Dans le domaine des systèmes d'énergie solaire sur toiture, l'impact d'une disposition adéquate sur la production d'énergie est une question cruciale qui est souvent négligée.
Une mauvaise disposition peut entraîner d'importantes pertes d'énergie, mais une conception soignée et une bonne compréhension des principes techniques clés permettent de minimiser ces problèmes. Cet article explique comment faire en sorte que votre système photovoltaïque de toiture évite les réductions de puissance dues à la conception de l'installation et aux connexions des chaînes photovoltaïques, en se concentrant sur l'évitement des ombres, les connexions des chaînes photovoltaïques et l'adaptation MPPT (Maximum Power Point Tracking, suivi du point de puissance maximale).
1. comprendre le cœur de la production efficace d'électricité : Le suivi MPPT
Les bases de la production d'électricité photovoltaïque sur les toits
Les panneaux solaires convertissent la lumière du soleil en courant continu (CC), qui est ensuite converti par un onduleur en courant alternatif (CA) pour les charges domestiques.
Parmi eux, la fonction MPPT de l'onduleur est cruciale. Elle permet en effet d'ajuster la tension de fonctionnement de la chaîne photovoltaïque au point où la puissance de sortie est maximisée. Ce n'est que lorsqu'il fonctionne à la tension la plus appropriée (Vmpp) que la puissance de sortie maximale peut être atteinte.
Pour que le MPPT suive efficacement le point de puissance maximale, deux conditions doivent être remplies :
1.1 Courbes I-V et P-V optimales des chaînes PV
Un panneau solaire individuel présente une courbe I-V (courant-tension) et une courbe P-V (puissance-tension) caractéristiques, qui décrivent la relation entre le courant, la tension et la puissance dans différentes conditions de fonctionnement. Lorsque les panneaux sont connectés en série pour former une chaîne, les courbes I-V et P-V combinées de la chaîne doivent idéalement être lisses et cohérentes. La courbe I-V/P-V d'un panneau unique normal présente un point de puissance maximale distinct. Lorsque plusieurs chaînes identiques sont connectées, leurs courbes combinées doivent également maintenir un point de puissance maximale clair et singulier, comme le montrent les illustrations d'une chaîne unique et des courbes de deux chaînes identiques.
1.2 Correspondance entre le MPPT et les chaînes PV
Chaque MPPT d'un onduleur est conçu pour fonctionner de manière optimale avec une chaîne PV ou plusieurs chaînes ayant des caractéristiques électriques presque identiques. Lorsque des branches ayant des caractéristiques électriques différentes sont connectées au même MPPT, elles interfèrent les unes avec les autres. Le tracker ne fonctionne alors pas de manière optimale. Par exemple, un seul module MPPT peut gérer une ou plusieurs branches identiques sans problème, mais le mélange de branches aux performances différentes, telles que celles affectées par un ombrage variable ou des orientations différentes, perturbera le processus de suivi.
2 Plusieurs facteurs peuvent influencer le point de puissance maximale des chaînes photovoltaïques, entraînant des pertes de puissance :
2.1 Effet d'ombre et de point chaud
L'ombrage : Ombres locales causées par la cheminée sur un toit en tuiles vernissées, ou ombres causées par la faible distance d'installation des panneaux solaires sur le toit plat en ciment, entraînant un éclairage inégal.
Solution : Réduire le nombre de panneaux pour augmenter l'espacement entre eux, ce qui permet à la lumière du soleil d'atteindre chaque panneau tout au long de la journée. Il est également possible d'utiliser supports de ballast double facequi permet de capter davantage de lumière réfléchie et de minimiser l'impact des ombres.
Points chauds: Des problèmes tels que les fientes d'oiseaux ou les feuilles sur les panneaux peuvent créer des points chauds, où une petite zone du panneau surchauffe en raison d'une absorption réduite de la lumière du soleil. Cela n'affecte pas seulement la performance du panneau concerné, mais peut également avoir un impact sur la courbe de l'ensemble de la chaîne.
Solution: Inspecter et nettoyer régulièrement les surfaces des panneaux photovoltaïques
2.2 Différences d'orientation
Par exemple, sur un toit en tuiles vernissées avec deux orientations différentes, si les chaînes PV sur deux orientations différentes sont connectées à un MPPT, en raison de l'angle et de l'intensité de la lumière solaire reçue, le MPPT peut avoir du mal à suivre le point de puissance maximale de manière efficace.
Solution : Réduire le nombre d'orientations en ajustant la disposition des panneaux pour se concentrer sur la direction principale de la lumière du soleil ou passer à un onduleur avec plus de MPPT. Cela permet à chaque branche (ou groupe de branches similaires) d'avoir son propre MPPT, ce qui garantit un meilleur suivi pour chaque branche PV ayant des caractéristiques similaires.
2.3 Connexion parallèle de chaîne incorrecte
Lorsque des branches ayant des caractéristiques électriques différentes sont connectées en parallèle, les courbes I-V et P-V combinées deviennent irrégulières.
Par exemple, 22 panneaux solaires de 630 W sont connectés à un onduleur hybride Deye de 14 kW (modèle : SUN-14K-SG05LP3-EU-SM2). Cet onduleur possède deux trackers MPP, chaque tracker MPP peut se connecter à 2 chaînes de modules PV, et il demande que le nombre de chaînes différentes connectées à chaque MPPT soit cohérent.
Plan adapté - PV1-1 (7pcs)+PV1-2 (7pcs)+PV2-1 (8pcs)
Mauvais plan... PV1-1 (7pcs)+ PV1-2 (8pcs) + PV2-1 (7pcs), deux chaînes PV connectées au même MPPT ont des quantités différentes, ce qui perturbe l'onduleur et réduit l'efficacité globale.
Conclusion
Un système photovoltaïque de toiture bien planifié garantit que le module MPPT de l'onduleur atteint le point de puissance maximale tout en éliminant les conflits d'ombrage et d'orientation, maximisant ainsi la production d'énergie du système solaire de toiture. Ne laissez pas les défauts d'agencement affecter vos bénéfices - chaque détail est essentiel pour maximiser la production solaire.