Comment dimensionner un système solaire : onduleur, batteries et panneaux solaires

Au Nigéria et dans une grande partie de l’Afrique, les onduleurs sont généralement vendus en kVA, alors que les étiquettes des appareils et les fiches techniques parlent en watts. Le kVA mesure la puissance apparente. Le kW correspond à la puissance réelle que vos appareils peuvent consommer. Le lien entre les deux est le facteur de puissance : kW = kVA × facteur de puissance. De nombreux onduleurs sont conçus pour un facteur de puissance de 0.8 : un appareil de 5 kVA fournit donc environ 4 kW en continu. Les modèles plus récents fonctionnent souvent plus près de 1.0, ce qui signifie qu’un appareil de 5 kVA peut délivrer les 5 kW complets. Le seul moyen de le savoir est la puissance de sortie nominale indiquée sur la fiche technique : vérifiez cette ligne avant de dimensionner quoi que ce soit à partir du chiffre imprimé sur le carton.

Prenons une maison de trois chambres confrontée à des coupures de réseau fréquentes. L’éclairage, à 150 W pendant 6 heures, représente 900 Wh. Un réfrigérateur-congélateur consomme en moyenne environ 1,000 Wh par jour. Deux téléviseurs et un décodeur à 250 W pendant 5 heures ajoutent 1,250 Wh. Quatre ventilateurs de 75 W chacun pendant 8 heures consomment 2,400 Wh, et les ordinateurs portables, téléphones et le routeur environ 600 Wh. Cela donne environ 6,150 Wh par jour. La pointe est bien inférieure à la somme de toutes les puissances, car tout ne fonctionne pas en même temps. L’éclairage, le réfrigérateur, les téléviseurs, les ventilateurs et un ordinateur portable consomment ensemble environ 1 kW. Allumez en plus un climatiseur Inverter de 1 HP et la pointe monte à environ 2 kW. Notez que l’énergie du climatiseur n’est pas comprise dans les 6,150 Wh. Le faire tourner plusieurs heures chaque nuit change beaucoup le calcul des batteries : décidez donc tôt s’il sera branché sur le circuit solaire. Une bonne règle consiste à choisir un onduleur dont la puissance continue dépasse d’au moins 25% votre pointe réaliste, avec une capacité de surcharge qui couvre le démarrage du plus gros moteur. Pour cette maison, un onduleur de 3 kW suffit, climatiseur compris. Un modèle de 5 kW se justifie si un deuxième climatiseur ou une pompe à eau sont probables plus tard. Les onduleurs hybrides Pro IP65 d’EURONET existent en 3, 6, 10 et 16 kW, ce qui couvre la plupart des maisons et des petits commerces.

Divisez l’énergie journalière que les panneaux doivent fournir par vos heures d’ensoleillement crête, puis tenez compte des pertes réelles dues à la chaleur, à la poussière, au câblage et au contrôleur de charge. Un facteur de 0.75 est un point de départ raisonnable sous les climats chauds et poussiéreux. Les heures d’ensoleillement crête varient davantage qu’on ne le pense. Le sud côtier du Nigéria tourne souvent autour de 4 à 4.5 par jour, tandis que le nord du Nigéria, l’Arabie saoudite et les Émirats arabes unis dépassent généralement 5.5. Des outils gratuits comme le Global Solar Atlas donnent ce chiffre pour n’importe quel site. Pour la maison type à Lagos : 6,150 Wh ÷ 4.5 ÷ 0.75 ≈ 1,820 W. En arrondissant, cela fait environ 2 kW de panneaux, par exemple quatre ou cinq modules de 400 à 550 W, selon leur adéquation avec l’entrée de l’onduleur. Ce dernier point est important. La tension de chaque chaîne doit rester dans la plage MPPT de l’onduleur aussi bien les jours les plus chauds que les plus frais, car la tension des panneaux baisse quand la température augmente. Les fiches techniques de l’onduleur et des panneaux indiquent les limites.