{"id":134442,"date":"2021-06-22T02:09:16","date_gmt":"2021-06-22T00:09:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sma-sunny.com\/the-top-10-most-common-myths-about-traditional-dc-power-optimizers-part-1-of-3\/"},"modified":"2021-07-01T09:33:47","modified_gmt":"2021-07-01T07:33:47","slug":"10-mythes-sur-les-optimiseurs-photovoltaiques-partie-1-sur-3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sma-sunny.com\/fr\/10-mythes-sur-les-optimiseurs-photovoltaiques-partie-1-sur-3\/","title":{"rendered":"Les 10 mythes les plus courants sur les optimiseurs photovolta\u00efques au niveau du module (1\/3)"},"content":{"rendered":"

D’apr\u00e8s une \u00e9tude universitaire, la technologie d\u2019optimisation SMA ShadeFix<\/a> est plus performante que la plupart des solutions hardware conventionnelles pour la gestion de l\u2019ombrage, y compris dans les situations partiellement ombrag\u00e9es. Dans cette s\u00e9rie en trois parties, nous allons d\u00e9mystifier les id\u00e9es re\u00e7ues les plus courantes et faire la lumi\u00e8re sur l’impact des technologies MLPE sur les performances d\u2019une installation photovolta\u00efque.<\/p>\n

\"SMA<\/p>\n

Comprendre la technologie des optimiseurs traditionnels<\/h3>\n

Pour comprendre le fonctionnement d’un optimiseur de puissance, il faut d’abord comprendre qu’un optimiseur de puissance n’est autre qu’un convertisseur DC-DC avec des communications int\u00e9gr\u00e9es. Il fonctionne en ajustant simplement la tension DC vers le haut ou vers le bas. Les onduleurs strings modernes int\u00e8grent \u00e9galement ce composant, mais il est commun\u00e9ment appel\u00e9 entr\u00e9e MPPT (Maximum Power Point Tracking).<\/p>\n

L’architecture d’un syst\u00e8me bas\u00e9 sur un optimiseur de puissance est en fait construite sur la topologie d’un onduleur string. Des groupes de modules photovolta\u00efques sont connect\u00e9s ensemble dans des strings en s\u00e9rie. La principale diff\u00e9rence r\u00e9side dans le fait que la partie DC:DC de l’onduleur n’est pas int\u00e9gr\u00e9e \u00e0 l’onduleur, mais qu’elle est r\u00e9partie sur le groupe de modules PV. Ce que les optimiseurs de puissance font en fait, c’est \u00ab\u00a0optimiser\u00a0\u00bb la tension des strings pour qu’elle corresponde \u00e0 la tension d’entr\u00e9e de l’onduleur (typ. 380 ou 400 Vdc pour les syst\u00e8mes monophas\u00e9s).<\/p>\n

C’est logique, non ? Bon, passons maintenant aux mythes :<\/p>\n

Mythe n\u00b0 1 : Les optimiseurs de puissance g\u00e9n\u00e8rent plus d’\u00e9nergie pour les panneaux photovolta\u00efques ombrag\u00e9s.<\/h3>\n

\"solar<\/p>\n

Ce mythe est bas\u00e9 sur des affirmations commerciales selon lesquelles les optimiseurs de puissance produisent plus de puissance lorsqu’un ou plusieurs modules photovolta\u00efques sont ombrag\u00e9s. Bien que la base de cette affirmation soit vraie, plus de puissance ne se traduit pas toujours par un meilleur rendement \u00e9nerg\u00e9tique. Permettez-moi de m’expliquer : Comme je l’ai mentionn\u00e9 plus haut, l’optimiseur de puissance remplit la m\u00eame fonction que la partie DC:DC d’un onduleur string moderne – la principale diff\u00e9rence \u00e9tant qu’elle est r\u00e9partie sur le champ photovolta\u00efque plut\u00f4t qu’int\u00e9gr\u00e9e \u00e0 l’onduleur. Tout comme le dispositif de suivi du point de puissance maximale d’un onduleur string moderne, les optimiseurs de puissance ajustent la tension de fonctionnement des modules PV pour qu’elle corresponde \u00e0 la tension continue de la cha\u00eene requise pour faire fonctionner l’onduleur. Lorsqu’un ou plusieurs modules PV de la cha\u00eene sont fortement ombrag\u00e9s (par rapport aux autres modules de la cha\u00eene), la fonction de l’optimiseur de puissance ressemble beaucoup \u00e0 celle du MPPT, car le chemin du courant \u00e0 travers ces parties ombrag\u00e9es des modules PV a \u00e9t\u00e9 essentiellement contourn\u00e9 (non pas par l’optimiseur, mais plut\u00f4t par les diodes de d\u00e9rivation des modules PV). L’optimiseur de puissance fera donc fonctionner (1\/3) ou (2\/3) du module \u00e0 un point de puissance maximale en fonction de la tension de sortie r\u00e9duite du module ombrag\u00e9.<\/p>\n

