Panneaux solaires (PV) et tensions
Pour les débutants en photovoltaïque (PV), percer les mystères derrière le jargon et les acronymes est l’une des premières tâches les plus difficiles. En ce qui concerne la tension, les modules PV ont de nombreuses figures de tension différentes qui leur sont associées. Nous allons commencer par les plus faciles et continuer à partir de là. Dans cet article, vous en apprendrez plus sur:
- Tension en Circuit Ouvert (COV)
- Tension à Puissance Maximale (VMP ou VPM)
- Tension Nominale
- COV Corrigé en Température
- Coefficient de Température de Tension
- Tension de Mesure et Test de Panneaux Solaires
Tension en circuit ouvert (COV)
La tension en circuit ouvert est la tension qui est lue avec un voltmètre ou un multimètre lorsque le module n’est connecté à aucune charge. Vous vous attendez à ce que ce numéro figure sur la fiche technique et l’autocollant d’un module PV.
Cette tension est utilisée lors des tests de modules tout juste sortis de la boîte, et utilisée ultérieurement lors des calculs de COV corrigés de la température dans la conception du système. Vous pouvez consulter le tableau ci-dessous pour trouver des valeurs typiques de COV pour différents types de modules photovoltaïques cristallins.
| Nominal Voltage | VOC – typical | VMP – typical | # of cells in series |
|---|---|---|---|
| 12 | 21 | 17 | 36 |
| 18 | 30 | 24 | 48 |
| 18 | 33 | 26 | 54 |
| 20 | 36 | 29 | 60 |
| 24 | 42 | 35 | 72 |
Voltage at Maximum Power (VMP or VPM)
Voltage at la puissance maximale est la tension qui se produit lorsque le module est connecté à une charge et fonctionne à sa sortie de performance maximale dans des conditions de test standard (STC). Vous vous attendez à voir ce numéro indiqué sur une fiche technique et un autocollant des modules. VMP est à l’endroit du virage sur une courbe en I-V; où se trouve la plus grande puissance de sortie du module.
Il est important de noter que cette tension n’est pas facilement mesurée et n’est pas non plus liée aux performances du système en soi. Il n’est pas rare qu’une charge ou un banc de batteries réduise le VMP d’un module ou d’une matrice à quelques volts de moins que le VMP pendant que le système fonctionne.
La puissance nominale d’un module PV peut être confirmée dans les calculs en multipliant le VMP du module par le courant à puissance maximale (IMP). Le résultat devrait vous donner ou la puissance au point de puissance maximum, le même que la puissance de la plaque signalétique du module.
Le VMP d’un module est généralement de 0,5 volts par cellule connectée en série dans le module. Vous pouvez référencer le graphique pour trouver des valeurs VMP typiques pour différents types de modules cristallins.
Tension nominale
La tension nominale est la tension utilisée comme méthode de classification, en tant que report de l’époque où les systèmes de batteries étaient les seules choses en marche. Vous ne vous attendez PAS à voir ce numéro indiqué sur la fiche technique et l’autocollant d’un module PV. Cette nomenclature fonctionnait très bien car la plupart des systèmes avaient des batteries 12V ou 24V. Lorsque vous aviez une batterie 12V à charger, vous utiliseriez un module 12V, fin de l’histoire. Il en va de même pour les systèmes 24V.
Parce que la charge était le seul jeu en ville, les besoins des batteries ont dicté le nombre de cellules à l’intérieur du PV devant être câblées en série et / ou en parallèle, de sorte que dans la plupart des conditions météorologiques, les modules solaires fonctionnent pour charger la ou les batteries.
Si vous vous référez au tableau, vous pouvez voir que les modules 12V avaient généralement 36 cellules câblées en série, ce qui, au fil des ans, s’est avéré être le nombre optimal pour une charge fiable des batteries 12V. Il va de soi qu’un système 24V verrait les chiffres doubler, et cela est vrai dans le graphique. Tout a très bien fonctionné dans ce système solaire hors réseau car il a évolué selon la même nomenclature, de sorte que lorsque vous aviez une batterie 12V et que vous vouliez de l’énergie solaire, vous saviez que vous deviez obtenir un module « 12V » et un contrôleur « 12V ».
Même si la tension du module solaire pouvait être à 17VDC et que le contrôleur de charge se chargeait à 14V, alors que l’onduleur fonctionnait joyeusement à l’entrée 13VDC, l’ensemble du système était composé de composants « nominaux » de 12V afin que tout fonctionne ensemble. Cela a bien fonctionné pendant un bon moment jusqu’à ce que la technologie maximum power point (MPPT) soit disponible et commence à apparaître.
Cela signifiait que toutes les batteries PV ne chargeaient pas nécessairement les batteries, et qu’à mesure que la technologie MPPT évoluait, même lorsque la PV était utilisée pour charger les batteries, vous n’étiez plus obligé d’utiliser la même tension nominale que votre batterie. banque de batteries.
Onduleurs à chaîne et ont changé la donne pour les modules, car ils n’étaient plus obligés dans leur conception d’être redevables des besoins en tension des batteries à cycle profond. Ce changement a permis aux fabricants de fabriquer des modules en fonction de la taille physique, des caractéristiques de puissance en watts et d’utiliser d’autres matériaux produisant des tensions de module complètement indépendantes des batteries.
Le premier et le plus populaire changement s’est produit dans ce que l’on appelle maintenant généralement des modules « nominaux » 18V. Il n’y a pas de banques de batteries 18V pour les systèmes RE. Les modules ont acquis ce nom parce que leur nombre de cellules et leur tension nominale fonctionnelle les plaçaient entre les deux catégories existantes de modules PV « nominaux » 12V et 24V. De nombreux modules ont suivi avec 48 à 60 cellules, qui produisaient des tensions qui ne correspondaient pas directement aux composants nominaux du système 12V ou 24V.
Pour éviter une mauvaise conception du système et la confusion, le surnom 18V a été adopté par de nombreux acteurs de l’industrie, mais a finalement pu créer plus de confusion chez les novices qui ne comprenaient pas la relation entre les cellules en série, les COV, les VMP et la tension nominale. Avec cette compréhension, les choses deviennent beaucoup plus faciles, et le graphique devrait aider à percer une partie du mystère.
COV corrigés de la température
La valeur de COV corrigée de la température est requise pour s’assurer que, lorsque les températures froides augmentent les COV d’un réseau, les autres équipements connectés tels que les contrôleurs MPPT ou les onduleurs de liaison de grille ne sont pas endommagés. Ce calcul se fait de deux manières. La première consiste à utiliser le graphique dans NEC 690.7. La deuxième façon consiste à faire des calculs avec le Coefficient de température de Tension et la température locale la plus froide.
Coefficient de température de tension
Cette valeur représente la variation de tension en fonction de la température. Généralement, il est utilisé pour calculer des situations de température froide / Tension plus élevée pour la sélection de réseaux et de composants dans des climats plus froids. Cette valeur peut être présentée comme un changement en pourcentage des tensions STC par degré ou comme un changement de valeur de tension par changement de température de degré. Ces informations n’étaient pas faciles à trouver dans le passé, mais sont maintenant plus souvent visibles sur les pages de spécifications et parfois sur les autocollants de module.
Mesure de la tension et Test des panneaux solaires
Les tensions peuvent être lues sur un module PV à l’aide d’un voltmètre ou d’un multimètre. Ce que vous verrez ci-dessous est un exemple de voltmètre mesurant les COV avec une boîte de jonction. Ce serait la vue depuis l’arrière du module PV.
