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www.khadamet.net Formation sur les Systèmes Photovoltaïques Training on Photovoltaic Systems ادر ب  أظ اوطو  Cabinet de Formation KHADAMET 40 avenue 14 janvier – 2034 Ezzahra – Tunisie Tél : +216 71 454 310 – Fax : +216 451 416 - e-mail : mail@khadamet.net Installation et maintenance des systèmes photovoltaïques Formation pour les ingénieurs et les techniciens exerçant dans le domaine des énergies renouvelables www.khadamet.net MODULE M2-2 Les Modules photovoltaïques mail@khadamet.net 2 www.khadamet.net Plan du Contenu • Fabrication des modules Photovoltaïques • Différents couplages des modules PV (série, parallèle et mixte) • Notions d’ombrage et de masque solaire. • Influence des masques, de la température, de l’orientation et de l’inclinaison sur les performances des modules/champ PV mail@khadamet.net 3 les performances des modules/champ PV • Composants d’un champ PV • Types d’installation des champs PV • Normes appliquées • Exigences d’admission des modules PV sur le marché • Techniques de vérification et de mesure des panneaux PV en usine www.khadamet.net Fabrication des modules Photovoltaïques Boîte de jonction avec diodes bypass (à l’arrière) mail@khadamet.net 4 Cellule PV Module PV Câbles de liaison Fiche signalétique www.khadamet.net Panneaux photovoltaïques Cellules cristallins connectées en série mail@khadamet.net 5 1 : cadre en aluminium, 2 : joint d’étanchéité, 3 : verre, 4 : support EVA, 5 : cellule cristalline, 6 : film Tedlar www.khadamet.net Module PV Encapsulation mail@khadamet.net 6 www.khadamet.net Module monocristallin mail@khadamet.net 7 www.khadamet.net Module poly-cristallin mail@khadamet.net 8 www.khadamet.net Panneaux photovoltaïques Panneaux standard Avec cadre et sans cadre mail@khadamet.net 9 www.khadamet.net Panneaux photovoltaïques mail@khadamet.net 10 Panneau spécial léger www.khadamet.net Panneaux photovoltaïques mail@khadamet.net 11 Modules flexibles en rouleau : multi-jonction, à couche mince www.khadamet.net Modules PV Chaque module se compose d’un certain nombre de cellules connectées entre elles dans le module Les cellules PV convertissent l’énergie solaire en électricité de type continu Le module à une boite de jonction avec deux câbles DC + & - Le nombre et la qualité des cellules déterminent la puissance du module les modules se compose de 36, 60 ou 72 cellules, montées en série et en parallèle selon la puissance. mail@khadamet.net 12 selon la puissance. www.khadamet.net Modules PV Un modules standard se compose de 60 ou 72 cellules (20 ou 24 cellules en série et 3 séries en parallèle) mail@khadamet.net 13 www.khadamet.net cell panel = module (framed unit) Modules PV mail@khadamet.net 14 Photovoltaic Field = Photovoltaic Generator string www.khadamet.net Afin d'éviter tout risque d'inversion de polarité et un contact électrique durable, étanche à l’eau, lors du raccordement des modules PV entre eux et du raccordement des câbles d'extrémité des strings, les fabricants proposent des connecteurs typés "mâle" et "femelle" avec détrompeurs mécaniques. Leur montage sur les câbles s'effectue avec un outillage spécifique à chaque modèle, permettant d'assurer un sertissage performant et une liaison optimum des pièces mécaniques et isolantes. Composants de connexion - raccordement des modules PV mail@khadamet.net 15 www.khadamet.net Composants de connexion - raccordement des modules PV mail@khadamet.net 16 www.khadamet.net Intensité de module en A Puissance d’un module cristallin en fonction de l’ensoleillement MPP mail@khadamet.net 17 Intensité de module en A Fonctionnement UMPP Tension de module en V www.khadamet.net Intensité de module en A Puissance d’un module cristallin en fonction de la température I min. Onduleu r MPP mail@khadamet.net 18 Fonctionnement UMPP Tension de module Intensité de module en A Umin. Onduleur Umax. Onduleur Plage Tension Onduleur Obligatoire www.khadamet.net Performance du Module en Watt Powers curves for different temperatures MPP mail@khadamet.net 19 Performance du Module en Watt Tension Module en Volts Fonctionnement UMPP www.khadamet.net Courant en Ampères mail@khadamet.net 20 Tension en Volts Courant en Ampères www.khadamet.net Fonction des diodes by-pass Panneau PV avec ombrage, connecté au consommateur, sans diodes by-pass Lors de l’ensoleillement sans ombrage, un courant est délivré Lors d’un ombrage partiel, la ou les cellules vont chauffer et se détruisent. Il faut remplacer le module. mail@khadamet.net 21 = 0 = Max www.khadamet.net Fonction des diodes by-pass Panneau PV avec ombrage, connecté au consommateur, sans diodes by-pass Pendant l’ensoleillement le module délivre un courant proportionnel à l’intensité lumineuse mail@khadamet.net 22 = Max www.khadamet.net Fonction des diodes by-pass Panneau PV avec ombrage, connecté au consommateur, sans diodes by-pass Lors d’un ombrage, la ou les cellules chauffent et se détruisent. Il n’y’a plus de courant. mail@khadamet.net 23 = 0 www.khadamet.net Fonction des Fusibles de chaînes Module avec ombrage, connecté au consommateur, sans Fusibles de chaînes ‘IRM’ mail@khadamet.net 24 Câblage : 6 