LES PANNEAUX SOLAIRES
Nos testeurs vont publier progressivement une série d'articles portant
sur les chargeurs et panneaux solaires qu'ils ont actuellement en testing.Il y aura notamment :
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Sur le créneau des ultra-légers permettant de recharger un cellulaire, un GPS ou des piles AA :
Powermonkey Explorer :
http://www.ecotech-solutions.fr/fr/primate-power/powermonkey-explorer.htmlPowerFilm USB+AA :
http://www.powerfilmsolar.com/beprepared/-
Et ensuite des solutions un peu plus puissantes permettant de charger également des batteries d'appareil photo ou de caméra :
Globetrotter Pro :
http://www.websolaire.com/boutique/fiche_produit.cfm?ref=745&type=48&code_lg=lg_fr&num=151Flexcell 7W :
http://www.flexcell.com/index.php?option=com_content&task=view&id=66&Itemid=46-
Et enfin des solutions permettant de charger un notebook - donc nettement plus puissantes :
Powergorilla+Solargorilla :
http://www.websolaire.com/boutique/fiche_produit.cfm?ref=559&type=67&code_lg=lg_fr&num=271 +
http://www.websolaire.com/boutique/fiche_produit.cfm?ref=560&type=48&code_lg=lg_fr&num=151PowerFilm F15 – 1200 / 20 Watts :
http://www.websolaire.com/boutique/fiche_produit.cfm?ref=447&type=3&code_lg=lg_fr&num=1C'est donc l'occasion de rappeler les infos de base utiles sur les panneaux et chargeurs solaires, et les questions qui y sont rattachées.
Les différentes technologies des cellules photovoltaïquesUne cellule photovoltaïque transforme l’énergie lumineuse du soleil en courant électrique grâce au matériau semi-conducteur qu’elle contient.
 | | Silicium monocristallin C'est la technologie la plus ancienne. Elle a fait ses preuves et offre un excellent rendement. Inconvénients : le prix élevé, les cellules rigides donc pas de panneaux souples, le rendement qui chute par temps nuageux ou éclairage oblique, ainsi qu'avec une température trop élevée. |
 | | Silicium multicristallin Fabriqué à partir de chutes de panneaux à cellules en silicium monocristallin. Donc moins cher. Par contre, le rendement est légèrement moins bon. Sinon grosso modo les caractéristiques sont les mêmes. |
 | | Silicium amorphe, CIS, CIGS, CdTe Voici les technologies utilisées pour les panneaux solaires souples destinés aux sports Outdoor. Avantages : panneaux souples, légers et résistants, qui conservent par temps nuageux un rendement relativement constant et suffisant, ou par température élevée (ce qui compense un rendement généralement moins élevé que les panneaux rigides à cellules en silicium monocristallin) Inconvénients : prix encore élevés - surtout sur les panneaux puissants (20, 30, 60W) |
Comment choisir le panneau qui convient à votre usage Avant de rentrer plus avant dans les détails relatifs aux caractéristiques techniques de vos appareils électroniques, et des chargeurs solaires compatibles, il vous faut déterminer la puissance de charge dont vous avez besoin.
Donc préalablement déterminer quels appareils électroniques vous souhaitez pouvoir recharger ou alimenter, et combien de temps à l'utilisation vous dure généralement une recharge classique sur secteur pour chaque appareil.
Par exemple, si vous emmenez simplement un téléphone mobile que vous laissez en veille et que vous rechargez normalement disons une fois par semaine, avec un panneau solaire de poche de 5W vous serez impeccable.
Si vous emmenez un GPS qui a besoin d'être chargé une fois par jour, un APN dont la batterie vous fait 3 jours d'utilisation maxi, plus un téléphone mobile que vous rechargez une fois par semaine, là déjà vous avez besoin de passer dans une gamme de puissance supérieure pour pouvoir recharger tout ce matériel assez rapidement...
