Jardins Solaires et Espaces Extérieurs à Domicile
Les Jardins Solaires utilisent l’énergie du soleil pour alimenter des pompes, fontaines et lumières décoratives tout au long de l’année. Les éclairages de chemin et de jardin alimentés par énergie solaire deviennent de plus en plus courants dans la plupart des jardineries, magasins de bricolage ainsi qu’en ligne. Comme démontré sur ce site dédié aux énergies alternatives, il existe de nombreux avantages à utiliser l’énergie solaire gratuite et écologique.
En plus de la faune et de la flore, deux autres éléments essentiels composant le paysage d’un jardin sont l’eau et l’éclairage. Un étang de jardin ou une fontaine ajoute du son et de l’intérêt tout en aidant de nombreux oiseaux, abeilles et autres insectes. La présence d’eau dans un jardin crée un environnement plus sain et plus beau tout au long de l’année.
L’éclairage ajoute de l’intérêt et de la sécurité au jardin la nuit. Les éclairages d’accentuation, de sécurité et la lumière des chemins de faible intensité permettent d’utiliser et de profiter du jardin une fois le soleil couché. Les produits d’éclairage de jardin peuvent également offrir des lumières colorées, et avec la vaste gamme de lumières décoratives et stylées disponibles, leur installation est également facile.
Un des principaux inconvénients de l’installation d’éclairages conventionnels, pompes et fontaines alimentés par le réseau électrique dans le jardin est qu’ils doivent tous être câblés de manière fixe et être de type basse tension pour des raisons de sécurité.
Cela peut nécessiter un ou plusieurs transformateurs pour réduire la tension du réseau, des boîtes de connexion, des câbles et des conduits, tous potentiellement exposés aux rigueurs du temps et des éléments. De plus, il y a la vulnérabilité de l’oubli de leur emplacement et le risque de les endommager en creusant ou en coupant ces câbles avec une bêche de jardinier.
Un jardin alimenté par énergie solaire n’a aucun de ces inconvénients. La plupart des lumières et ornements solaires sont des unités autonomes intégrant une batterie rechargeable, les rendant idéaux à l’extérieur dans un jardin solaire. Ces lumières solaires sont généralement conçues sous forme de lanternes, de poteaux ou de luminaires de patio pouvant être placés n’importe où dans le jardin, rechargeant leurs batteries durant la journée et s’allumant pour fournir de l’illumination quand la lumière du jour s’estompe.
De nombreux produits de jardin solaire sont particulièrement adaptés à la solarisation car ils ne doivent fonctionner que durant la journée quand le soleil brille et que le jardin est utilisé. Cela signifie que les fontaines et éléments aquatiques comme les bacs, piédestaux et bols peuvent être directement alimentés par un seul panneau solaire. Ajouter une caractéristique aquatique alimentée par énergie solaire à votre jardin est également un excellent moyen de créer une atmosphère paisible et relaxante.
Mais le plus grand avantage est que dans le cadre d’un système solaire pico, l’éclairage et les ornements de jardin alimentés par énergie solaire peuvent être facilement déplacés d’un endroit à un autre dans le jardin solaire sans avoir besoin d’un électricien pour les re-câbler.
Cependant, il faut se rappeler que tout produit de jardin solaire ne fonctionnera bien que tant que les cellules solaires reçoivent le nombre d’heures de lumière du soleil recommandé pour fonctionner ou recharger leurs batteries durant la journée.
Les jardins solaires mettent l’accent sur la génération d’énergie solaire à petite et moyenne échelle au sein du jardin. Comme nous le savons, l’énergie solaire produite localement est la meilleure forme d’énergie solaire. Les produits solaires conçus pour une utilisation dans le jardin, notamment les éclairages d’accentuation ou de sécurité et les éléments aquatiques comme les fontaines, pompes et caractéristiques d’eau, sont généralement des dispositifs de basse tension et de faible wattage pouvant fonctionner avec un seul panneau photovoltaïque à faible wattage de 12 volts.
