Votre système photovoltaïque est-il sous-performant ? Guide d'application et de configuration de l'optimiseur

Dans les applications pratiques de production d'énergie photovoltaïque (PV), des problèmes tels que l'ombrage, les différences d'orientation des modules et la dégradation des modules entraînent souvent une diminution de la production du système. Les recherches indiquent que l'ombrage peut entraîner des pertes de production d'énergie allant jusqu'à 70 % (Source ①: NREL). En particulier lorsqu'un module spécifique est ombragé, le courant et la puissance de sortie de l'ensemble du circuit série peuvent diminuer considérablement. C'est là que les optimiseurs photovoltaïques entrent en jeu. Ils ajustent le courant de sortie des modules concernés via des circuits de contrôle CC-CC internes, ce qui permet d'obtenir une correspondance de courant avec d'autres modules et de réduire efficacement les pertes de production dues à une inadéquation. Cet article détaille les besoins d'application spécifiques des optimiseurs photovoltaïques dans les installations existantes et nouvelles, ainsi que les solutions qu'ils fournissent.

Principales mesures visant à accroître la production des centrales photovoltaïques existantes

Pour les centrales photovoltaïques opérationnelles, l'installation d'optimiseurs est sans aucun doute une stratégie de mise à niveau cruciale. Cette technologie augmente non seulement considérablement la production du système, mais fournit également un soutien solide pour le fonctionnement stable à long terme de la centrale. Voici quelques scénarios d'application typiques :

Rénovation d'anciennes installations (sans remplacement de modules) Certaines centrales plus anciennes, en service depuis de nombreuses années, connaissent souvent une baisse de rendement en raison du vieillissement des modules, de la dégradation des performances et des changements dans l'environnement de travail. Selon les recherches, l'efficacité de production d'énergie des modules vieillissants peut diminuer jusqu'à 20 % (Source ②: IEA), ce qui entraîne de graves problèmes d'inadéquation. L'installation d'optimiseurs peut non seulement résoudre ce problème, mais également récupérer au maximum la production perdue. De plus, la fonction de surveillance au niveau du module permet de suivre en temps réel les performances du module, ce qui permet d'identifier précisément les modules problématiques et de gagner du temps de maintenance.

Rénovation d'anciennes installations (remplacement complet de modules) En règle générale, les centrales construites avant 2018 prévoient de remplacer les anciens modules par les plus récents. Lors de ce remplacement, les changements dans les dimensions des modules peuvent provoquer de l'ombrage (comme illustré ci-dessous), entraînant une perte de puissance. D'après l'expérience du projet de Sheng Gao, les systèmes utilisant la technologie d'optimisation peuvent améliorer considérablement la production globale en présence d'ombrage, avec des augmentations moyennes de 15 % ou plus.

Les nouveaux modules plus grands peuvent provoquer un certain ombrage

Rénovation d'anciennes installations (remplacement partiel de modules) Avec le développement rapide de la fabrication de modules, lorsque les modules des anciennes installations doivent être remplacés en raison de dommages, elles sont souvent confrontées au dilemme suivant : le fabricant d'origine ne produit plus les mêmes spécifications. Le simple remplacement de modules endommagés par des modules courants du marché peut entraîner des problèmes d'inadéquation au sein d'une même chaîne de modules. Pour relever ce défi, la modernisation avec des optimiseurs apparaît comme un choix plus économique et plus efficace, éliminant efficacement les phénomènes d'inadéquation et garantissant l'efficacité de l'installation.

Atténuation de l'ombrage Les centrales photovoltaïques ont généralement une durée de vie pouvant atteindre 25 ans, période au cours de laquelle l'environnement environnant peut changer. Les bâtiments nouvellement construits, les arbres transplantés ou les équipements supplémentaires sur le toit peuvent entraîner des problèmes d'ombrage pour les modules photovoltaïques. Dans de tels cas, l'utilisation d'optimiseurs est particulièrement importante. En utilisant la technologie d'optimisation, l'impact de l'ombrage sur la production du système peut être considérablement réduit, récupérant ainsi les pertes causées par l'ombrage.

Recommandations de configuration d'optimisation pour les nouvelles installations

Pour les utilisateurs qui n'ont pas encore installé de systèmes photovoltaïques, la configuration proactive des optimiseurs est tout aussi importante. Dès la phase initiale de planification et de conception de l'installation, les optimiseurs doivent être pris en compte pour garantir dès le départ une efficacité élevée, une stabilité et des capacités de production d'énergie intelligentes. Les scénarios suivants sont particulièrement adaptés à l'installation d'optimiseurs photovoltaïques :

Structures de toit complexes L'un des principaux facteurs déterminant l'échelle d'une installation photovoltaïque sur un toit est l'orientation du toit. Les modules d'une même chaîne orientés dans deux directions différentes peuvent entraîner des pertes de puissance. Les optimiseurs photovoltaïques permettent à chaque module de fonctionner à son point de puissance maximale, sans être affecté par les autres modules de la même chaîne, maximisant ainsi l'utilisation de l'espace sur le toit.

Problèmes d'ombrage L'ombrage des toits environnants peut entraîner des pertes de production d'énergie dans les systèmes photovoltaïques. Même l'ombre d'un arbre ou d'une ligne aérienne peut avoir un impact significatif sur la production globale de l'installation. Les optimiseurs photovoltaïques utilisent le MPPT (Maximum Power Point Tracking) au niveau du module pour optimiser indépendamment les modules ombragés, améliorant ainsi la production globale du système.

Milieux naturels variables Les facteurs environnementaux courants tels que l'accumulation de poussière, les fientes d'oiseaux et la neige peuvent également affecter considérablement le rendement des centrales photovoltaïques. Si votre toit est situé dans une zone aux conditions naturelles variables, cela peut entraîner une sous-performance de la production photovoltaïque. L'installation d'optimiseurs peut relever efficacement ces défis, garantissant une production d'électricité stable.

Exigences de sécurité et d'entretien Les systèmes photovoltaïques génèrent en permanence de la tension et les systèmes qui ne peuvent pas effectuer de déconnexions de sécurité basse tension en cas de panne ou d'incendie présentent des risques pour la sécurité. Les optimiseurs photovoltaïques peuvent identifier rapidement les risques potentiels grâce à la surveillance au niveau du module et effectuer un arrêt rapide en 15 secondes, réduisant ainsi la tension à des niveaux sûrs et garantissant la sécurité du système photovoltaïque et du personnel de maintenance.

En résumé, les optimiseurs photovoltaïques jouent un rôle essentiel dans l'amélioration du rendement des systèmes photovoltaïques, la garantie de la sécurité et la facilitation de la maintenance. Qu'il s'agisse de centrales photovoltaïques opérationnelles ou nouvelles, la modernisation avec des optimiseurs dans des scénarios spécifiques est un choix judicieux.

Sources:

① Performances photovoltaïques du NREL : https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf 

② Programme de l'AIE sur les systèmes d'énergie photovoltaïque : https://iea-pvps.org/