chaînes en parallèle de 3 modules en série Sans protection par fusibles. L’installation fonctionne s’il n’y’a pas d’ombrage www.khadamet.net Fonction des Fusibles de chaînes Module avec ombrage, connecté au consommateur, sans Fusibles de chaînes ‘IRM’ La cellule chauffe et se détruit mail@khadamet.net 25 Câblage : 6 chaînes en parallèle sans protection contre le courant inverse www.khadamet.net Fonction des Fusibles de chaînes Module avec ombrage, connecté au consommateur, sans Fusibles de chaînes ‘IRM’ Destruction de la cellule la plus faible d’un module ou plus lors de l’ombrage mail@khadamet.net 26 Câblage : 6 chaînes en parallèle sans protection contre le courant inverse lors de l’ombrage www.khadamet.net By-pass Diode By-pass Diode Fonction des diodes by-pass Panneau PV avec ombrage, connecté au consommateur, avec diodes by-pass mail@khadamet.net 27 La tension est au maximum La tension est de moitié www.khadamet.net By-pass Diode By-pass Diode Fonction des diodes by-pass Panneau PV avec ombrage, connecté au consommateur, avec diodes by-pass mail@khadamet.net 28 La tension est nulle www.khadamet.net By-pass Diode By-pass Diode Fonction des diodes by-pass Panneau PV avec ombrage, connecté au consommateur, avec diodes by-pass mail@khadamet.net 29 Pendant l’ensoleillement le module délivre un courant proportionnel à l’intensité lumineuse U = Umax www.khadamet.net By-pass Diode By-pass Diode Fonction des diodes by-pass Panneau PV avec ombrage, connecté au consommateur, avec diodes by-pass mail@khadamet.net 30 Lors d’un ombrage partiel, le courant vas passer par la diode by-pass, le courant vas rester même et la tension sera de moitié. U = ½ Umax www.khadamet.net By-pass Diode By-pass Diode Fonction des diodes by-pass Panneau PV avec ombrage, connecté au consommateur, avec diodes by-pass mail@khadamet.net 31 Lors d’un ombrage total, le courant vas passer par les 2 diodes by-pass, la tension sera nulle. U = 0 www.khadamet.net Effet de l’ombrage & les diodes by-pass mail@khadamet.net 32 www.khadamet.net Eviter l’ombrage et minimiser son effet Lors d´ombrage qui n´est pas possible d´éviter, faire un assemblage optimum pour rester productif (voir le montage des cellules du module). mail@khadamet.net 33 Avec ce câblage, la production est presque nulle Avec ce câblage, les 3 chaînes restent productive www.khadamet.net Eviter l’ombrage et minimiser son effet Lors d´ombrage qui n´est pas possible d´éviter, faire un assemblage optimum pour rester productif (voir le montage des cellules du module). mail@khadamet.net 34 Zéro Production ½ module non Productif www.khadamet.net L’effet de l’ombrage selon la technologie mail@khadamet.net 35 Effet de l’ombrage sur les modules de couches minces et modules avec cellule en silicium cristallin www.khadamet.net Pour éviter l’ombrage Sur les installations fixées sur des toits plats, la distance entre l’obstacle ou 2 rangées de modules doit être entre 1 à 4 fois la hauteur de l’obstacle (selon la latitude du lieu). mail@khadamet.net 36 Hauteur www.khadamet.net Fiche Technique d’un module Photovoltaïque = lrradiance 1000W/m2, Cell temperature 25°C, AM1.5 mail@khadamet.net 37 Puissance maximale électrique Pmax égale à Vmpp x Impp. Irradiance 800W/m2, Ambient temperature 20°C, Wind Speed 1 m/s On voit que les valeurs NOCT sont nettement inférieur aux valeurs du STC www.khadamet.net Fiche Technique d’un module Photovoltaïque mail@khadamet.net 38 www.khadamet.net Fiche Technique d’un module Photovoltaïque mail@khadamet.net 39 Current-Voltage Curves at Different Temperatures www.khadamet.net Fiche Technique d’un module Photovoltaïque SPECIAL WARRANTY • 12 years limited product warranty. • Limited linear power warranty: 12 years 91.2% of the nominal power output, 30 years 80.6% of the nominal power output. mail@khadamet.net 40 www.khadamet.net Pmax : Puissance électrique maximale (Pmax ou Pcrête) en W E : Eclairement de 1 000 W/m² avec température de cellules de 25°C et AM = 1,5 aux STC. S : Surface hors-tout du module solaire en m² Calcul du rendement des modules PV Rendement aux conditions STC (conditions d’essais normalisés selon EN60904-3) ηstc= Pmax S x 1000 W/m² mail@khadamet.net 41 S : Surface hors-tout du module solaire en m² Exemple de calcul pour un module : P = 280 W E = 1 000 W/m² S = 1,001 x 1,675 m, soit 1,676 m², calcul du ηstc? ηstc= 280 1,676 x 1000 = 16,7% www.khadamet.net P : Puissance électrique au point de puissance maximale (W) E : Eclairement solaire (W/m²) S : Surface hors-tout du module solaire (m²) Calcul du rendement des modules PV Rendement d’un module à une condition d’ensoleillement η = P S x E mail@khadamet.net 42 Exemple de calcul pour un module en d’autre condition : P = 160 W E = 700 W/m² S = 1,6 m², calcul du η? η = 160 1,6 x 700 = 14,2% www.khadamet.net Pmax : Puissance électrique maximale lue sur l’onduleur en W E : Eclairement solaire lue sue un appareil de mesure en W/m² S : Surface hors-tout du champ PV en m² Calcul du rendement des modules PV Rendement d’un groupe de module à un moment précis de la journée uploads/Industriel/ m2-2-modules-pv-2021.pdf

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