« Dans l'absolu » :
La durée D de charge avec le panneau solaire (h) = capacité C de la batterie (mAh) / Intensité I du panneau (mA)
Par exemple, pour une batterie Li-ion qui indique 1800 mAh à recharger avec un panneau solaire qui indique 1200 mA comme le
Powerfilm R15-1200, on obtient « dans l'absolu » un temps de charge de 1 heure et demie.
Pourquoi « dans l'absolu » ? Parce qu'afin d'éviter d'endommager la batterie à charger, on ne la charge pas en direct sur le panneau solaire mais on utilise le chargeur fourni avec, ou un équivalent avec la connectique appropriée, et donc il y a une perte car ces chargeurs consomment une partie de l'énergie nécessaire à la charge...
Ceci-dit, la formule reste bonne pour avoir un ordre d'idée des temps de chargement en condition optimum, et donc pour évaluer ses besoins.
À gauche les caractéristiques d'une batterie Canon LP-E6 : 7,2V 1800mAh 13Wh, et à droite les caractéristiques de son chargeur : 8,4V 1,2ASachant que le paramètre clé est la durée dont vous disposez pour le rechargement, il vous faut prêter une attention particulière à l'Intensité délivrée par le panneau (exprimée en Ampères ou milliampères), et à sa puissance exprimée en Watts.
Plus l'intensité délivrée par le panneau est importante, moins vous aurez besoin de temps pour recharger votre matériel.
On laissera la tension de sortie du panneau (exprimée en Volts) de côté, estimant que l'on doit nécessairement utiliser les chargeurs et la connectique adaptés, et, pour une sécurité d'utilisation maximale, une batterie tampon intégrant un régulateur de tension.
Cependant, on notera que : recharger une batterie à l'aide de son chargeur à tension de sortie U nécessitera un panneau solaire de tension utile (Up) supérieure ou égale à U.
Avec pour Up = U une charge optimale, pour Up > U une charge possible mais pas optimale, et enfin pour Up < U charge impossible.
À l'utilisation : l'exposition au soleilIl faut essayer de privilégier au maximum l'exposition du panneau solaire durant les tranches horaires du milieu de journée.
En effet, on considère en général qu'une journée ensoleillée type (plein soleil sans nuages) offre 5 heures de plein soleil. Disons 5 heures d'exposition optimum.
Les meilleures conditions sont réunies au moment où le soleil est au zénith.
Le reste de la journée la distance d'atmosphère à traverser par le Soleil est considérablement plus grande et cela amoindrit d'autant la puissance du rayonnement qui nous parvient.
Autre élément à prendre en compte : l'angle du panneau solaire par rapport au Soleil.
Si vous êtes à proximité du panneau pendant la journée, l'idéal est de le pivoter régulièrement afin de suivre la course du Soleil. Les rayons doivent venir frapper le panneau selon un angle optimum de 90°.
Si vous laissez votre panneau en charge au camp de base pendant que vous partez crapahuter, l'idéal est d'orienter le panneau selon un axe Nord-Sud avec l'inclinaison de la latitude de l’endroit où vous vous trouvez (donc ici : regardant vers le Sud à un angle d'environ 45° par rapport à l'horizontale), comme cela vous avez une configuration optimum pour une exposition statique.
À l'utilisation : la chargeEn fonction du type de batterie utilisé pour alimenter un appareil électronique, on a une marge de tolérance plus ou moins grande à la surcharge.
Sur la plupart des appareils électroniques actuels, une insuffisance au niveau de la charge empêchera simplement le fonctionnement de l'appareil ou la recharge de la batterie.
Une surcharge, elle, provoquera presque toujours des dégâts irréversibles...
Le panneau solaire, en fonction des conditions d'ensoleillement délivre un courant d'intensité variable. On peut donc avoir successivement des conditions insuffisantes au niveau de la charge, suivies de surcharge quand l'intensité délivrée est à son maxima.
