Panneaux solaires Solarex

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3 Panneaux solaires Solarex Garantie Cet équipement est garanti contre tout vice de matériau, de façon et de logiciel. Cette garantie demeurera en vigueur pendant une période de douze mois à compter de la date de livraison. Nous nous engageons à réparer ou à remplacer les produits jugés défectueux pendant la période de garantie, à condition qu ils nous soient renvoyés port payé. Cette garantie ne pourra être appliquée : A aucun équipement modifié ou altéré de quelque manière que ce soit sans une autorisation écrite de Campbell Scientific. Aux batteries. A aucun produit soumis à une utilisation abusive, un mauvais entretien, aux dégâts naturels ou endommagements lors du transport. Campbell Scientific renverra les équipements sous garantie par voie de terre, frais de transport payés. Campbell Scientific ne remboursera ni les frais de démontage ni les frais de réinstallation du matériel. Cette garantie et les obligations de la société citées ci-dessous remplacent toute autre garantie explicite ou implicite, y compris l aptitude et l adéquation à une utilisation particulière. Campbell Scientific décline toute responsabilité en cas de dommages indirects. Avant de renvoyer un équipement, veuillez nous en informer pour obtenir un numéro de référence de réparation, que les réparations soient effectuées ou non dans le cadre de la garantie. Veuillez préciser la nature du problème le plus clairement possible et, si l appareil n est plus sous garantie, joindre un bon de commande. Un devis pour les réparations sera fourni sur demande. Le numéro de référence de réparation doit être indiqué clairement à l extérieur du carton utilisé pour renvoyer tout équipement. Veuillez noter que les produits envoyés par avion sont sujets à des frais de dédouanement que Campbell Scientific facturera au client. Ces frais sont bien souvent plus élevés que le prix de la réparation proprement dite. Campbell Scientific Ltd, 1, rue de Terre Neuve Miniparc du Verger Bât. H - Les Ulis COURTABOEUF CEDEX, FRANCE Tél : (+33) Fax : (+33) campbell.scientific@wanadoo.fr 2

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5 Manuel d utilisation Sommaire 1. Caractéristiques Mise en place Branchements Brancher le SOP5, le SOP10 ou la SOP Brancher le SOP5/X ou le SOP10/X à la 21XL, la CR23X avec batterie rechargeable, la PS12E-LA ou la PS512-M XL CR23X avec batterie rechargeable Chargeurs PS12E-LA ou PS512-M Utilisation du SOP18/X avec la CR23X à batterie rechargeable ou la PS12E-LA et la PS512-M Capacité optimale de la batterie Précautions Entretien Figures Figure 1 Vue générale du SOP5/SOP10 avec son support de montage... 5 Figure 2 Détail du support de montage d un SOP5 et SOP Figure 3 (a) Branchement au régulateur de tension, pour les panneaux solaires SOP5 et SOP Figure 3 (b) Branchement au régulateur de tension, pour les panneaux solaires SOP5 et SOP Figure 4 Détail de branchement pour le connecteur spécial de la 21XL... 8 Figure 5 Branchement à une alimentation externe

