Installation solaire photovoltaïque (PV) pour camping-car DIY : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Ce qui suit est un didacticiel expliquant comment installer un système solaire photovoltaïque (PV) pour un camping-car, une camionnette ou un camping-car de bricolage. Les exemples, images et vidéos présentés sont spécifiques au camping-car coulissant personnalisé que je construis pour mon pick-up de 6 pieds, mais ils devraient offrir une ligne directrice à quiconque tente de faire un type d'installation solaire similaire. De nombreuses étapes et composants du système peuvent être trop compliqués ou inutiles pour le type d'installation que vous effectuez. Suivez chaque étape et incluez des composants à votre discrétion. La sécurité, cependant, n'est PAS facultative! NE PAS travailler avec des fils CHAUDS !! Tous les circuits doivent avoir une sorte de protection contre les défauts (fusibles/disjoncteurs) et des capacités d'isolement.

Étape 1: Dimensionnement du système

La première étape de la mise en place d'un système solaire photovoltaïque (PV) pour un camping-car ou un camping-car consiste à calculer la quantité d'énergie qui sera consommée par tous les appareils électriques à connecter. Des hypothèses devront être faites quant au nombre d'heures par jour de fonctionnement de chaque appareil (puissance absorbée). En raison de la perte d'énergie lors de la conversion du courant continu 12 volts (CC) en courant alternatif 120 volts (CA), il est recommandé d'éviter d'utiliser des appareils 120 V CA dans la mesure du possible et d'utiliser plutôt des appareils 12 V CC.

L'information la plus importante est de déterminer les ampères (A) qui seront consommés par chaque appareil et pendant combien d'heures (h) il fonctionnera, car les tailles de batterie sont fournies en ampères-heures (Ah). C'est toujours une bonne idée de surestimer les heures pour être certain que vous dimensionnerez correctement votre parc de batteries. Cependant, certains appareils nécessiteront une alimentation 120 V CA, un onduleur sera donc toujours nécessaire. Lors de la détermination de la consommation électrique requise pour les appareils 120 V CA, une bonne règle empirique consiste à supposer une efficacité de conversion de 80 % pour l'onduleur. La puissance tirée d'un appareil 120V AC peut généralement être trouvée sur l'alimentation ou sur l'appareil lui-même. Un exemple est montré où trouver la puissance sur l'alimentation et comment calculer la consommation de 12 V pour deux ordinateurs portables.

Une fois que les besoins en énergie totale ont été déterminés, les capacités de la batterie peuvent être choisies pour répondre à ces besoins en énergie (l'exemple ci-dessus montre que j'aurais besoin de 305 Ah par jour). Les tailles (puissance) des panneaux solaires peuvent également être déterminées en calculant les watts-heures d'énergie produits par les panneaux (en supposant dix heures de soleil par jour), puis en les convertissant en ampères-heures en divisant par 12V. Un tableau est inclus avec les appareils et les exigences d'alimentation pour le camping-car que je construis. Il est recommandé de configurer une feuille de calcul avec les équations fournies pour faciliter le dimensionnement du système.

L'étape suivante consiste à créer un schéma de câblage et à déterminer quels appareils peuvent/devraient être sur des circuits partagés ou avoir leur propre circuit isolé.

Étape 2: créer un schéma de câblage

Le schéma de câblage n'a pas besoin d'être réalisé à l'aide d'un logiciel informatique avec des images réelles des appareils à connecter, comme dans l'exemple. Le schéma de câblage peut être dessiné à la main et des mots, des chiffres ou un système de codage (par exemple AC pour le climatiseur ou FB10 pour la boîte à fusibles-10A) peuvent être utilisés à la place des images. Il est impératif que le diagramme soit clairement compréhensible pour toute personne travaillant sur le système.