Une des façons les plus rapides et les plus simples de mettre des panneaux photovoltaïques à travailler autour de votre jardin est d’acheter un kit autonome. En général, ces kits solaires peuvent alimenter tout, d’un petit abri ou atelier à l’ensemble de la maison. Ils sont rapides et faciles à installer, n’exigeant aucun outil ou connaissance spécialisée, offrant un moyen économique de générer votre propre électricité.
Mais que faire si nous voulions alimenter plus d’objets ou des pompes ou lumières plus grandes dans le jardin solaire, comment procèderions-nous ?
Jardins Solaires Plus Grands
Dans notre tutoriel sur l’énergie alternative au sujet de la connexion de panneaux solaires ensemble, nous avons vu que des panneaux photovoltaïques de différentes tailles peuvent être reliés pour produire des wattages plus élevés. Il existe de nombreuses petites applications au sein du jardin solaire qui peuvent nécessiter plus de puissance que celle fournie par un seul panneau PV ou kit solaire, comme le pompage d’eau pour des étangs ou fontaines plus grands, l’irrigation du jardin, plusieurs étangs de jardin, des piscines ou l’éclairage de maisons d’été, etc. La liste est sans fin.
Mais avant de nous emportez, supposons que nous souhaitions un système de pompage d’eau alimenté par énergie solaire pour notre jardin solaire. Cela pourrait être une pompe plus grande pour un élément aquatique, une fontaine, un étang, l’aération et la filtration d’un étang, l’irrigation ou une pompe submersible, peu importe ce que nous voulons. Dans ce tutoriel, nous supposerons que nous devons alimenter un moteur standard de 24 volts en courant continu (CC) comme partie d’un système PV autonome dans notre jardin solaire. Considérons la configuration de base ci-dessous.
Moteur de Pompe Solaire CC Simple
Le moteur CC qui entraîne la pompe peut être alimenté directement par le panneau solaire ou par des batteries de stockage optionnelles pour une utilisation la nuit lorsque le soleil ne brille pas. Les moteurs CC sont généralement plus efficaces et les moteurs CC à aimant permanent sont souvent préférés dans un environnement de jardin solaire. Les moteurs CC utilisant des balais en carbone nécessitent un entretien et une ventilation, rendant la submersion délicate. Les moteurs CC sans balais surmontent ce problème, mais à un coût.
En cas d’utilisation directe, il est important d’assortir les exigences de puissance des moteurs CC au panneau photovoltaïque. Idéalement, le panneau PV devrait fonctionner aussi près que possible de son point de puissance maximal (MPP) dans toutes les conditions de lumière solaire.
Si cela n’est pas possible, un contrôleur CC à CC peut être inséré entre le panneau PV et le moteur pour améliorer l’assortiment et augmenter l’efficacité. Si des batteries à cycle profond sont utilisées comme partie du système des jardins solaires, alors le contrôleur de charge solaire régulera le flux de courant du réseau PV vers les batteries et des batteries vers le moteur CC.
Tandis que le système CC autonome simple ci-dessus peut être utilisé pour alimenter des moteurs (ou systèmes d’éclairage) CC de 12V, 24V ou 48V avec ou sans batterie pour alimenter les pompes et lumières solaires du jardin, ce type de système peut avoir besoin d’un grand panneau PV pour fonctionner, 100 à 200 watts ou plus.
Mais nous ne sommes pas limités à l’utilisation de moteurs CC comme partie de notre installation autonome hors réseau ; des moteurs CA (courant alternatif) peuvent également être utilisés car les moteurs CA sont très robustes, nécessitant peu ou pas d’entretien, et sont donc adaptés à la submersion dans de grands lacs de jardin, étangs ou au fond d’un puits.
Lorsqu’un système PV autonome doit fournir de l’énergie CA pour des moteurs électriques (ou éclairages), un onduleur doit être utilisé. Les onduleurs convertissent l’énergie CC provenant de la batterie en énergie CA que le moteur ou la pompe peut utiliser comme montré.
