Votre système PV sous-performe-t-il ? Un guide pour l'application et la configuration des optimiseurs

Dans les applications pratiques de la génération d'énergie photovoltaïque (PV), des problèmes tels que l'ombre, les différences d'orientation des modules et la dégradation des modules entraînent souvent une diminution de la production du système. Les recherches montrent que l'ombre peut entraîner une perte de production d'énergie pouvant atteindre 70 % (Source ① : NREL). En particulier, lorsque le module spécifique est à l'ombre, le courant et la puissance de sortie du circuit en série peuvent diminuer de manière significative. C'est ici que les optimiseurs photovoltaïques entrent en jeu. Ils ajustent le courant de sortie des modules affectés grâce à des circuits de contrôle DC-DC internes, réalisant une correspondance de courant avec d'autres modules et réduisant efficacement les pertes de production dues au désaccord. Cet article détaillera les besoins spécifiques d'application des optimiseurs photovoltaïques dans les installations existantes et nouvelles, ainsi que les solutions qu'ils fournissent.

Mesures clés pour améliorer la production dans les centrales PV existantes

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

Rénovation des anciennes centrales (sans remplacer les modules) Certaines anciennes installations, en fonctionnement depuis de nombreuses années, connaissent souvent une baisse de leur production 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 génération d'énergie des modules vieillissants peut diminuer jusqu'à 20 % (Source ② : AIE), entraînant des problèmes de mauvaise correspondance sévères. L'installation d'optimiseurs peut non seulement résoudre ce problème, mais aussi récupérer au maximum la production perdue. De plus, la fonction de surveillance au niveau des modules permet un suivi en temps réel des performances des modules, permettant d'identifier précisément les modules défectueux et de faire des économies de temps lors de l'entretien.

Rénovation des installations anciennes (Remplacement complet des modules) Généralement, les usines construites avant 2018 prévoient de remplacer les anciens modules par des versions plus récentes. Lors de ce remplacement, des changements dans les dimensions des modules peuvent provoquer des ombres (comme illustré ci-dessous), entraînant une perte de puissance. Selon l'expérience de projet de Sheng Gao, les systèmes utilisant la technologie d'optimiseur peuvent améliorer significativement la production globale en présence d'ombre, avec des augmentations moyennes de 15 % ou plus.

Les modules plus grands peuvent causer un certain ombrage

Rénovation des anciennes installations (remplacement partiel des modules)  Avec le développement rapide de la fabrication de modules, lorsque des modules dans les anciennes installations doivent être remplacés en raison de dommages, ils font souvent face au dilemme que le fabricant d'origine ne produit plus les mêmes spécifications. Remplacer simplement les modules endommagés par des modules populaires du marché actuel peut entraîner des problèmes d'incompatibilité au sein de la même chaîne de modules. Pour répondre à ce défi, le réaménagement avec des optimiseurs apparaît comme un choix plus économique et efficace, éliminant efficacement les phénomènes d'incompatibilité et garantissant l'efficacité de l'installation.

Atténuation de l'ombre  Les centrales photovoltaïques ont généralement une durée de vie de jusqu'à 25 ans, au cours desquels les environnements environnants peuvent changer. Les nouveaux bâtiments, les arbres transplantés ou des équipements supplémentaires sur les toits peuvent introduire des problèmes d'ombre pour les modules photovoltaïques. Dans de tels cas, l'application d'optimiseurs est particulièrement importante. En utilisant la technologie d'optimiseur, l'impact de l'ombre sur la production du système peut être considérablement réduit, récupérant ainsi les pertes causées par l'ombre.

Recommandations de configuration d'optimisation pour les nouvelles installations

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

Structures de toit complexes  L'un des facteurs clés déterminant l'échelle de l'installation photovoltaïque sur toiture est l'orientation du toit. Les modules orientés dans deux directions différentes au sein de la même chaîne peuvent entraîner des pertes de puissance. Les optimiseurs photovoltaïques permettent à chaque module de fonctionner à son point de puissance maximale, indépendamment des autres modules de la même chaîne, maximisant ainsi l'utilisation de l'espace sur le toit.

Problèmes d'ombrage  L'ombrage causé par les toits environnants peut entraîner des pertes de production dans les systèmes photovoltaïques. Même une légère ombre due aux arbres ou aux lignes aériennes peut avoir un impact significatif sur la production globale de l'installation. Les optimiseurs photovoltaïques utilisent le MPPT (Suivi du Point de Puissance Maximale) au niveau de chaque module pour optimiser indépendamment les modules ombragés, améliorant ainsi la production globale du système.

Environnements naturels variables Les facteurs environnementaux courants, tels que l'accumulation de poussière, les fientes d'oiseaux et la neige, peuvent également avoir un impact considérable sur la production des centrales photovoltaïques. Si votre toit est situé dans une zone avec des conditions naturelles variables, cela peut entraîner une sous-performance de la génération PV. L'installation d'optimiseurs peut répondre efficacement à ces défis, en garantissant une production d'énergie stable.

Exigences en matière de sécurité et d'entretien Les systèmes photovoltaïques génèrent continuellement une tension. Les systèmes incapables de réaliser une déconnexion de sécurité basse tension en cas de défauts ou d'incendie présentent des risques pour la sécurité. Les optimiseurs photovoltaïques peuvent rapidement identifier les risques potentiels grâce à une surveillance au niveau du module et effectuer un arrêt rapide en moins de 15 secondes, réduisant ainsi la tension à des niveaux sûrs et assurant la sécurité du système photovoltaïque ainsi que celle du personnel d'entretien.

En résumé, les optimiseurs photovoltaïques jouent un rôle vital dans l'amélioration du rendement des systèmes photovoltaïques, en assurant la sécurité et en facilitant l'entretien. Que ce soit pour des centrales photovoltaïques en fonctionnement ou nouvelles, rétroéquiper avec des optimiseurs dans certains scénarios est un choix judicieux.

Sources :

① Performance PV NREL :  https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf 

② Programme IEA Systèmes de Production d'Énergie Photovoltaïque :  https://iea-pvps.org/