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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 :
Les diodes by-pass court-circuitent un groupe de plusieurs cellules (18 en général) d'un module photovoltaïque lorsque celui-ci est à l'ombre. De ce fait, la partie de l'installation photovoltaïque mise hors service ne délivre plus d'énergie. La production de l'installation est donc atténuer.
Le vidéo ci-dessous illustre clairement la perte de production par ombrage d'une installation photovoltaïque, au cours d'une journée :
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
Baisse de la performance de l'installation photovoltaïque
Les diodes by-pass court-circuitent un groupe de plusieurs cellules (18 en général) d'un module photovoltaïque lorsque celui-ci est à l'ombre. De ce fait, la partie de l'installation photovoltaïque mise hors service ne délivre plus d'énergie. La production de l'installation est donc atténuer.Le vidéo ci-dessous illustre clairement la perte de production par ombrage d'une installation photovoltaïque, au cours d'une journée :
Un module photovoltaïque est composé généralement composé de 36 cellules photovoltaïques, distribuées en 2 sous-réseaux. Chacun de ces deux sous-réseaux est composé de 18 cellules photovoltaïques et d'une diode by-pass.
Lorsqu'une cellule est à l'ombre, la diode by-pass court-circuite automatiquement le sous-réseau (afin d'éviter les points chauds). La conséquence directe est qu'une partie du module est hors-service. Il suffit donc qu'une seule cellule soit à l'ombre pour stopper la production d'un sous-réseau entier. La deuxième vidéo ci-dessus montre bien l'impact d'un obstacle sur la production électrique d'une installation photovoltaïque.
Par ailleurs, en augmentant le nombre de diode by-pass, on protége et on améliore nettement le rendement des modules en conditions réelles d’ombrage partiel (nuages, arbres, bâtiments, neige, etc.). Idéalement, il faudrait une diode by-pass par cellule. Mais cela induirait des coût de production supplémentaire. L'inconvénient majeure des diodes by-pass est le coût et l'encombrement. Ce sont les raisons pour lesquelles la majorité des fabricants de modules se limitent à 2 diodes by-pass par module.
Lorsqu'une cellule est à l'ombre, la diode by-pass court-circuite automatiquement le sous-réseau (afin d'éviter les points chauds). La conséquence directe est qu'une partie du module est hors-service. Il suffit donc qu'une seule cellule soit à l'ombre pour stopper la production d'un sous-réseau entier. La deuxième vidéo ci-dessus montre bien l'impact d'un obstacle sur la production électrique d'une installation photovoltaïque.
Par ailleurs, en augmentant le nombre de diode by-pass, on protége et on améliore nettement le rendement des modules en conditions réelles d’ombrage partiel (nuages, arbres, bâtiments, neige, etc.). Idéalement, il faudrait une diode by-pass par cellule. Mais cela induirait des coût de production supplémentaire. L'inconvénient majeure des diodes by-pass est le coût et l'encombrement. Ce sont les raisons pour lesquelles la majorité des fabricants de modules se limitent à 2 diodes by-pass par module.