Contrôle Moteur CA Plus Avancé
Un système CA est similaire à de nombreuses manières au système CC de puissance beaucoup plus faible, sauf qu’un onduleur est ajouté, le moteur CA monophasé étant opérationnel grâce à l’énergie solaire avec un onduleur supplémentaire. La puissance nominale de l’onduleur doit être au moins cinq ou six fois celle du moteur CA pour supporter le courant de surcharge de démarrage. Les onduleurs pour applications hors réseau autonomes sont disponibles à partir d’environ 100 watts jusqu’à plusieurs kilowatts (kW) produisant une onde sinusoïdale modifiée ou une onde sinusoïdale pure selon le prix.
Remplacer un seul panneau photovoltaïque par un tableau ou augmenter la taille de la banque de batteries pour offrir plus de capacité de stockage fournit plus de puissance pendant un temps plus long, permettant aux jardins solaires d’être utilisés toute l’année ainsi que de nuit. Cependant, un équipement supplémentaire est requis car la puissance additionnelle doit être régulée et contrôlée, augmentant le coût du capital.
Nous pouvons également relier ensemble des panneaux solaires de différentes puissances et voltages pour charger plusieurs batteries de stockage et fournir des tensions supérieures à 24V CC. Par exemple, une partie du système pourrait servir de source d’alimentation pour des pompes et moteurs dans une section du jardin solaire, tandis qu’une autre partie pourrait servir de source d’alimentation pour les lumières de jardin, etc.
Système de Puissance Multiple pour Jardins Solaires
Dans cet exemple simple ci-dessus, 24V est utilisé pour alimenter un moteur de pompe de bassin/fontaine CC tandis qu’un circuit de 12V est utilisé pour éclairer le bassin ou le jardin environnant. La protection par diode Schottky empêche un panneau photovoltaïque d’en alimenter un autre. Les contrôleurs de charge régulent la charge des batteries qui sont connectées entre elles en série pour fournir un total de 36VCC pour alimenter un onduleur CA et un moteur de pompe, par exemple. Les possibilités pour fournir les besoins en énergie des jardins solaires sont infinies.
Résumé des Jardins Solaires
En conclusion, les systèmes photovoltaïques solaires autonomes peuvent être utilisés pour alimenter une vaste gamme d’applications dans les jardins solaires, des éclairages aux pompes ainsi qu’aux portes de garage automatisées, avec des niveaux d’énergie solaire allant de plusieurs watts à plusieurs centaines de kilowatts ou plus. Divers systèmes autonomes et configurations sont possibles pour alimenter le jardin, selon l’application. En commençant par les plus simples, ce sont :
- Énergie CC directe sans stockage par batterie ou onduleur.
- Système d’énergie CC avec stockage par batterie, sans onduleur.
- Système d’énergie CA avec onduleur, sans stockage par batterie.
- Système d’énergie CA avec onduleur et stockage par batterie.
- Hybride avec à la fois CC et CA disponibles avec ou sans stockage par batterie.
Utiliser l’énergie solaire gratuite dans le jardin est non seulement un excellent moyen d’adopter une approche “verte”, aidant ainsi à préserver la planète, mais cela peut également être beaucoup plus sûr, plus facile et moins coûteux que d’installer de l’équipement électrique alimenté par le réseau dans votre jardin. La beauté d’un jardin alimenté par énergie solaire est qu’en quelques heures, vous pouvez écouter le doux son de l’eau courante d’une fontaine ou d’une caractéristique aquatique, avoir la sécurité et la sûreté des lumières alimentées par énergie solaire la nuit et ne pas débourser un centime de plus sur votre facture d’électricité pour les faire fonctionner.
Bien entendu, dimensionner vos panneaux solaires ou moteurs de pompe est l’une des tâches les plus importantes lors de la conception de tout système PV autonome ou hors réseau. La procédure de dimensionnement pour un agencement de jardins solaires déterminera la puissance électrique du réseau PV et la capacité de stockage de la banque de batteries nécessaire pour alimenter les pompes et/ou les lumières ainsi que la configuration électrique du réseau PV.
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