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7 Panneaux solaires Solarex Panneaux solaires Solarex Campbell Scientific propose trois panneaux solaires, de puissance nominale de 5W, 10W et 18W en sortie. Les SOP5/X, SOP10/X et SOP18/X n ont pas de régulateur de tension, alors que les modèles SOP5, SOP10 et SOP18 sont fournis avec le régulateur de tension. La description générale et les caractéristiques données dans ce manuel pour les SOP5/X, SOP10/X et SOP18/X, sont aussi valables pour les SOP5, SOP10 et SOP18 (voir le tableau 1). Les différences entre ces trois types de panneaux sont énoncées de façon claire. Les panneaux solaires SOP5/X, SOP10/X et SOP18/X sont différents de par leur construction et leur puissance en sortie. Le SOP5/X (de 4 à 5 watts) ou le SOP10/X (de 9 à 10 watts en sortie) sont généralement choisis lorsqu ils sont utilisés avec des centrales de mesure de Campbell Scientific fonctionnant avec des capteurs à faible consommation électrique, et s il y a peu de périphériques utilisés. Le SOP18/X (de 17 à 20 watts en sortie) a presque deux fois plus de puissance en sortie que le SOP10/X, et sera utilisé pour les applications nécessitant plus de courant. Dans la plupart des climats, le SOP5/X ou le SOP10/X génèrent assez de courant pour maintenir un courant de charge sur les batteries acide-plomb, permettant à la centrale de mesure d être alimentée de façon continue. La capacité de la batterie dépend, bien entendu, de l application des capacités de 2,5, 5 et 7Ah sont souvent utilisées. Quand les conditions climatiques rencontrées sont moins favorables, ou que l application nécessite plus de puissance, le SOP18/X peut être utilisé. Si la centrale de mesure est utilisée avec du matériel annexe qui consomme une quantité de courant significative (par exemple le Rapport de Bowen, qui comprend une pompe à air, une valve solénoïde et un hygromètre à point de rosée, tous alimentés par la batterie qui alimente aussi la centrale de mesure), le panneau solaire SOP18 est normalement proposé. Dans ces conditions, la capacité de la batterie devrait aussi être augmentée avec le rapport de Bowen, il est recommandé d utiliser une batterie acide-plomb de 70Ah et un panneau solaire SOP Caractéristiques SOP5/X SOP10/X SOP18/X Fabriquant Solarex Solarex Solarex Puissance minimum de pic* 4W 9W 17W Puissance typique du pic (±10%) 4.5W 10W 20W Tension au pic de puissance** 17.5V 17.5V 17.1V Courant au pic de puissance 260mA 570mA 1170mA Courant de court circuit 280mA 600mA 1270mA Tension de circuit ouvert** 21.4V 21.4V 20.8V Courant à 15 volts (25 C) 280mA 620mA 1240mA Taille (sans le support) 269x249mm 420x269mm 420x500mm Poids (avec le support) 1.7kg 2.5kg 4.8kg Garantie sur la puissance en sortie (90%) 5 ans 5 ans 10 ans Temp. de fonctionnement optimal pour les cellules 45 C 45 C 45 C Coefficient de température du courant (ma/ C) Coefficient de température de la tension (mv/ C) Coefficient de température de la puissance (%/ C) Résistance environnementale : Isolation 3000V, 60M* comme le SOP5/X comme le SOP5/X Cycle thermal De -40 à +90 C comme le SOP5/X comme le SOP5/X *Les puissances sont obtenues sous des conditions standard de 1000Wm-2 et avec les cellules à 25 C. **Ces tensions sont prises à la surface du panneau; un régulateur de tension est utilisé avec les panneaux SOP5, SOP10 et SOP18, et celui-ci limite la tension de sortie à 15V. 4

8 Manuel d utilisation 2. Mise en place Figure 1 : Vue générale du SOP5/SOP10 avec son support de montage Un support pivotant est fourni afin de permettre de régler l angle du panneau. Le support est attaché à un tube vertical au SPM2, CM10 ou à une autre structure d attache verticale tubulaire, à l aide des colliers de serrage fournis. Le panneau devra être dirigé vers le Sud (le Nord quand on est dans l hémisphère Sud), et l angle devra être ajusté en fonction des conditions générales décrites ci-dessous : Pour une performance optimale dans les installations à court terme, le panneau doit être positionné de façon à être perpendiculaire aux rayons solaires de midi. Pour les utilisations à plus long terme, l angle optimum par rapport à l horizontal, est celui de la latitude du site, plus 15. Quand la neige ou la poussière sont susceptibles d être présents, l angle du panneau peut devoir être augmenté afin de faciliter l évacuation de la neige / la pluie du panneau. Assurez-vous que des ombres ne recouvrent pas le panneau, surtout lors des journées d hiver où le soleil est rasant NOTE Il est aussi possible de fixer le panneau sur les pieds d un trépied, mais cela risque de limiter l angle disponible lors de l installation. Le support des panneaux solaires SOP5/SOP10 n est pas monté sur le panneau avant l envoi. Il devra être mis en place selon ce qui suit (voir figure 2) : 1. Mettez en place les boulons (bolts) de type M8, comme indiqué sur la figure, en faisant attention à mettre les rondelles (washers) dans le bon ordre ; ne serrez pas l écrou (nut). 2. Attachez le support au mât à l aide des boulons à forme M6 V. 3. Fixez le panneau solaire au support après avoir fait glisser les têtes des écrous de type M8, dans le rail du panneau. Mettez en place les capuchons à l extrémité du rail. Positionnez le panneau afin que le point de pivot soit central, et que l angle requis soit atteint. Si les conditions environnementales rencontrées sont des conditions extrêmes, il est recommandé d utiliser des graisses pour éviter que les filetages ne se bloquent 5