Les batteries lithium, par exemple, explosent si elles sont soumises à une surcharge trop importante, et comme elles sont désormais présentes dans une grande majorité d'appareils électroniques, il est important de respecter rigoureusement les précautions d'utilisation ; à savoir : recharger la batterie à l'aide de son chargeur attitré et
jamais au grand jamais en bricolant un branchement à l'arrache directement à la sortie du panneau solaire. On vous aura prévenu...

Pour éviter les risques liés à ces variations, on doit utiliser les chargeurs dédiés, fournis d'origine avec les appareils électroniques, ou leurs équivalents équipés de la connectique appropriée - prise allume-cigare par exemple.
À gauche un Pocket Charger Ansmann , et à droite un Digicharger Vario AnsmannL'avantage du chargeur qui est en fait un régulateur de tension, c'est qu'il permet :
- De normaliser une tension d'utilisation du système Panneau + chargeur, et donc de la rendre compatible avec les besoins de l'appareil ou de la batterie à recharger :
ex : panneau délivrant avant le « chargeur » environ 15 V --> chargeur « transformant ces 15 V » en 5 V --> utilisation pour charger une batterie de 5 V
- ET SURTOUT de rendre la tension de sortie du panneau indépendante des variations de charges imposées au-dit panneau (donc en fait aux variations d'appel de courant imposées par les diverses charges connectées au panneau).
ex: panneau délivrant 15 V avec un ampérage de 100 mA max théorique (mais en réalité dont la tension s'écroule dés qu'on commence a trop « tirer » dessus) --> chargeur (utopique et idéal au rendement de 1) délivrant 5 V avec un ampérage maxi de 300 mA --> utilisation avec une charge nécessitant 5 V et pouvant « exiger » une fourniture de courant variant entre 0 mA et 300 mA max...
En fait le chargeur transforme le panneau solaire (un générateur imparfait possédant une grande résistance interne) en un générateur « parfait » (sous certaines limitations : tension disponible plus faible, rendement <1 en réalité) ayant une résistance interne beaucoup plus faible.
Pour l'utilisateur de base, peu au fait en matière d'électricité et d'électronique, c'est la solution la plus sécuritaire pour son matériel.
Après si vous êtes calés, y'a moyen de bidouiller - c'est votre matos, vous gérez

Une autre solution sécuritaire et polyvalente à l'heure actuelle consiste à utiliser le panneau solaire pour recharger une batterie tampon intégrant un régulateur de tension qui va réguler le courant électrique et délivrer une tension constante et appropriée aux appareils électroniques qui y sont raccordés.
Les avantages de la batterie tampon


En haut à droite, une batterie tampon Powergorilla en train de se charger à partir d'un panneau solaire SolargorillaLa batterie tampon, on la met à charger durant la journée, elle stocke durablement l'énergie convertie par le panneau solaire et permet ensuite en toute sécurité d'alimenter ou de recharger les appareils électroniques.
Une fois l'énergie stockée, on peut recharger quand on le souhaite, notamment la nuit - ce qui est bien évidemment impossible quand on a juste un panneau solaire...
Les batteries tampon actuelles sont au lithium donc leur résistance au froid est excellente, et sur le long terme la décharge est très faible.
Cela permet d'être toujours opérationnel même lorsque les conditions météo sont défavorables durant plusieurs jours. Et gros avantage, grâce à la connectique fournie, on peut également les recharger sur prise secteur ou allume-cigare et donc refaire le plein à l'occasion d'un passage en zone civilisée...

La plupart des batteries tampon intègrent actuellement des mécanismes de protection.
