Plage de tension CC pour la puissance nominale
De nombreuses nouvelles centrales solaires mises en service ces dernières années ne répondent pas aux attentes de performance. La raison ? Des chaînes trop courtes. Comment est-il possible que de nombreux installateurs bien établis et expérimentés tombent dans ce piège ? Dans cet article, je vais d'abord aborder le problème technique et ensuite donner mon opinion honnête sur les raisons pour lesquelles nous observons soudainement de nombreux nouveaux problèmes de dimensionnement en 2025.
Tendance des onduleurs solaires
De nouveaux modèles d'onduleurs solaires arrivent sur le marché chaque année. Une tendance notable est l'évolution vers des onduleurs de chaîne de plus en plus grands avec plusieurs suiveurs de point de puissance maximale (MPPT), certains ayant une très large plage de tension de fonctionnement MPPT. Cette tendance est très positive. Un grand nombre de MPPT permet une optimisation fluide des performances et offre de nombreux avantages dans les situations d'ombrage local ou d'orientations différentes des panneaux solaires, comme on en trouve sur de nombreuses installations de toiture. Avoir une ou deux chaînes connectées à un seul MPPT permet également une surveillance précise au niveau des chaînes. De plus, une large plage de tension de fonctionnement MPPT rend le dimensionnement de l'installation très flexible. Mais que signifie exactement plage de tension de fonctionnement MPPT ?
Plage de tension de fonctionnement MPPT
Comme expliqué dans l’article de blog sur les onduleurs sans booster, les onduleurs avec une large plage de tension de fonctionnement MPPT reposent sur un booster interne qui augmente la tension d'entrée à un niveau requis par l'étage de l'onduleur. Par définition, la plage de tension de fonctionnement MPPT définit la tension minimale et maximale absolue permettant au booster et à l'étage de l'onduleur de fonctionner ensemble. Toute tension inférieure au minimum ou supérieure au maximum peut empêcher l'onduleur de fonctionner. Les tensions supérieures à la tension d'entrée maximale peuvent même endommager l'appareil. Mais une tension qui permet à l'onduleur de fonctionner est-elle suffisante pour un dimensionnement correct ? Pas vraiment. Nous ne voulons pas seulement un onduleur fonctionnel ; nous voulons que l'onduleur fonctionne à puissance maximale. Cela fait une différence significative pour un propriétaire d'installation qui s'attend à obtenir la puissance maximale de son installation solaire.
Pendant de nombreuses années, le respect de la plage de tension de fonctionnement MPPT indiquée dans la fiche technique était peut-être suffisant pour garantir que l'onduleur extrait la puissance maximale du champ générateur CC. Cependant, ce n'est plus le cas pour certain nouveaux types d'onduleurs qui deviennent très populaires. Considérons un exemple concret :
- Informations de la fiche technique : Plage de tension de fonctionnement MPPT : 200–1000 V
- Informations du manuel utilisateur : Plage de tension MPPT à pleine charge : 540–800 V
Que se passe-t-il si la tension est entre la tension de fonctionnement MPPT minimale et la tension MPPT à pleine charge minimale ?
La réponse peut être trouvée dans le manuel de l'utilisateur de l'onduleur ou dans des documents séparés, parfois appelés courbe caractéristique de sortie. Dans notre exemple numérique, le fonctionnement à puissance maximale ne peut pas être garanti pour des tensions comprises entre 200 et 540 V.
Le document de la courbe caractéristique de sortie de l'onduleur concerné contient le graphique suivant :
Ce graphique montre clairement que le MPPT peut fonctionner avec une limitation de puissance pour des tensions d'entrée inférieures à 540 V. Et c'est ce qui se passe dans la réalité ! Le graphique ci-dessous montre le courant continu de deux MPPT. L'un a une tension suffisamment élevée pour fonctionner à pleine puissance, tandis que l'autre est clairement limité à environ 60 % de son courant nominal.
Pourquoi la puissance est-elle limitée à basse tension ?
Un booster est essentiellement composé d'un interrupteur de puissance, d'une inductance, d'une diode, d'un condensateur et de d'une électronique de contrôle. Un composant clé est l'inductance, qui est probablement aussi le composant le plus lourd et le plus coûteux dans un circuit booster. La taille d'une inductance est proportionnelle au courant de sortie ainsi qu'à la différence de tension entre la tension d'entrée et de sortie. Cela signifie : plus la tension d'entrée est faible, plus l'inductance doit être grande. Par conséquent, il est compréhensible que certains types d'onduleurs avec une large plage de tension de fonctionnement MPPT ne soient pas dimensionnés pour garantir une charge MPPT complète pour la même plage de tension.
Opinion personnelle et recommandations
Le fait que de nombreuses installations solaires récemment construites souffrent du même problème indique un manque de partage d'informations entre les fabricants d'onduleurs, les vendeurs et les installateurs. C'est pourquoi j'ai écrit cet article de blog, et j'espère qu'il aidera à sensibiliser à ce sujet important. À mon avis personnel, des problèmes surviennent à différentes étapes :
Fabricants et vendeurs d'onduleurs
Certains fabricants d'onduleurs omettent probablement intentionnellement la différence entre la plage de tension de fonctionnement MPPT et la plage de tension MPPT à pleine charge dans les fiches techniques publiées. Cela rend plus difficile pour les installateurs l'évaluation rapide des modèles d'onduleurs solaires pour un projet spécifique, car ils doivent se plonger dans les manuels d'utilisation et les documents supplémentaires pour s'assurer que l'onduleur choisi convient à un cas d'utilisation spécifique. De plus, on peut se demander si la formation des installateurs sur le dimensionnement et l'utilisation d'onduleurs spécifiques par les fabricants et les vendeurs est adéquate.
Installateurs
Ce problème de dimensionnement est l'un des nombreux problèmes typiques de dimensionnement et de disposition observés régulièrement dans les installations existantes. Même si les onduleurs sont aujourd'hui vendus comme des appareils plug-and-play et faciles à installer, ils restent des appareils complexes nécessitant un certain niveau de compréhension technique pour garantir le choix d'un appareil adapté à une centrale solaire spécifique. Il est regrettable de voir de nombreuses centrales solaires construites de manière à ce que les composants installés ne puissent pas fournir leur puissance nominale simplement parce que la documentation de l'équipement disponible publiquement n'a pas été lue attentivement ou comprise pendant la phase de planification. Nous recommandons aux installateurs de toujours lire toutes les parties pertinentes de la documentation, y compris parfois les notes de bas de page décisives.
Propriétaires de centrales
Nous recommandons généralement aux propriétaires de centrales d'inspecter et d'approuver soigneusement les nouvelles centrales. Assurez-vous que la documentation reçue correspond à la centrale construite. Définissez un test d'acceptation final détaillé, incluant l'évaluation des premières données de supervision disponibles, pour vous assurer que chaque partie de la centrale fonctionne selon les attentes. Novasense serait heureux de vous soutenir dans la définition de ce processus.