9 Panneaux solaires Solarex Le support du SOP18 a un mécanisme de blocage qui est double, afin d éviter que le panneau ne bouge lors de vents forts. Lors des ajustements, les deux vis de blocage de 6mm doivent être retirées des barres croisées afin de permettre au panneau de faire une rotation. A l angle souhaité, remplacez les vis et assurez-vous d utiliser les rondelles éventailles (spring washers) en dessous de la tête de la vis. 3. Branchements Figure 2 : Détail du support de montage d un SOP5 et SOP10 Les panneaux SOP5, SOP10 et SOP18 sont fournis avec des régulateurs de tension compatibles avec des batteries acide-plomb de 12V. Le branchement est généralement effectué sur les bornes de la batterie. Au contraire, les panneaux SOP5/X et SOP10/X sont faits pour être connecté à un circuit de charge de batterie du type de celui qui est monté sur l embase de la 21XL, de la CR23X avec l embase contenant la batterie rechargeable, les alimentations PS12E-LA et PS512-M. Le SOP18/X peut aussi être utilisé avec la CR23X à batterie rechargeable, les chargeurs PS2E-LA et PS512-M (voir paragraphe 3.3). ATTENTION Il est important de s assurer que les fils en provenance du panneau solaire soient bien fixés à la structure de la tour ou du trépied. Ceci évitera aux fils de bouger avec le vent, et préviendra d éventuels risques d erreur de fonctionnement du système. Le SOP18 est fait pour être connecté à une batterie externe de grande capacité. La puissance en sortie de ce panneau, nécessite l utilisation d un régulateur de tension afin d éviter d abîmer la batterie lorsque le rayonnement solaire est important. Le régulateur est situé sur l arrière du panneau solaire. 6

10 Manuel d utilisation 3.1. Brancher le SOP5, le SOP10 ou la SOP18 Les SOP5 et SOP10 sont fournis avec des régulateurs de shunt qui doivent être connectés à des câbles afin de faire la liaison avec la batterie. Les fils du régulateur de tension sont bien identifiés. Il faut alors connecter le régulateur comme cela est décrit à la figure 3(a). + Régulateur de tension Solar Batt +VE +VE -VE + Panneau solaire 12V Batterie Acide-plomb - Centrale de mesure - Figure 3 (a) : Branchement au régulateur de tension, pour les panneaux solaires SOP5 et SOP10 Régulateur de tension Solar +VE -VE Batt +VE Créme / Beige * + Panneau solaire 12V Batterie Acide-plomb - Centrale de mesure Black */Noir * * Pour les longueurs de cables standart Figure 3 (b) : Branchement au régulateur de tension, pour les panneaux solaires SOP5 et SOP10 Le SOP18 est fourni avec le même régulateur de tension, pré-monté à l arrière du panneau solaire. Seuls 2 fils sortent de cette boite. Ils doivent alors être connectés directement à la batterie, en respectant la polarité. Un autre câble devra être utilisé pour relier la batterie à la centrale de mesure, comme sur la figure 3(b). ATTENTION Faites attention à la polarité de connexion du régulateur. Une mauvaise connexion du régulateur ne sera pas prise en compte dans la garantie. Le SOP18 est fourni avec le même régulateur de tension, pré-monté à l arrière du panneau solaire. Seuls 2 fils sortent de cette boite. Ils doivent alors être connectés directement à la batterie, en respectant la polarité. Un autre câble devra être utilisé pour relier la batterie à la centrale de mesure, comme sur la figure 3(b). ATTENTION Faites attention à la polarité de connexion du régulateur. Une mauvaise connexion du régulateur ne sera pas prise en compte dans la garantie. 7

