Chaîne photovoltaïque (string)
Groupe de modules photovoltaïques câblés en série : leurs tensions s’additionnent tandis que le courant reste celui d’un seul module.
On relie les modules en série pour amener la tension dans la plage où les onduleurs fonctionnent bien et où les pertes dans les câbles restent faibles. Dans une chaîne, les tensions s’additionnent et le courant est commun : une chaîne de 20 modules dont la tension au point de puissance maximale vaut 40 V fonctionne donc vers 800 V. Plusieurs chaînes peuvent ensuite être mises en parallèle sur une entrée MPPT ou dans un coffret de raccordement.
La longueur d’une chaîne est encadrée par deux limites qui dépendent de la température :
β est le coefficient de température en tension (environ −0,25 à −0,30 %/°C). Par le matin le plus froid, la tension de circuit ouvert dépasse sa valeur STC et doit rester sous la limite du système : 600 V (résidentiel nord-américain), 1 000 V (résidentiel et tertiaire européens) ou 1 500 V (centrales au sol). Par la journée la plus chaude, la tension de fonctionnement doit rester au-dessus de la tension MPPT minimale de l’onduleur.
Comme le courant est commun, le module le plus faible limite toute la chaîne : un ombrage, une salissure ou une cellule défectueuse sur un module fait baisser les autres, sauf si les diodes de dérivation s’activent. C’est à cause de cette sensibilité aux déséquilibres qu’on répartit les orientations différentes sur des entrées MPPT séparées, ou qu’on les équipe d’optimiseurs de puissance ou de micro-onduleurs.
Termes associés
Tous les termes →- Ratio DC/AC (taux de surdimensionnement)
Rapport entre la puissance crête DC d’un champ photovoltaïque aux STC et la puissance AC nominale de son onduleur ; on parle aussi d’inverter loading ratio (ILR).
- Onduleur string (onduleur de chaîne)
Onduleur qui convertit la production DC d’une ou plusieurs chaînes de modules photovoltaïques en courant alternatif synchronisé avec le réseau, en général avec plusieurs entrées MPPT indépendantes.
- 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.
- 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.
- Coefficient de température
Variation en pourcentage de la puissance, de la tension ou du courant d’un module photovoltaïque par degré Celsius d’écart de la température de cellule par rapport à 25 °C.