Effet de l`ensoleillement, température et courbe I-V

Bulletin numéro 1 | 2011
BULLETIN
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TECHNIQUE
Module PV - Effet de l’ensoleillement, température et courbe I-V
par
Philippe Lafrenière
L
es modules photovoltaïques fonctionnent entre
deux états opposés. En effet, ils fonctionnent en
court-circuit (Isc) lorsqu’il n’y a pas de tension ni de
charge et en circuit ouvert (Voc) lorsqu’il n’y a pas de
courant et qu’il y a une charge infinie.
ajuste de façon dynamique la résistance interne de
son entrée DC de façon à faire fonctionner le champ
photovoltaïque à son point d’opération optimal, maximisant ainsi la production d’énergie.
La température a une grande influence sur la tension
d’un module. C’est pourquoi il faut en tenir compte
dans les systèmes « grid-tie » avec ou sans batteries. Il faut également en tenir compte dans les systèmes hors réseau avec batteries lorsque le champ
photovoltaïque est branché à un contrôleur de
charge de type MPPT. L‘entrée DC d’un contrôleur
de charge MPPT ou d’un onduleur « grid-tie » fonctionne à l’intérieur d’une plage qui doit être respectée. Par une chaude journée d’été, si la température
des modules fait descendre la tension sous la plage
de fonctionnement, l’équipement sera mis hors fonction, entraînant une énorme perte de production
d’énergie. À l’opposé, par une journée ensoleillée
d’hiver, une température basse peut faire augmenter
la tension au-delà de la capacité de l’équipement et
l’endommager.
La courbe courant-tension, couramment nommée
courbe I-V, est une représentation graphique de la
puissance d’un module selon des conditions spécifiques d’ensoleillement et de température. Il est important de noter que les paramètres de la courbe I-V
n’ont de sens que lorsque ces conditions sont spécifiées. L’endroit où le produit du courant et de la tension est le plus élevé représente le point maximal de
puissance (Mpp). Voir la figure 1.
Malheureusement, un module n’atteint pas naturellement son point maximal de puissance (Mpp)
pour y demeurer stationnaire. Trois grands facteurs
influent sur le point d’opération des modules :
l’ensoleillement, la température et la charge électrique. Comme l’ensoleillement et la température
varient au cours de la journée et selon les saisons, le
point d’opération optimal d’un module varie en conséquence.
Pour déterminer la plage de fonctionnement d’un
champ PV, vous devez d’abord déterminer la plus
basse température selon l’historique et la moyenne
des températures élevées du site d’installation. En
utilisant ces données et le coefficient de température
d’un module, vous pouvez estimer la plus haute tension en circuit ouvert (Voc) et la plus basse tension de
fonctionnement (Vmp) du champ photovoltaïque. De
cette façon, vous vous assurez que les équipements
fonctionnent dans leur plage de fonctionnement
sécuritaire en plus de tirer la pleine puissance du
système.
Il est à noter, sur la figure 2, que l’ensoleillement a
peu d’influence sur la tension, mais est un facteur
important sur le flux de courant. À l’inverse, sur la
figure 3, la température a peu d’influence sur le courant, mais influence grandement le niveau de tension.
Malgré que nous n’ayons aucun contrôle sur
l’ensoleillement et la température, nous pouvons
contrôler la charge électrique. C’est précisément ce
que font les onduleurs de type « grid-tie ». L’onduleur
Philippe Lafrenière
Président
T 819.729.0450
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Figure 1 : Courbe courant-tension (I-V) typique d’un
module photovoltaïque.
Figure 2 : Effet de l’ensoleillement sur la courbe courant-tension.
Figure 3 : Effet de la température sur la courbe courant-tension.
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