La production d'électricité du système PV n'est pas conforme aux attentes ? Découvrez le guide de configuration de l'optimiseur.

Dans l'application pratique de la génération d'énergie photovoltaïque, des problèmes tels que l'occultation par l'ombre, les différences d'orientation des modules et l'affaiblissement des modules entraînent souvent une diminution de la production énergétique du système. Des études ont montré qu'une occultation par l'ombre peut entraîner une perte de production pouvant atteindre 70 % (source ① : NREL). En particulier, lorsque l'un des modules est ombragé, le courant et la puissance de sortie du circuit en série entier sont considérablement réduits. C'est ainsi que l'optimiseur photovoltaïque a été conçu. Il ajuste le courant de sortie du module problématique grâce au circuit de contrôle DC-DC interne pour obtenir un appariement de courant avec les autres modules, réduisant efficacement les pertes de production dues aux désaccords. Dans la suite de cet article, nous expliquerons en détail les exigences spécifiques d'application de l'optimiseur photovoltaïque et les solutions qu'il apporte dans les centrales électriques existantes et celles nouvellement installées.

Mesures clés pour augmenter la production des centrales existantes

Pour les centrales photovoltaïques déjà en fonctionnement, l'installation d'optimiseurs photovoltaïques est indéniablement une stratégie de mise à niveau cruciale. Cette technologie peut non seulement augmenter significativement la production d'électricité du système, mais aussi offrir une garantie solide pour le bon fonctionnement à long terme de la centrale. Voici quelques scénarios d'application typiques :

Rénovation de la vieille centrale (sans remplacer par de nouveaux modules)

Certaines anciennes centrales électriques en fonctionnement depuis de nombreuses années connaissent souvent une baisse de leur production d'électricité en raison du vieillissement des modules, de la dégradation des performances et des changements dans l'environnement de travail. Selon des études, l'efficacité de production des modules vieillissants peut diminuer jusqu'à 20 % (Source ② 1 : AIE), provoquant des problèmes sérieux de mauvaise correspondance des modules. L'installation d'un optimiseur peut non seulement résoudre ce problème et récupérer au maximum la production perdue, mais aussi surveiller l'état de fonctionnement des modules en temps réel grâce aux fonctions de surveillance au niveau des modules, localiser précisément les modules défectueux et économiser du temps en opérations et maintenance.

Rénovation de la centrale électrique ancienne (tous les modules remplacés par de nouveaux)

Pour les centrales électriques qui sont généralement achevées en 2018 ou avant, il est prévu de remplacer les anciens modules par les derniers modèles. Lors du remplacement par de nouveaux modules, une occultation par l'ombre (comme illustré dans la figure ci-dessous) peut être causée par des changements de taille des modules, entraînant une perte de puissance. Selon l'expérience des projets de Shenggao, les systèmes utilisant la technologie d'optimiseur peuvent significativement augmenter la production globale d'électricité en présence d'occultation par l'ombre, avec une augmentation moyenne de 15 % ou plus.

Les modules de la centrale électrique achevée dans le passé sont de taille plus petite et sont remplacés par des modules plus grands, ce qui entraîne une certaine occultation par l'ombre.

Rénovation de la vieille centrale électrique (remplacement partiel par de nouveaux modules)

Avec le développement rapide de la fabrication de modules, lorsque les modules d'une ancienne centrale électrique doivent être remplacés en raison de dommages, ils se trouvent souvent confrontés au dilemme que le fabricant d'origine ne produira plus de modules de la même spécification. Si seuls les modules endommagés sont remplacés par des modules populaires sur le marché actuel, un problème d'incompatibilité peut survenir dans la même chaîne de modules. Pour résoudre ce problème, l'installation d'un optimiseur est devenue une solution plus économique et efficace, qui peut éliminer efficacement les incompatibilités et garantir l'efficacité de la centrale électrique.

Gouvernance de l'ombre

La durée de vie des centrales photovoltaïques est généralement de 25 ans, et l'environnement environnant peut changer pendant cette période. Par exemple, de nouveaux bâtiments, des arbres transplantés ou de nouveaux équipements sur le toit peuvent causer des problèmes d'occultation par l'ombre pour les modules photovoltaïques. Dans ce cas, l'application d'un optimiseur est particulièrement importante. En adoptant la technologie d'optimiseur, l'impact de l'occultation par l'ombre sur la production d'énergie du système peut être significativement réduit, et les pertes de puissance causées par l'ombre peuvent être récupérées.

Suggestions de configuration optimale pour les nouvelles installations

Pour les utilisateurs qui n'ont pas encore installé une centrale photovoltaïque, il est également très important de configurer prospectivement l'optimiseur photovoltaïque. Dès le début de la planification et de la conception de la centrale, l'optimiseur doit être pris en compte pour garantir que la centrale dispose d'une capacité de production d'énergie efficace, stable et intelligente dès le début de sa construction. Les scénarios suivants sont particulièrement adaptés à l'installation d'optimiseurs photovoltaïques :

Structure de toit complexe

Au début de la construction d'une installation PV, l'un des facteurs clés qui détermine l'envergure des installations PV sur toiture est l'orientation du toit. Les modules dans la même chaîne sont orientés dans deux directions différentes, ce qui entraîne certaines pertes de puissance. L'optimiseur PV permet à chaque module de fonctionner à son point de puissance maximum, indépendamment des autres modules de la même chaîne, maximisant ainsi l'utilisation de la surface du toit.

Problème d'occultation par l'ombre

La présence d'ombres autour du toit peut entraîner une perte de production d'énergie du système photovoltaïque. Même l'ombre la plus légère provenant d'arbres ou de fils peut avoir un impact significatif sur la production d'énergie de toute la centrale. L'optimiseur PV utilise un suivi MPPT au niveau des modules pour optimiser indépendamment les modules bloqués et augmenter la production d'énergie globale du système.

L'environnement naturel est changeant

Des facteurs environnementaux courants tels que l'accumulation de cendres, les fientes d'oiseaux et l'accumulation de neige peuvent également avoir un impact significatif sur la production d'énergie des centrales photovoltaïques. Si l'environnement naturel dans la région où se trouve votre toit est instable, il est probable que la production d'énergie photovoltaïque ne corresponde pas aux attentes. L'installation d'un optimiseur peut répondre efficacement à ces défis et garantir une production d'énergie stable.

Exigences en matière de sécurité et de maintenance

Les systèmes photovoltaïques ont la caractéristique de générer une tension continue. En cas de dysfonctionnements, d'incendies ou d'autres situations critiques, les systèmes photovoltaïques qui ne peuvent pas être coupés en toute sécurité à basse tension présentent des risques potentiels pour la sécurité. L'optimiseur photovoltaïque peut détecter les risques latents à temps grâce à une surveillance au niveau du module et effectuer un arrêt rapide en moins de 15 secondes, réduisant la tension à un niveau sûr pour garantir la sécurité des systèmes photovoltaïques et du personnel d'exploitation et de maintenance.

En résumé, les optimiseurs PV jouent un rôle important dans l'augmentation de la production d'énergie des systèmes PV, tout en assurant la sécurité et la facilité de maintenance. Que ce soit pour une centrale PV en fonctionnement ou non encore installée, il est judicieux d'installer des optimiseurs dans des scénarios spécifiques.

source  ① Performance PV NREL  ：https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf
source  ② Programme IEA Systèmes Photovoltaïques  ： https://iea-pvps.org/