Production d'eau chaude en courant continu photovoltaïque

[pasc]

Souhaitant équiper ma maison en énergie photovoltaïque, je me suis posé la question de n'acheter que le nécessaire. Mon premier objectif était de remplacer la production d'eau chaude sanitaire de ma chaudière à gaz par un cumulus électrique alimenté par des panneaux. J'ai donc installé 6 panneaux de 270 W au sol dans mon jardin. J'ai acheté aussi un cumulus électrique. L'acquisition d'un onduleur m'est apparue comme un investissement tout aussi élevé qu'inutile ( mais j'y reviendrai car j'ai changé par la suite d'avis , enfin en partie ...) . Pourquoi ne pas utiliser tout simplement le courant continu fourni par les panneaux ? Un seul problème le thermostat de mon cumulus est fait pour ne commuter que de l'alternatif . En courant continu , il va amorcer et griller. Solution vite trouvée , mettre sur mon cumulus un contacteur thermique et commuter la puissance au moyen d'un transistor ( couplé avec un disjoncteur manuel , pour commuter la puissance aussi manuellement ). Pour la sécurité , pas de différentiel , la tension des panneaux est laissée flottante, pas de conséquence néfaste d'un défaut d'isolement . Voilà l'installation fonctionne depuis 4 mois . Au rythme des économies réalisées sur la facture de gaz , l'installation sera payée sur 3 ans.
Le courant continu , la solution pour de petites installations domestiques ?

[izentrop]

Bonjour et bienvenue Pasc,
Il y a déjà un sujet la dessus solaire-photovoltaique/cumulus-chauffe-avec-du-photovoltaique-t6792.html

Un seul problème le thermostat de mon cumulus est fait pour ne commuter que de l'alternatif

Normalement une résistance de cumulus n'est que faiblement inductive, donc pas de problème d'arc à la coupure.

[pasc]

Merci pour le message de bienvenue.
En fait le problème d'arc n'est pas lié directement à la nature peu inductive de la charge. En courant continu, le courant ne s'annule pas comme en courant alternatif, donc l'arc se maintient par effet Corona. D'ailleurs sur mon cumulus , j'ai voulu m'assurer de la chose et le thermostat du cumulus a bien amorcé. En fait il possède une sorte de protection thermique à bilame qui lui évite de brûler. Les systèmes électromécaniques ne fonctionnent pas , par contre les transistors commutent très bien le continu.
L'intérêt du courant continu est double dans ce genre d'application. D'une part le prix de l'installation d'autre part le rendement global de l'installation. D'abord il n'y pas de perte d'énergie par conversion ( elles sont aujourd'hui très faibles compte tenu des performances des transistors modernes ), mais surtout en ne régulant pas la tension , la puissance fournie à la charge, 'suit' la puissance disponible au niveau des panneaux, et donc le rendement de l'installation est considérablement amélioré. On peut faire la même chose en ne régulant pas l'alternatif ( je l'ai fait d'ailleurs et j'y reviendrai) mais c'est plus compliqué . En fait le principe d'une tension régulée est incontournable pour une distribution collective d'électricité, mais pour une production / consommation individuelle , il devient un handicap considérable.

[pasc]

Le sujet précédent sur la production d'eau chaude : solaire-photovoltaique/cumulus-chauffe-avec-du-photovoltaique-t6792.html
date un peu, à mon avis. Depuis, les données économiques ont bien changé surtout le prix des panneaux solaires. Je pense que l'on peut envisager du photovoltaïque aujourd'hui de manière rentable sans les coûts et la complexité des systèmes à échangeur à fluide.

[izentrop]

la puissance fournie à la charge, 'suit' la puissance disponible au niveau des panneaux et donc le rendement de l'installation est considérablement amélioré.

Un régulateur genre MPPT, je suppose ? On peut voir le schéma ?

Le rendement ne peut pas meilleur qu'en solaire thermique.

Pas si vieux, le sujet solaire-photovoltaique/cumulus-chauffe-avec-du-photovoltaique-t6792-20.html#p338444

[pasc]

Non , il n'y a pas de régulateur type MPPT. Pour ce type d'utilisation qui se veut la plus rustique. Mais il faut préciser ce que j'entends par ' rendement '. Le point optimum d'utilisation d'un panneau se situe à l'angle de sa caractéristique rectangulaire tension courant . Ce point fluctue en fonction du flux solaire. Grosso modo la tension est à peu près constante par contre le générateur de courant varie fortement. Donc si l'on a une charge fixe résistive ( U=R.I, une droite donc), le point de fonctionnement de l'ensemble se trouve aisément en traçant la droite de charge sur la caractéristique du panneau fournie par le constructeur. En l'absence de MPPT ( pas de batterie non plus , pourquoi stocker l'énergie sous forme chimique alors que le but est de la stocker dans l'eau du cumulus , ce qui ferait double emploi), ce point s'écarte de l'optimum ( l'angle supérieur du rectangle tension courant) quand le courant baisse, mais le chauffage fonctionne néanmoins. Par contre, si l'on met entre le panneau et la la charge un système à tension régulée alors , il ne peut fournir qu'une puissance constante P = V^2/ R et dès que la puissance solaire passe en dessous de ce seuil , il va disjoncter . C'est ce que j'entends par 'perte de rendement'. La suppression de ce régulateur de tension permet d'utiliser une puissance qui serait perdue ( je ne parle pas d'un système couplé au réseau).
Pour conclure , le standard 220 V alternatif régulé, n'est pas optimum pour exploiter des panneaux solaires en autoconsommation.

[pasc]

Effectivement je n'avais pas vu la dernière page: solaire-photovoltaique/cumulus-chauffe-avec-du-photovoltaique-t6792.html

Oui, c'est au coeur du sujet effectivement.Je suis d'accord avec l'orientation générale et l'idée que l'opération est tout à fait rentable. Par contre refaire un résistance chauffante me semble un peu compliqué et de toutes façons la commutation fiable du courant continu nécessite de modifier le cumulus, mais un commutateur électronique est bien plus simple à faire qu'une résistance chauffante immergée.

[izentrop]

si l'on met entre le panneau et la la charge un système à tension régulée alors , il ne peut fournir qu'une puissance constante P = V^2/ R et dès que la puissance solaire passe en dessous de ce seuil , il va disjoncter . C'est ce que j'entends par 'perte de rendement'.

Pour moi, la résistance doit être calculée au point de puissance maximal. Ensuite en effet, il faut adapter la tension aux bornes de la résistance en fonction du point de puissance et quoi de mieux qu'un MPPT pour ça ? https://fr.wikipedia.org/wiki/Maximum_p ... nt_tracker

[thibr]

il est dommage de prendre des panneaux photovoltaïque pour chauffer de l'eau
il est plus logique de faire de l'autoconsommation et éventuellement de chauffer l'eau uniquement avec le surplus qui n'est pas auto consommé

[GuyGadebois]

il est dommage de prendre des panneaux photovoltaïque pour chauffer de l'eau

D'autant plus qu'il existe d'excellents chauffe-eau solaires peu onéreux et qu'on peut aussi en fabriquer(DIY):
https://www.hellowatt.fr/chauffe-eau-so ... -thermique