Consid\u00e9rons maintenant que le moment de la journ\u00e9e o\u00f9 les ombres durent le plus longtemps est le d\u00e9but de la matin\u00e9e et la fin de l’apr\u00e8s-midi. \u00c0 ces moments de la journ\u00e9e, l\u2019irradiance est \u00e9galement la plus faible. Par cons\u00e9quent, un gain de puissance de 4 \u00e0 5 % le matin ne se traduit pas par un rendement \u00e9nerg\u00e9tique suppl\u00e9mentaire tr\u00e8s important. En fait, un certain nombre d’\u00e9tudes sugg\u00e8rent que la consommation d’\u00e9nergie interne des optimiseurs, qui augmentent et diminuent la tension toute la journ\u00e9e, l’emporte sur la production d’\u00e9nergie suppl\u00e9mentaire en d\u00e9but et en fin de journ\u00e9e. Les optimiseurs de puissance n’apporteraient un avantage significatif en termes de rendement \u00e9nerg\u00e9tique que si un ou plusieurs modules \u00e9taient fortement ombrag\u00e9s en milieu de journ\u00e9e. Dans ce cas, je m’interrogerais sur l’int\u00e9r\u00eat de placer le(s) module(s) \u00e0 cet endroit en premier lieu. Si l’ensemble du r\u00e9seau est uniform\u00e9ment ombrag\u00e9 (par exemple par un nuage), les optimiseurs de puissance n’apportent aucune puissance ou \u00e9nergie suppl\u00e9mentaire significative.<\/p>\n

Mythe n\u00b0 2 : Les optimiseurs de puissance traditionnels g\u00e9n\u00e8rent plus d’\u00e9nergie suppl\u00e9mentaire qu’ils n’en consomment.<\/h3>\n

Les optimiseurs de puissance sont soumis \u00e0 des pertes de tare associ\u00e9es au fonctionnement de l’\u00e9lectronique de puissance embarqu\u00e9e et des communications par courant porteur. Ces dispositifs consomment de l’\u00e9nergie de traitement et aspirent cette \u00e9nergie des modules PV \u00e0 chaque fois que les modules PV sont en fonctionnement. De plus, les optimiseurs de puissance sont presque constamment en train d’augmenter ou de diminuer la tension, toute la journ\u00e9e, tous les jours. N’oubliez pas : contrairement \u00e0 un micro-onduleur qui fonctionne vraiment de mani\u00e8re ind\u00e9pendante, le r\u00f4le d’un optimiseur de puissance est de faire fonctionner le module \u00e0 une tension qui permet \u00e0 l’ensemble du groupe d’une cha\u00eene de correspondre \u00e0 la tension du bus DC (380 ou 400 V) n\u00e9cessaire au fonctionnement de l’onduleur. Dans des conditions de fonctionnement non optimales (par exemple, en cas d’inad\u00e9quation des modules ou d’ombrage), les optimiseurs sont contraints d’ajuster leur tension de fonctionnement de mani\u00e8re \u00e0 r\u00e9duire leur efficacit\u00e9. Plus les conditions de fonctionnement sont mauvaises, plus l’efficacit\u00e9 de l’optimiseur diminue, car les dispositifs sont contraints de travailler davantage pour ajuster la tension.<\/p>\n

Et puis, il y a la chute de tension accrue (qui n’est pas prise en compte dans la fiche technique de l’optimiseur de puissance). Un optimiseur de puissance ajoute 2,5 m\u00e8tres de c\u00e2ble suppl\u00e9mentaire de section 2.5mm\u00b2 (incluant les c\u00e2bles d’entr\u00e9e et de sortie) \u00e0 chaque module auquel il est connect\u00e9. Ce seul c\u00e2ble suppl\u00e9mentaire cr\u00e9e une chute de tension d’environ 0,27 volt par optimiseur en plein soleil. Cela repr\u00e9sente plus de 145 watts de puissance perdue dans un syst\u00e8me de 12 kWc, ce qui correspond \u00e0 plus de 265 kWh de production solaire perdue par an, uniquement \u00e0 cause du c\u00e2blage suppl\u00e9mentaire. Remarque : ce calcul ne tient pas compte des pertes r\u00e9sistives suppl\u00e9mentaires associ\u00e9es aux quatre connecteurs suppl\u00e9mentaires par optimiseur de puissance.<\/p>\n

En fin de compte, les propri\u00e9taires d’installations se soucient surtout des \u00e9conomies, qui sont directement li\u00e9es au rendement \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p>\n

Mythe n\u00b0 3 : les optimiseurs de puissance d\u00e9tectent les modules PV \u00ab\u00a0d\u00e9faillants\u00a0\u00bb.<\/h3>\n