Le système se compose de quelques composants nécessaires:1. Panneaux solaires (connectés en parallèle [(+) à (+) & (-) à (-)] pour 12V, ou en série [(+) à (-)] pour des tensions plus élevées).2. Contrôleur de charge (contrôle l'entrée des volts et des ampères vers les batteries pour éviter les surcharges/dommages).3. Banque de batteries (si vous utilisez plus d'une batterie 12 V, connectez toutes les batteries en parallèle, en désignant une batterie principale pour toutes les autres connexions - le contrôleur de charge, l'onduleur et les circuits 12 V doivent être connectés uniquement à la batterie principale, pas aux batteries secondaires). 4. Coupe-circuits/fusibles (connectés en ligne pour couper l'alimentation en cas d'urgence ou pour travailler sur le système).5. Boîte à fusibles (utilisée pour les appareils 12V pour éviter une consommation électrique excessive qui peut endommager le système ou d'autres appareils).6. Onduleur (convertit l'alimentation 12V DC en alimentation 120V AC).7. Appareils électriques (connectés à 12V DC ou 120V AC si nécessaire).

Au minimum, des coupe-circuits (de préférence combinés à un fusible) doivent être connectés entre les panneaux solaires et le contrôleur de charge, ainsi qu'entre les batteries et les appareils électriques primaires (boîte à fusibles et onduleur). Dans cet exemple, l'onduleur est livré avec un fusible et possède un interrupteur intégré situé à l'arrière de l'appareil, de sorte qu'un coupe-circuit séparé n'est pas nécessaire. Pour plus de sécurité, un autre coupe-circuit peut être installé entre le contrôleur de charge et les batteries, permettant une isolation complète de tous les composants du système si vous le souhaitez. Des coupe-circuits doivent toujours être installés sur la ligne de tension positive reliant les composants.

Circuits partagés ou circuits isolés: Le choix des lignes électriques à mettre sur le même circuit ou à conserver sur leur propre circuit vous appartient entièrement. Vous voudrez peut-être isoler les lignes électriques par leur emplacement (avant, arrière, etc.), la quantité d'ampérage ou le type de circuit (lumières, pompes à eau, prises 12 V, etc.). Les appareils qui tirent de grandes quantités d'ampérage doivent être isolés sur leur propre fusible. Je recommande que tout appareil unique tirant plus de 5 ampères soit placé sur un circuit isolé. Les appareils qui consomment moins d'ampères peuvent être combinés sur des circuits partagés. Assurez-vous simplement de les mettre sur un fusible qui dépasse l'ampérage total possible si tous les appareils sont alimentés simultanément. Par exemple, les lampes LED 12V (dont il y en a 12 au total) tirent chacune 3W de puissance, ce qui signifie qu'elles consomment 0,25A de courant (3W / 12V = 0,25A). En supposant que chaque LED soit allumée en même temps, le total des ampères serait de 0,25A * 12 = 3A. Avec cela comme ampères maximum tirés par toutes les LED, il est sûr de mettre toutes les lumières plus un petit ventilateur (0,25 A) pour la salle de bain (totalisant 3,25 A) ensemble sur un circuit 5 A (fusible dans la boîte à fusibles). Remarque: Les tailles de fusible standard consistent généralement en 5, 10, 15 et 20 ampères. Assurez-vous de ne pas dépasser les capacités d'ampérage de chaque port de la boîte à fusibles, ainsi que les ampères totaux pour la boîte à fusibles (par exemple, la boîte à fusibles que j'utilise est de 8 ports, peut gérer 30 A par port et 100 A au total). Déterminez d'abord combien d'appareils seront combinés sur leur propre circuit avant de décider de la taille (nombre de ports) de la boîte à fusibles à acheter.

Une fois le schéma de câblage établi, tous les composants pris en compte et les dispositifs de sécurité nécessaires inclus, l'installation peut commencer.