11 Panneaux solaires Solarex Le régulateur de tension détecte la tension de la batterie en sortie. Quand cette tension atteint une valeur définie (14.6 V nominal), le régulateur court-circuite le panneau solaire afin d éviter une charge supplémentaire. (une diode contenue dans le régulateur empêche que la batterie ne se décharge) Quand le panneau solaire est court-circuité, la tension de la batterie diminue alors jusqu à ce que le régulateur permette à nouveau au panneau solaire de charger la batterie. Ceci crée donc un cycle de moments de charge ou de non charge : plus la batterie est chargée, et plus les périodes de non charge sont fréquentes. Les versions récentes du régulateur de tension, comprennent une petite LED verte qui est visible à proximité de l endroit où les fils sortent de la boite contenant le régulateur. Cette LED s allume lorsque le régulateur a court-circuité le panneau solaire. Cette LED peut être utilisée afin de vérifier l état de fonctionnement du panneau et afin d indiquer l état de charge de la batterie. Pour faire un test initial avant d utiliser le panneau, connectez le régulateur comme cela est indiqué, mais ne branchez pas la batterie ; laissez dans l air les fils provenant du régulateur. Quand le panneau est exposé au rayonnement solaire, la LED du régulateur devrait émettre des flashs pour indiquer qu il fournit une tension avec la bonne polarité. Quand le régulateur est branché à la batterie et que le panneau est exposé au rayonnement solaire, la LED devrait commencer à s allumer / S éteindre lorsque la batterie est sur le point d être entièrement chargée Brancher le SOP5/X ou le SOP10/X à la 21XL, la CR23X avec batterie rechargeable, la PS12E-LA ou la PS512-M Ces panneaux solaires peuvent être directement branchés sur les circuits de charge de la CR23X et de la 21X avec leurs embases pour batteries rechargeables, ainsi que sur les alimentations PS12E-LA et PS512-M. La LED rouge du circuit de charge approprié s allume lorsqu il y a assez de lumière sur le panneau solaire. NOTE Le fait que la LED soit allumée indique qu une tension est générée par le panneau solaire; cela ne veut pas dire que la batterie est chargée de façon correcte XL Seuls les SOP5/X et SOP10/X devraient être utilises avec la 21XL. Chaque panneau solaire fourni par Campbell Scientific est fourni avec un connecteur séparé. Celui-ci doit être mis en place si vous souhaitez brancher le panneau solaire directement sur la prise prévue à cet effet, sur le circuit de charge de la 21XL. La figure 4 montre le connecteur et les détails de branchement. 8 Figure 4 Détail de branchement pour le connecteur spécial de la 21XL

12 Manuel d utilisation CR23X avec batterie rechargeable Tous les panneaux solaires peuvent être connectés directement sur le circuit de charge de la CR23X. Voir ci dessous si vous utilisez le SOP18/X avec la CR23X. Branchez les fils provenant du panneau solaire, sur le côté droit de l embase de la CR23X avec batterie rechargeable. N utilisez pas le prise d alimentation 12V située sur le bornier de la centrale de mesure! La polarité utilisée sur l embase, n a pas d importance Chargeurs PS12E-LA ou PS512-M Branchez les fils sur l entrée appropriée du circuit de charge de l alimentation la polarité n a pas d importance. Voir ci-dessous si vous utilisez le SOP18/X avec ces types d alimentation Utilisation du SOP18/X avec la CR23X à batterie rechargeable ou la PS12E-LA et la PS512-M Le SOP18/X (c est à dire le SOP18 sans le régulateur) peut être utilisé avec une batterie acideplomb (CR23X et PS12E-LA) dans de multiples occasions par exemple quand le climat est peu favorable, que l installation est située face au Nord, ou quand le rayonnement solaire peut être rasant. Il peut aussi être utilisé quand une application consomme beaucoup de courant, bien qu il faille noter que la capacité de réserve de la batterie pourra alors être un facteur limitatif, tout particulièrement si on considère l utilisation d une batterie externe à capacité plus importante. S il est utilisé dans une application à forte consommation en courant, et bien qu il n y ait pas de risque de surcharger la batterie, le chargeur peut devenir chaud, surtout quand il y a un fort ensoleillement. Ceci peut être évité en mettant le panneau à un angle moins important que son angle optimum d été, ou bien en allant jusqu à le mettre dans sa position d hiver (voir les paragraphes 4 et 4). NOTE Le SOP18/X, lorsqu il est utilisé avec la CR23X à batterie rechargeable, la PS12E-LA ou le chargeur PS512-M, ne doit pas être utilisé afin de charger une batterie externe de forte capacité, tout particulièrement si elle est branchée en parallèle avec la batterie interne. Il est aussi important de noter que le SOP18 (sans régulateur) ne doit pas être connecté aux circuits de charge des alimentations ou de la CR23X. 4. Capacité optimale de la batterie Les batteries qui sont dans la 21XL, ont une capacité de 2,5Ah alors que celles qui sont dans la CR23X à batterie rechargeable, ou dans les alimentations de type PS, ont une capacité de 7Ah. Ces batteries sont appropriées pour des applications avec panneau solaire et sur la plupart des sites, pour des fréquences de mesure moyenne ou lente. Cependant, la consommation d un système d acquisition peut varier de façon importante ; des facteurs tels que des fréquences d acquisition élevées, des capteurs externes, des interfaces de communication et des multiplexeurs, ajouteront autant de besoins en énergie. De faibles températures peuvent aussi réduire la capacité effective de la batterie, et la position géographique du site peut affecter de façon importante, la capacité de puissance que peut capturer le panneau solaire. Il est important d analyser tous ces besoins en énergie, et d essayer de calculer un chiffre représentant la consommation journalière totale de courant, estimée en ampère-heure. Les règles générales qui suivent peuvent être utilisées afin d estimer la taille du panneau solaire et la capacité de la batterie, nécessaire pour un fonctionnement fiable : 9