Sur le
Powergorilla, par exemple, on trouve :
- Régulation / limitation du voltage
- Régulation / limitation de l'intensité du courant
- Protection contre les court-circuits
- Protection Anti-surcharge
- Protection Anti-décharge
- Protection Anti-surchauffe
(Le Powergorilla s'éteint automatiquement si la batterie interne se met à surchauffer
du fait d'une exposition prolongée au soleil ou à toute autre source de chaleur)
⇨ Pour les capacités de charge en sortie suivantes :
- 21,000 mAh en mode 5V
- 12,500 mAh en mode 8.4V
- 11,000 mAh en mode 9.5V
- 8,750 mAh en mode 12V
- 6,500 mAh en mode 16V
- 5,500 mAh en mode 19V
- 4,200 mAh en mode 24V
⇨ Intensité max en sortie :
- Mode 5V : 1A Max
- Mode 8.4V/9.5V/12V : 3A Max
- Mode 16V : 2.5A Max
- Mode 19V : 2.5A Max
- Mode 24V : 1.5A Max
Panneau solaire Vs BatteriesAlors bien évidemment se pose la question de la pertinence du panneau solaire comme source d'énergie...
En effet, l'on dispose aujourd'hui de batteries Lithium très performantes donc pourquoi ne pas tout simplement emporter plusieurs batteries de rechange préalablement chargées à bloc et qui permettront de tenir toute la durée du trip ?
C'est souvent la solution la moins onéreuse et qui subviendra aux besoins de la majorité des utilisateurs.
Ceci-dit, pour des voyages longs dans des conditions plus extrêmes (traversées de déserts chauds ou froids, périples en mer, etc.) l'intérêt est réel.
Également dans les pays du tiers-monde où l'approvisionnement en électricité est aléatoire, les solutions d'appoint à base de panneaux solaires seront d'un secours précieux.
Et bien sûr dans les situations de crise, ou conditions dégradées dans lesquelles on est amené à se retrouver quand on opère dans des zones un peu « chaudes » du globe...
Le panneau solaire est alors un back-up intéressant

Certains modèles sont « durcis » comme c'est le cas pour Powerfilm qui propose des produits répondant aux normes militaires et qui résistent bien à de nombreux types de dégradation tout en restant opérationnels :
http://www.powerfilmsolar.com/swf/shooting-video.swfJe tiens à remercier Lambda qui teste actuellement un panneau solaire souple Flexcell 7W et qui m'a aidé à rédiger cet article de présentation

Nous avions amorcé la discussion autour du Powermonkey Explorer ici :
http://www.davidmanise.com/forum/index.php/topic,33250
Je vous recommande chaudement un dossier très complet disponible sur
Carnets d'Aventures :
Dossier énergie solaire - L’énergie solaire au service du voyageur :
http://www.expemag.com/medias/solaire/panneaux_solaires.pdfLes produits testés sont un peu vieux puisque datant de 2007. Le marché a bien évolué depuis, mais les principes restent les mêmes...
Également le site
ni-cd.net : Le monde des accumulateurs et batteries rechargeables :
http://www.ni-cd.net/accusphp/index.phpUn site qui n'est plus mis à jour depuis plusieurs années, mais qui reste une vraie mine d'info encore largement d'actualité.
Plus quelques liens Wikipedia, pour aller plus loin :
(FR)
Cellule photovoltaïque :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Cellule_photovolta%C3%AFque(EN)
Solar cell :
http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell(EN)
Photovoltaics :
http://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaics(FR)
Cellule CIGS :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Cellule_CIGS(EN)
Copper indium gallium selenide :
http://en.wikipedia.org/wiki/Copper_indium_gallium_selenide(EN)
Cadmium telluride photovoltaics :
http://en.wikipedia.org/wiki/Cadmium_telluride_photovoltaics(FR)
Tellurure de cadmium :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tellurure_de_cadmium(EN)
Thin film solar cell :
http://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film_cell(FR)
Accumulateur lithium :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_lithium(EN)
Lithium-ion battery :
http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_batteryLe
Forum photovoltaïque, espace communautaire francophone dédié au solaire :
(plus orienté installation solaire pour l'habitation)
(FR)
Comment avoir la « vraie » puissance de son install :
http://forum-photovoltaique.fr/viewtopic.php?f=15&t=1194(FR)
Forum photovoltaïque :
http://forum-photovoltaique.fr/index.php