Bulletin numéro 1 | 2011 BULLETIN Page 1 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 [email protected] www.vision-solaire.com Page 2 Bulletin numéro 1 | 2011 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. Philippe Lafrenière Président T 819.729.0450 [email protected] www.vision-solaire.com