Éclairage public solaire : petit système de production d'énergie photovoltaïque

Dans le monde actuel, marqué par la pénurie d'énergie et une pollution environnementale croissante, le développement et l'utilisation de l'énergie solaire constituent un choix stratégique pour les gouvernements du monde entier, dans une optique de développement durable. L'éclairage public solaire est de plus en plus populaire car il ne nécessite pas de personnel spécialisé pour sa gestion et son contrôle, représente un investissement unique sans frais d'électricité ultérieurs, ne requiert ni lignes de transmission ni tranchées pour le câblage, et peut être facilement installé sur les places, les campus, dans les parcs, les rues, etc. Un système d'éclairage public solaire est généralement composé de plusieurs éléments tels que des cellules photovoltaïques, des batteries, des sources lumineuses et des contrôleurs (les sources lumineuses à courant alternatif nécessitent également des onduleurs). Contrairement aux lampadaires classiques, l'éclairage public solaire utilise les cellules photovoltaïques comme unique source d'énergie. Le coût des cellules photovoltaïques restant relativement élevé, l'utilisation de sources lumineuses efficaces est indispensable pour réduire les coûts du système. La LED est un dispositif semi-conducteur électroluminescent qui convertit l'énergie électrique en lumière visible. Ces dernières années, la technologie LED a connu des avancées majeures, et son rapport coût-efficacité s'est considérablement amélioré. Comparées aux sources d'éclairage public traditionnelles, les sources lumineuses LED offrent un rendement lumineux élevé. Avec une durée de vie de plus de 105 heures, soit près de deux fois supérieure à celle des lampes à incandescence, les sources lumineuses traditionnelles consomment beaucoup d'énergie et fonctionnent généralement sous haute tension. L'utilisation d'onduleurs élévateurs réduit la consommation d'énergie, tandis que les LED fonctionnent sur une alimentation CC basse tension. La sécurité et le faible coût du contrôle de la source lumineuse permettent d'ajuster l'intensité lumineuse et de la commuter fréquemment. Les systèmes d'éclairage public solaire sont généralement de petits systèmes photovoltaïques. La norme de la Banque mondiale exige que le courant d'autoconsommation du contrôleur d'un petit système photovoltaïque soit inférieur à 1 % du courant nominal. Par conséquent, la conception du circuit de contrôle et le choix de composants basse consommation sont essentiels. Le lampadaire solaire utilise un comparateur de tension composé d'un amplificateur opérationnel intégré comme circuit de contrôle. Ce circuit, entièrement matériel, est simple, fiable, facile à entretenir, économique et extrêmement peu gourmand en énergie. Un circuit parfaitement adapté. L'élément clé de ce type de circuit est d'obtenir une meilleure homogénéité de tension en fonction des caractéristiques de charge et de décharge de la batterie. Parallèlement, le choix des composants doit être fiable. Associé à un circuit indicateur d'état de charge/décharge composé de diodes électroluminescentes (DEL), ce système constitue une commande aux fonctions pratiques. Il protège la batterie contre la surcharge et la décharge excessive. Le système utilise un circuit de contrôle de charge/décharge à couplage direct. Grâce à l'adéquation entre les caractéristiques des DEL et de la batterie, il assure une auto-adaptation de la puissance. Durant les quelques mois où l'ensoleillement est insuffisant, le niveau de charge de la batterie est généralement faible, ce qui entraîne une décharge et une diminution de la tension aux bornes. Par conséquent, le courant de fonctionnement de la charge et la puissance sont réduits, ce qui permet au système de fonctionner plus longtemps. À l'inverse, lorsque l'ensoleillement est suffisant, la charge bénéficie d'un courant de fonctionnement et d'une puissance plus élevés, et son éclairage est plus intense.