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

Philippe Lafrenière
Président
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Bulletin numéro 1 | 2011 Page 1
BULLETIN TECHNIQUE
Module PV - Effet de l’ensoleillement, température et courbe I-V
Les 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 infi nie.
La courbe courant-tension, couramment nommée
courbe I-V, est une représentation graphique de la
puissance d’un module selon des conditions spéci-
fi ques d’ensoleillement et de température. Il est im-
portant de noter que les paramètres de la courbe I-V
n’ont de sens que lorsque ces conditions sont spéci-
fi ées. L’endroit où le produit du courant et de la ten-
sion est le plus élevé représente le point maximal de
puissance (Mpp). Voir la fi gure 1.
Malheureusement, un module n’atteint pas na-
turellement son point maximal de puissance (Mpp)
pour y demeurer stationnaire. Trois grands facteurs
infl uent sur le point d’opération des modules :
l’ensoleillement, la température et la charge élec-
trique. 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 con-
séquence.
Il est à noter, sur la fi gure 2, que l’ensoleillement a
peu d’infl uence sur la tension, mais est un facteur
important sur le fl ux de courant. À l’inverse, sur la
fi gure 3, la température a peu d’infl uence sur le cou-
rant, mais infl uence grandement le niveau de ten-
sion.
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
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, maxi-
misant ainsi la production d’énergie.
La température a une grande infl uence sur la tension
d’un module. C’est pourquoi il faut en tenir compte
dans les systèmes « grid-tie » avec ou sans batter-
ies. Il faut également en tenir compte dans les sys-
tèmes 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 » fonc-
tionne à l’intérieur d’une plage qui doit être respec-
tée. 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 fonc-
tion, 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.
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 coeffi cient de température
d’un module, vous pouvez estimer la plus haute ten-
sion 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.
par Philippe Lafrenière

Philippe Lafrenière
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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 cou-
rant-tension.
Figure 3 : Effet de la température sur la courbe cou-
rant-tension.