Étape 3: Installer le câblage (déconnecté)

Outre l'installation des fils des panneaux solaires à l'emplacement central des principaux composants électriques (contrôleur de charge, batteries, boîte à fusibles, onduleur, etc.), cette étape peut être ignorée si une installation de câblage complète n'est pas nécessaire. En cas d'installation sur un camping-car ou un camping-car entièrement construit, par exemple, l'installation de fils peut même ne pas être possible. Pour le camping-car que je construis à partir de zéro, cependant, je voulais différents points de vente à certains endroits du camping-car. Ce n'est pas nécessaire, cependant, et peut être laissé à votre préférence.

Pour le câblage entre les composants principaux (batterie, circuits de batterie 12V, onduleur de batterie, etc.), assurez-vous d'utiliser un gros fil (j'utilise un calibre 4) qui peut facilement gérer l'ampérage qui le traverse. Pour le câblage 12V, assurez-vous d'utiliser un fil qui peut gérer l'ampérage et la distance des lignes. J'utilise du calibre 10, ce qui peut être un peu exagéré, mais il vaut mieux prévenir que guérir.

L'installation du câblage et des prises est une étape facultative. Tous les raccordements peuvent être effectués au niveau du coffret électrique central. Une multiprise/protecteur de surtension peut être connecté à l'onduleur, et tous les appareils 120V peuvent s'y connecter. Les prises 12V (fiches allume-cigare) peuvent être connectées directement à la boîte à fusibles (ou au bus 12V si des fusibles en ligne sont inclus, ce qui était le cas pour les prises 12V que j'ai achetées).

Installez tout le câblage, les interrupteurs et les prises. NE PAS connecter de fils dans le boîtier électrique central ou aux panneaux solaires. Les connexions PEUVENT être effectuées aux prises d'utilisation finale (prises et appareils) et aux interrupteurs pour les lumières et les appareils (PAS les interrupteurs d'arrêt). Tous les fils non connectés aux extrémités doivent être coiffés pour éviter l'électrocution une fois connectés dans le boîtier électrique central.

Tous les appareils n'ont pas besoin de leur propre ligne pour être ramenés au boîtier électrique central. Si l'appareil est sur le même circuit (fusible) dans le boîtier électrique, les lignes peuvent être séparées à la jonction la plus proche de l'emplacement de l'appareil pour réduire la longueur totale de fil électrique nécessaire. Le circuit pour les lumières LED discuté dans le schéma de câblage, par exemple, peut être épissé sur la même ligne. Pour diviser les lignes, j'ai coupé les lignes puis leur ai attaché une troisième ligne à l'aide de cosses à anneau, d'un écrou et d'un boulon avec une rondelle de blocage. Assurez-vous d'isoler tout fil exposé (en particulier pour la ligne chaude) avec du ruban isolant ou une gaine thermorétractable.

Pour le câblage 120 V CA, j'ai choisi de cannibaliser une rallonge de 50 pieds, en la coupant en plus petites longueurs pour l'acheminer vers chaque prise, car c'était l'option la moins chère. Si le coût n'est pas un problème, cependant, il est recommandé d'utiliser un câblage approprié pour les installations électriques domestiques.

Étape 4: Prises de fil et interrupteurs

Le câblage électrique standard de 120 V CA se compose le plus souvent de trois fils (chaud, neutre et terre). Le câblage standard est: noir = chaud; blanc = neutre; fil vert/nu = terre. L'arrière d'une prise électrique aura des connexions à vis. Généralement, seul le "chaud" (généralement de couleur laiton) est étiqueté, le côté opposé (généralement de couleur acier) est la connexion neutre et la terre est désignée par une vis verte.

Pour le câblage 12 V CC, n'importe quel fil de couleur peut être utilisé, mais la norme est: rouge = chaud; noir = terre. Lors du câblage des bornes arrière des prises 12V CC, connectez le fil rouge à (+) et le fil noir à (-). Pour la plupart des câblages 12 V, les connexions sont effectuées avec des cosses à "déconnexion rapide" pour permettre de connecter ou de déconnecter rapidement et facilement des appareils et des prises. La boîte à fusibles achetée était également livrée avec des connexions "à déconnexion rapide". Pour les connexions qui ne seraient jamais ou rarement déconnectées, comme les séparations murales intérieures ou les connexions à la terre, des cosses à anneau ont été utilisées.