Pour comprendre ce mythe, il faut d’abord savoir quand et comment les modules PV tombent en panne. Ce sujet m\u00e9riterait \u00e0 lui seul un article, mais en r\u00e9sum\u00e9, le taux de d\u00e9faillance des modules PV est incroyablement faible, surtout si on le compare au taux de d\u00e9faillance des optimiseurs de puissance.<\/p>\n

Les principales causes de d\u00e9faillance des modules sont les suivantes :<\/p>\n

#1) Dommages caus\u00e9s aux c\u00e2bles par les rongeurs ou la gestion des fils.<\/strong><\/em> Cela se traduit g\u00e9n\u00e9ralement par un d\u00e9faut de terre ou un d\u00e9faut d’arc. Dans les deux cas, l’ensemble de l’installation photovolta\u00efque sera (ou est cens\u00e9 \u00eatre) hors ligne. Les optimiseurs n’auront pas d’impact sur ce sc\u00e9nario.<\/p>\n

#2) Le stress environnemental<\/strong><\/em> qui entra\u00eene des d\u00e9faillances de la soudure, une d\u00e9lamination ou une p\u00e9n\u00e9tration d’humidit\u00e9. Le r\u00e9sultat est souvent un court-circuit \u00e0 l’int\u00e9rieur du module PV. Cette situation est (cens\u00e9e \u00eatre) d\u00e9tect\u00e9e par la mesure d\u2019isolement de l\u2019onduleur et rendrait l’ensemble de l’installation PV inop\u00e9rante tant que la situation persiste. Les optimiseurs n’auront pas d’impact sur ce sc\u00e9nario.<\/p>\n

#3) Points chauds dus \u00e0 l’ombrage \u00ab\u00a0persistant\u00a0\u00bb d’objets proches<\/strong><\/em>. L’optimiseur de puissance n’emp\u00eachera pas ce ph\u00e9nom\u00e8ne. Seules les meilleures pratiques de conception du syst\u00e8me en mati\u00e8re de placement des modules<\/a> permettront d’\u00e9viter cette situation.
\nLa triste v\u00e9rit\u00e9 est que la plupart des installateurs utilisent les capteurs de surveillance du niveau des modules int\u00e9gr\u00e9s aux optimiseurs de puissance pour d\u00e9tecter – devinez quoi – les optimiseurs de puissance d\u00e9faillants !<\/p>\n

Mythe n\u00b0 4 : Les optimiseurs de puissance traditionnels sont efficaces \u00e0 99 %.<\/h3>\n

\"SMA<\/p>\n

Alors que le composant d’inversion de puissance (c’est-\u00e0-dire l’onduleur) du syst\u00e8me peut avoir un rendement europ\u00e9en de 98.8%. Il n’existe aucune m\u00e9thode normalis\u00e9e pour tester ou v\u00e9rifier le rendement europ\u00e9en d’un optimiseur de puissance au niveau du module. La fiche technique peut indiquer un \u00ab\u00a0rendement pond\u00e9r\u00e9\u00a0\u00bb pour l’optimiseur de puissance, mais il s’agit d’un terme commercial sans d\u00e9finition commune ni test normalis\u00e9. Bien qu’il puisse y avoir un point de fonctionnement d’un optimiseur o\u00f9 il op\u00e8re \u00e0 une efficacit\u00e9 de 99 %, la plupart des points de fonctionnement op\u00e8reront probablement \u00e0 une efficacit\u00e9 bien inf\u00e9rieure \u00e0 99 %, attribuable \u00e0 des pertes suppl\u00e9mentaires dans votre syst\u00e8me PV.<\/p>\n

Plus la tension r\u00e9elle de la cha\u00eene est \u00e9loign\u00e9e de la tension de fonctionnement fixe de l’onduleur (aussi appel\u00e9e \u00a0\u00bb tension optimis\u00e9e \u00ab\u00a0), plus le rendement de la cha\u00eene PV est faible.<\/p>\n

D\u00e9couvrez la suite de ces mythes sur les optimiseurs de puissance dans le deuxi\u00e8me article de notre s\u00e9rie.<\/a><\/p>\n

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Vous \u00eates installateur photovolta\u00efque ?\u00a0<\/strong>
\nAlors rejoignez la communaut\u00e9 des installateurs SMA en France,\u00a0 pour\u00a0 b\u00e9n\u00e9ficier d’informations d\u00e9di\u00e9es au d\u00e9veloppement de votre activit\u00e9 et d’\u00e9changes entre professionnels tout au long de l’ann\u00e9e.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

> Je rejoins la communaut\u00e9 d’installateurs SMA<\/a><\/p>\n<\/div><\/div>\n

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Une \u00e9tude universitaire a r\u00e9cemment conclu que la technologie d\u2019optimisation SMA ShadeFix est plus performante que la plupart des solutions hardware conventionnelles pour la gestion de l\u2019ombrage, y compris dans les situations partiellement ombrag\u00e9es. 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