nous allons nous servir des piques de consommation du réfrigérateur. La démarche est la même : (11 x 5) + 25 + 300 + 50 + 200 = 630W. Il faut donc choisir un convertisseur supportant des pointes à 630W. Sachant que nous avons un onduleur de 480W, et qu'il peut très bien fournir le double de puissance pendant quelques secondes (soit 480 x 2 = 960W), il n'y a donc rien à modifier dans notre choix.
Le rendement : Il faut s'orienter vers un convertisseur ayant un rendement de 90% minimum. Dans le cas contraire, les pertes seraient trop importantes.
La forme du signal : En théorie, les appareils de notre exemple peuvent être alimentés par un courant pseudo-sinus, ce qui réduira fortement le coût de l'onduleur. Cependant, cela dépend beaucoup de l'âge des appareils et de leur qualité (les nouvelles générations et les produits moyen/haut de gamme sont plus tolérants).
Utilité du convertisseur
Il n'est pas nécessaire d'avoir un convertisseur de courant dans son installation photovoltaïque. Dans notre exemple, tous les appareils pourraient fonctionner en 12VDC. C'est un choix d'ordre économique : le prix de l'onduleur est relativement élevé, et une partie de l'électricité transformée est perdue (environ 10%). D'un autre côté, le remplacement des appareils coûte peut être encore plus cher...
Le téléphone portable et l'ordinateur fonctionnent déjà grâce à du courant continu (DC). On les branche sur le secteur (220Vac) pour les recharger, mais il y a un convertisseur dans le cordon qui transforme l'alternatif en continu. Autrement dit, le courant de votre système photovoltaique serait modifié 2 fois, avec toutes les pertes que cela représente, pour au final revenir au point de départ. Il suffirait de trouver un chargeur proposant la bonne tension pour faire de grandes économies.
Les réfrigérateurs, postes radio et ampoules basses consommation se trouvent facilement dans le commerce sous une tension continue.
Pour finir, on pourrait envisager un double circuit électrique, avec une partie des appareils fonctionnant en 12Vdc et l'autre en 220Vac. Cela permettrait de réduire la taille du convertisseur.
Vous pouvez passer à la sixième et dernière étape en suivant ce lien.
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