DIY Planet : Made in Fr

Après vous avoir présenté il y a quelques temps déjà mes premiers pas avec des cellules solaires photovoltaiques, il était grand temps de passer aux choses sérieuses !Aujourd’hui, je vous présente la réalisation de mon panneau solaire 36 cellules, soit environ 60W.

Panneau photovoltaique maison

La première étape consiste à construire la structure du panneau. Mon objectif étant de réaliser un panneau « low-cost », la structure sera entièrement réalisée en bois, pas d’aluminium contrairement aux réalisations professionnelles. Je vais donc construire un cadre en contreplaqué, dans lequel viendront s’encastrer 2 planches de medium 5mm sur lesquelles seront collées les cellules. L’avantage de cette construction est de limiter les déformations liées aux changements de température et d’humidité.

Plan de construction du panneau

Les rebords sont réalisés à l’aide de tasseaux de pin de 10mm, vissés sur la planche principale. Une fois la construction achevée, j’ai passé 2 couches de peinture blanche, et 2 couches de vernis marin sur l’ensemble de la structure ainsi que sur les 2 panneaux de médium.

La structure du panneau solaire avant peinture

La structure sera recouverte à la fin par un panneau de plexyglass de 2mm, afin de protéger les cellules des intempéries. L’épaisseur n’a pas d’importance ici car la structure apporte la rigidité nécéssaire, et le 2mm reviens nettement moins cher

Vient ensuite la partie un poil plus « pénible » : la soudure de 2 fils d’alu (plat de 2mm) sur la face avant de chacune des 36 cellules…. Si vous avez lu mes précédentes péripéties, vous vous souviendrez que ce n’est pas une vraie partie de plaisir, mais avec un peu d’habitude, ça finit par aller assez bien. L’astuce qui change tout : mettre un peu de soudure sur la zone blanche du panneau (argent) : ça adhère bien à cet endrois, et du coups vos soudures tiendront à coups sûr.

On met de la soudure sur le "fil" blanc

On soude le plat d'aluminium

Concernant la longueur des plats d’alu : pour être tranquille, vous devez souder au moins 3cm sur la surface de la cellule, et ils doivent dépasser d’au moins la largeur d’une autre cellule, ce qui nous fait environ 10cm en tout.

Une fois toutes les cellules soudées, il va falloir les relier entre elles, avec un espacement assez cohérent si on veux garder un aspect assez esthétique. Si vous avez des croix de carreleur, vous pouvez les utiliser, mais dans mon cas, comme je n’en avais pas, j’ai tracé mes emplacements au crayon sur les plaques de médium, ce qui permet de bien visualiser l’emplacement des cellules.

Le tracé de l'emplacement des cellules

Vient ensuite le moment de relier ensemble toutes les cellules. L’objectif ici est d’obtenir une tension utilisable pour charger une batterie. Chaque cellule produit 0.5v, en relient les 36 cellules en série, j’obtiens donc une tension de 18v, ce qui correspond à ce dont j’ai besoin pour charger ma batterie, magique non ?

Relier les cellules en série revient donc à souder les fils d’alus qui viennent du dessus d’une cellule sous une aute cellule.

Connection des cellules en série

Cellules photovoltaiques en série

Une rangée de cellules en cours de connection

Les fils d’alu seront soudés sur les petits carrés d’argent (les carrés blanc au dos des cellules). Une fois une rangée complété, il faut coller les cellules au panneau de medium. Pour ce faire, j’utilise de la colle néoprène (qui reste souple même après séchage), et je les colles par un point central. Attention, il est important de ne faire qu’un point central, et de ne pas encoller plusieurs endroit de la cellule. Avec la dilatation dûe à l’augmentation de la chaleur, la cellule casserais immanquablement  !

On colle les cellules par un point central

Un premier demi-panneau de terminé

Les rangées de cellules seront reliées entre elles grâce à un plat d’alu de 5mm.

Le plat d'aluminium pour relier deux rangées

Une fois toutes les rangées reliées entre elles, il ne reste plus qu’à passer à l’assemblage final

Le panneau en phase final d'assemblage

2 – 3 petites choses à faire encore, et il sera entièrement terminé ! Premièrement, ajouter une diode. On pourrais l’ajouter à l’extérieur du panneau, mais j’avais de la place à l’intérieur, et les diodes sont plus performantes quand la température augmente, donc l’intérieur du panneau semble tout indiqué… Il faut ensuite percer le fond du panneau, de manière à faire sortir les cables de racordement (faire un noeud juste avant  le trou, pour éviter l’arrachement accidentel)

La diode (sous le scotch) et la sortie du cable de raccordement

Et voilà, un beau panneau fait maison terminé il ne reste plus qu’à attendre un beau soleil pour tester sa puissance ! (mais j’ai déjà mes 18v aux bornes…. et même un peu plus )

Et voilà le résultat

Mon premier projet 2010, tout simple mais bien utile: un chargeur de téléphone autonome. Le montage est basé sur une batterie Lithium polymère d’un élément (3.7v) qui alimente un « Mintyboost » transformant le 3.7v en 5V pour charger un périphérique USB. La charge de la batterie est assurée par un courant entre 3 et 6v au travers d’un MAX1555. Ce courant peut provenir de 3 sources:

• Un port USB d’ordinateur.
• Un chargeur secteur 5v.
• Un panneau solaire.

Le montage se base sur 2 cartes open hardware provenant de 2 fournisseurs bien connus sparkfun et Adafruit industries.

L’une des cartes sert de support au MAX1555. Elle comporte 2 entrées et 2 sorties.

En entrée:

• Un port d’alimentation 2.1mm.
• Un mini usb.

En sortie:

• La batterie Lipo.
• la sortie 3.7v vers le mintyboost.

Elle est disponible préassemblée chez sparkfun

La batterie provient aussi de chez Sparkfun. C’est une batterie 1 élément de 2000 mAh.

L’autre partie, est un kit de chez Adafruit. Le mintyboost. Il n’a qu’un but: élever la tension de la batterie de 3.7v à 5v. Le kit est très simple, il faut moins de 15 min pour l’assembler.

Les instructions d’assemblage, les schémas et tout la documentation sont en ligne sur le site de ladyada.

Le panneau solaire provient lui aussi de chez adafruit.

Dernière étape: assembler l’ensemble dans un boitier de petite taille. J’ai choisi un boitier robuste en aluminium qui n’aura aucun mal à trainer dans un sac à dos.

L’intérieur du boitier. Comme vous pouvez le constater, on peut encore réduire un peu l’encombrement.

Mon téléphone en charge. Le chargeur peut assurer à peu près une charge et demi du téléphone sans l’aide du panneau solaire. Avec le panneau il faut une dizaine d’heures pour recharger complètement la batterie du chargeur. Le chargeur est suffisamment petit pour rester dans un sac à portée de main. Quand vous partez en randonnée, il suffit juste d’emporter en plus le panneau solaire que l’on fixera sur le dessus du sac à dos par exemple.

L’avantage c’est qu’il peut être utilisé avec ou sans la partie solaire. Celle-ci assure une totale autonomie: rechargement de la batterie « tampon » dans la journée et charge des périphériques USB la nuit par exemple.

En se qui concerne la facture, elle est relativement élevée: ~90$ Ce chiffre pourrait être fortement réduit  en faisant nous même le circuit. Comme il s’agit d’un prototype, j’ai préféré rester sur le kit, plus simple à assembler.