Diode de dérivation (bypass)
Diode câblée en parallèle d’un groupe de cellules d’un module photovoltaïque, qui laisse le courant de la chaîne contourner les cellules ombragées ou défectueuses et évite les points chauds.
Dans une chaîne, toutes les cellules sont traversées par le même courant. Si l’une d’elles est ombragée, elle ne peut plus fournir ce courant ; les autres la forcent en polarisation inverse et elle dissipe leur puissance sous forme de chaleur. La température d’un tel point chaud peut dépasser 100–150 °C, ce qui abîme l’encapsulant et la face arrière, et peut, dans les cas extrêmes, provoquer un incendie.
Les diodes de dérivation évitent ce scénario. Un module classique en compte trois dans sa boîte de jonction, chacune protégeant une sous-chaîne de 20–24 cellules (ou une paire de sous-chaînes dans les modules à demi-cellules). Quand une cellule d’une sous-chaîne est assez ombragée pour que la tension de cette sous-chaîne devienne négative, la diode passe en polarisation directe et le courant la contourne.
- La sous-chaîne court-circuitée ne produit plus rien : le module perd environ un tiers de sa puissance et de sa tension, mais le reste de la chaîne continue de produire.
- On utilise des diodes Schottky pour leur faible tension directe, environ 0,4–0,5 V, qui limite l’échauffement de la boîte de jonction.
- Une diode peut tomber en panne ouverte (plus de protection) ou en court-circuit (sous-chaîne définitivement perdue), ce que révèlent la thermographie et les mesures de courbe I-V.
Les diodes activées créent plusieurs maxima locaux sur la courbe puissance-tension du champ ; les onduleurs ont donc besoin d’un MPPT à balayage global pour trouver le vrai maximum. Les modules à demi-cellules sont divisés en deux moitiés, haute et basse, qui fonctionnent en parallèle et limitent l’effet de l’ombrage en bord de rangée. L’électronique de module, comme les optimiseurs, complète les diodes de dérivation sans les remplacer.
Termes associés
Tous les termes →- Chaîne photovoltaïque (string)
Groupe de modules photovoltaïques câblés en série : leurs tensions s’additionnent tandis que le courant reste celui d’un seul module.
- MPPT (suivi du point de puissance maximale)
Algorithme de régulation d’un onduleur ou d’un régulateur de charge qui ajuste en continu la tension de fonctionnement pour qu’un champ photovoltaïque fournisse le maximum de puissance disponible.
- Optimiseur de puissance
Convertisseur DC-DC placé au niveau du module, qui suit le point de puissance maximale de chaque panneau et conditionne sa production avant son entrée dans un onduleur string.
- Micro-onduleur
Petit onduleur fixé derrière un ou quelques modules photovoltaïques, qui convertit leur courant continu en alternatif au niveau du module, avec un suivi du point de puissance maximale propre.
- Pertes par salissure (soiling)
Baisse de production photovoltaïque ou thermodynamique due à la poussière, au pollen, aux fientes, à la neige ou à d’autres dépôts qui empêchent la lumière d’atteindre les cellules ou les miroirs.