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Les problèmes d'ombrages sur une installation photovoltaïque
L'ombre est l'ennemi numéro 1 d'une installation photovoltaïque.
Dans cette partie du cours, nous allons expliquer pourquoi et comment l'ombre est une réelle contrainte pour une installation photovoltaïque. Le plan du cours est le suivant :
Quand une partie d'un groupe photovoltaïque est ombrée, cette partie sous-irradiée du module peut se trouver polarisée en inverse. Cela signifie concrètement que la partie sous-irradiée ne se comporte plus comme un générateur électrique mais comme un récepteur (résistance). Alors qu'un générateur délivre de l'énergie, un récepteur la dissipe. La partie sous-irradiée va donc se comporter en récepteur en dissipant une certaine puissance sous forme de chaleur, ce qui va provoquer un échauffement de la zone sous-irradiée.
Cette échauffement local peut donner lieu à des points chauds (ou Hot Spot en Anglais) qui peuvent endommager la zone affectée et dégrader définitivement les performances du module photovoltaïque.
Pour éviter ces effets indésirables, des diodes by-pass sont associées à un sous-réseau de cellules, comme illustré sur le schéma ci-dessous :
Dans cette partie du cours, nous allons expliquer pourquoi et comment l'ombre est une réelle contrainte pour une installation photovoltaïque. Le plan du cours est le suivant :
LES PROBLEMES D'OMBRAGE SUR UNE INSTALLATION PHOTOVOLTAÏQUE
- Endommagement des modules par effet 'point chaud' ou 'Hot Spot'
- Perte importante de production électrique
Endommagement des modules par effet 'point chaud'
Quand une partie d'un groupe photovoltaïque est ombrée, cette partie sous-irradiée du module peut se trouver polarisée en inverse. Cela signifie concrètement que la partie sous-irradiée ne se comporte plus comme un générateur électrique mais comme un récepteur (résistance). Alors qu'un générateur délivre de l'énergie, un récepteur la dissipe. La partie sous-irradiée va donc se comporter en récepteur en dissipant une certaine puissance sous forme de chaleur, ce qui va provoquer un échauffement de la zone sous-irradiée. Cette échauffement local peut donner lieu à des points chauds (ou Hot Spot en Anglais) qui peuvent endommager la zone affectée et dégrader définitivement les performances du module photovoltaïque.
Pour éviter ces effets indésirables, des diodes by-pass sont associées à un sous-réseau de cellules, comme illustré sur le schéma ci-dessous :
Un module photovoltaïque est composé de plusieurs cellules photovoltaïques.
Afin d'éviter les phénomènes de point chauds, les cellules photovoltaïques sont associées par groupe de 18 à une diode by-pass.
En mode normal, la tension aux bornes de la diode by-pass est positive (ce qui signifie que le groupe de 18 cellules fonctionnent en mode générateur); la diode se comporte alors comme un interrupteur ouvert. Lorsque le groupe de 18 cellules se comportent en récepteur, la tension aux bornes de la diode est négative (inversement de polarité); la diode se comporte alors comme un interrupteur fermé et elle court-circuite le groupe de 18 cellules.
Afin d'éviter les phénomènes de point chauds, les cellules photovoltaïques sont associées par groupe de 18 à une diode by-pass.
En mode normal, la tension aux bornes de la diode by-pass est positive (ce qui signifie que le groupe de 18 cellules fonctionnent en mode générateur); la diode se comporte alors comme un interrupteur ouvert. Lorsque le groupe de 18 cellules se comportent en récepteur, la tension aux bornes de la diode est négative (inversement de polarité); la diode se comporte alors comme un interrupteur fermé et elle court-circuite le groupe de 18 cellules.