13 Panneaux solaires Solarex Quand le panneau solaire est mis en place de façon optimale pour l hiver (angle équivalent à la latitude plus 15 degrés par rapport à l horizontale), la puissance moyenne qu il peut capturer au milieu de l hiver doit être égal à votre estimation de la consommation moyenne journalière de la centrale. Contactez Campbell Scientific pour de plus amples informations sur le choix de votre panneau solaire. Afin de calculer ce chiffre, des détails du site d implantation sont nécessaires. Ceci s explique car la quantité d énergie qui peut être capturée sur site, varie en fonction de la latitude et du climat local. Il est généralement conseillé d avoir au minimum un mois de capacité présent dans la batterie, si l on postule que le panneau solaire ne fourni aucune puissance. Ceci permet de prendre en compte des périodes de mauvais temps, qui outre le fait qu elles engendrent une production moindre d énergie, peuvent aussi aller de paire avec un dépôt de neige ou de glace, qui réduisent là encore le niveau de puissance en sortie du panneau solaire. La note technique n 12 (Technical Note12, Calculating Power Consumption and Solar Panel Size ) donne beaucoup plus d informations à ce sujet; elle est disponible sur demande. NOTE Quand on estime la capacité d une batterie, il faut garder à l esprit que les faibles températures diminuent la capacité de charge des batteries. Il est possible de ne pas appliquer ces règles dans beaucoup de cas, à savoir par exemple qu un panneau solaire plus petit peut être utilisé s il ne sert que durant les mois d été. Pour quelques applications, il peut être plus avantageux en termes de coûts, d opter pour une batterie de capacité plus importante capable de couvrir plusieurs mois d hiver, que d acheter un panneau solaire de taille plus importante mais capable de recharger la batterie en permanence. Si une batterie de capacité plus importante, doit être utilisée avec une alimentation déjà existante (de type PS ), il est préférable de déconnecter tout bonnement l alimentation existante, ou de brancher la batterie externe sur la batterie existante, en suivant la technique de montage de diode / résistance décrite à la figure 5. Ceci permet d avoir une protection contre les inversions de polarité mais aussi contre une décharge excessive de courant lorsque la batterie externe est connectée à la batterie initiale pour la première fois. Datalogger Batterie externe +12V Batterie externe Batterie existante12v Batterie existante Figure 5 Branchement à une alimentation externe Si vous utilisez ce type de branchement, il est préférable de brancher le panneau solaire et le régulateur de shunt, directement sur la batterie externe. La tension de l alimentation mesurée par la centrale de mesure sera de 0,7V inférieure à la tension mesurée aux bornes de la batterie externe. 10

14 Manuel d utilisation NOTE Campbell Scientific ne recommande pas d utiliser les chargeurs intégrés à la 21XL ou à la CR23X à batterie rechargeable, ni ceux de la PS12E-LA ou de la PS512M, afin de charger des batteries externes de grande capacité. Il est aussi déconseillé de brancher des panneaux solaires de puissance supérieure à celle du SOP18/X (soit 18W) à ces chargeurs, sans demander auparavant l avis de Campbell Scientific. 5. Précautions 6. Entretien 1. Bien que le panneau solaire soit peu susceptible d être endommagé par un court circuit, il est préférable de garder les fils bien séparés, quand ils ne sont pas branchés sur une centrale de mesure ou une batterie. 2. Il est important de faire coïncider la capacité de la batterie et la consommation en courant. Alors qu un mauvais choix de composant peut conduire à une décharge de la batterie dans des conditions limites, il y a peu de risque de surcharger la batterie, même si un panneau solaire de forte capacité est utilisé avec une batterie de faible capacité, sur une application consommant peu de courant. Il peut cependant être nécessaire de faire attention à ce que la température des batteries ne s élève pas de trop, si ce type de situation se déroule dans un climat chaud et ensoleillé. Les circuits de charge de la 21XL, de la CR23X à batterie rechargeable, et des alimentations PS12E-LA et PS512, permettent une compensation de température qui permet d aider à éviter la surcharge. Visiter le site à des intervalles de temps réguliers afin de nettoyer la surface du panneau solaire. La fréquence des visites dépendra de la nature du site et de la période de l année, en fonction du niveau de poussières ou de l aptitude à recevoir des feuilles d arbres durant l automne. 11