Lors du câblage d'un interrupteur ON/OFF pour éclairage ou autre appareil, le fil chaud doit être coupé et connecté aux deux bornes à vis adjacentes (l'interrupteur relie les deux bornes en position ON). Bien qu'il ne soit pas nécessaire à 100%, il est recommandé de connecter le fil de terre à la vis verte de l'interrupteur sans rupture (dénudez une petite section de fil sans le couper). Un interrupteur ON/OFF standard pour une alimentation 120 V CA fonctionnera pour un circuit 12 V. Un gradateur 120V AC, cependant, ne fonctionnera pas pour les circuits 12V, car la résistance est trop élevée.

Variateur d'intensité 12V (*essayez à vos risques et périls*): pour tamiser les LED 12 V, un potentiomètre de 10 kohms (résistance variable) avec des positions ON/OFF a été utilisé. ***Cette option n'est PAS recommandée sauf si vous êtes familiarisé avec les potentiomètres et leur fonctionnement.*** Un potentiomètre standard a trois bornes (1, 2 et 3), tandis que le potentiomètre ON/OFF a 5 bornes (les 3 plus 2 à l'arrière). Les deux bornes arrière (4 & 5) agissent comme un interrupteur ON/OFF standard (connecté en position ON et déconnecté en position OFF). 1. Connectez l'une des bornes arrière (4) directement à la borne standard centrale (2). 2. Connectez une extrémité du fil "chaud" coupé à l'autre borne arrière (5), et 3. Connectez l'autre extrémité du fil "chaud" coupé à la borne standard (3) qui mesure ~10k ohms [au borne centrale (2)] lorsque le cadran est en position OFF. 4. La borne opposée (1) mesurera ~0 ohms en position OFF et doit être connectée directement à la borne centrale (2).

J'ai soudé des cosses "à déconnexion rapide" sur les bornes des fils "chauds" (3 et 5).

Avec tout le câblage en place, vous pouvez commencer à effectuer les connexions dans le boîtier électrique central.

Étape 5: Connexions des fils dans le boîtier électrique central

***AVERTISSEMENT*** ***AVERTISSEMENT***

***TOUS LES INTERRUPTEURS D'ARRÊT DOIVENT ÊTRE EN POSITION OUVERT/ÉTEINT***

Commencez par câbler les lignes provenant des panneaux solaires (panneaux solaires NON connectés) au contrôleur de charge, en veillant à installer un coupe-circuit en ligne pour la connexion positive. Connectez tous les fils au contrôleur de charge, mais n'effectuez PAS encore les connexions à la batterie ou aux panneaux solaires. Encore une fois, assurez-vous que le coupe-circuit est en position ouvert/arrêt.

Installez les fils du groupe de batteries à l'onduleur (pour 120 V CA) et le coupe-circuit à la boîte à fusibles principale (pour 12 V CC), mais NE PAS connecter les fils aux batteries. Encore une fois, assurez-vous que le coupe-circuit est en position ouvert/arrêt.

Connectez tous les fils de terre 12V au même bus de terre. Une fois que tous les fils de terre sont connectés, les fils positifs peuvent maintenant être connectés aux fusibles appropriés. Assurez-vous de connecter les bons fils en les étiquetant lors de l'installation ou en les traçant avec un périphérique de toner.

Une fois toutes les connexions 12V effectuées, commencez à connecter les fils 120V. Ce processus est beaucoup plus simple, car l'onduleur gérera la charge de 120 V CA et toutes les prises peuvent être sur le même circuit. Tout d'abord, connectez tous les fils de terre (verts), puis les fils neutres (blancs), suivis des fils chauds (noirs). L'ordre de connexion n'est pas extrêmement important lorsqu'il n'y a pas de courant sur les lignes, mais il vaut mieux avoir l'habitude de connecter d'abord les fils de terre.

Si vous utilisez plus d'une batterie, vous pouvez connecter les batteries ensemble à ce stade (création d'un banc de batteries), mais NE PAS connecter la batterie principale à d'autres composants (contrôleur de charge, onduleur, circuits 12 V, etc.). Utilisez un gros fil (j'utilise du calibre 4) pour connecter les batteries ensemble.

Étape 6: Installer et connecter les panneaux solaires

Installez les panneaux solaires à l'endroit souhaité. J'ai construit un cadre pour attacher les panneaux au lieu de les monter directement sur le toit. Le cadre sera ensuite fixé au toit à l'aide de serrures et de verrous, ce qui permettra d'ajuster l'angle et le roulement des panneaux à l'arrêt pour maximiser l'absorption solaire. Si cette méthode est utilisée, assurez-vous de bien fixer les panneaux avant de voyager à nouveau.

Couvrez les panneaux solaires avec une couverture (ou autre chose) pour empêcher la lumière de frapper les panneaux et la production d'électricité.

Connectez les panneaux solaires en parallèle pour un système 12V:1. Connectez les fils de borne de terre (-) pour chaque panneau ensemble.2. Connectez les fils de la borne positive (+) pour chaque panneau ensemble.3. Connectez les bornes de terre (-) au fil approprié menant au contrôleur de charge.4. Connectez les bornes positives (+) au fil approprié menant au contrôleur de charge. **Encore une fois, assurez-vous que le coupe-circuit est en position OUVERT/ARRÊT avant d'effectuer cette connexion.5. Retirez le couvercle/couverture des panneaux. Pour les panneaux Renogy utilisés dans ce didacticiel, les connecteurs MC4 sont préinstallés, de sorte qu'aucun fil n'est exposé.

Étape 7: Établissez les dernières connexions et mettez le système sous tension

Il est temps d'effectuer les dernières connexions et de mettre le système sous tension. Avant d'effectuer les connexions, assurez-vous que tous les interrupteurs d'arrêt sont en position OUVERT/ARRÊT.

Connectez le contrôleur de charge, l'onduleur et les fils du bus 12 V au groupe de batteries. (Si vous utilisez plus d'une batterie, désignez une batterie principale à connecter à d'autres composants. Ne connectez pas une batterie au contrôleur de charge et une autre à l'onduleur ou à la boîte à fusibles)1. Connectez le fil de terre (-) du contrôleur de charge, de l'onduleur et du bus de terre 12 V à la borne de terre (-) de la batterie principale.2. Connectez le fil positif (+) du contrôleur de charge, de l'onduleur et du bus/boîte à fusibles 12 V à la borne positive (+) de la batterie principale. Fermez le coupe-circuit entre le contrôleur de charge et le groupe de batteries (le cas échéant).3. Fermez le coupe-circuit entre les panneaux solaires et le contrôleur de charge.4. Fermez le coupe-circuit entre le groupe de batteries et le bus 12 V ou la boîte à fusibles.5. Basculez (fermez) l'interrupteur à l'arrière de l'onduleur en position ON.6. Testez les prises, les interrupteurs et autres appareils pour vous assurer qu'ils fonctionnent correctement. **Si quelque chose ne fonctionne pas correctement, ouvrez tous les interrupteurs d'arrêt avant le dépannage** Essayez de retracer les lignes ou vérifiez les perforations/ruptures là où les fils se fixent aux goujons. Assurez-vous que toutes les connexions sont solidement fixées et qu'elles sont bien en contact.

Toutes nos félicitations!!

Vous avez maintenant un système solaire photovoltaïque entièrement installé et opérationnel pour votre camping-car, fourgon ou camping-car !