La « magie de l'optimisation » des optimiseurs PV : d'où provient la puissance supplémentaire ?

Dans un PV système, les modules fonctionnant en série ressemblent à une chaîne dont les maillons sont reliés les uns après les autres. Si un seul module fonctionne mal, cela peut réduire l'efficacité de l'ensemble du système. C'est ce que l'industrie PV appelle communément l'« effet seau » — la capacité de production d'électricité de l'ensemble du système est souvent déterminée par le module dont les performances sont les plus faibles. Le PV l'optimiseur a été conçu pour briser cette limitation. Utilisons un modèle spécifique pour expliquer cela en détail.

Scénario idéal : les modules travaillent en synergie pour une efficacité maximale

Imaginez une chaîne photovoltaïque composée de 6 modules connectés en série. Dans un environnement parfaitement idéal — sans ombrage, avec un vieillissement uniforme et des paramètres de performance identiques — tous les modules fonctionnent efficacement sous les mêmes conditions lumineuses.

À ce stade, chaque module délivre un courant stable de 10A (les valeurs réelles peuvent légèrement varier selon les spécifications du module) et fonctionne sous une tension de 40V. En utilisant la formule de la puissance (Puissance = Courant × Tension), la puissance produite par un seul module est de 10A × 40V = 400W. Étant donné que les modules sont en série, le courant reste constant à travers toute la chaîne. Ainsi, la puissance totale des 6 modules est de 6 × 400W = 2400W — la meilleure performance possible pour cette chaîne dans des conditions idéales.

Défis du monde réel : L'ombrage devient le « maillon faible » et provoque des pertes majeures d'efficacité

En pratique, cependant, les systèmes photovoltaïques restent rarement dans des conditions idéales. Des problèmes tels que l'ombre des arbres, les ombres des bâtiments, l'accumulation de poussière sur les modules ou un vieillissement localisé peuvent dégrader les performances d'un seul module, en faisant un « maillon faible » qui ralentit l'ensemble du système.

Par exemple, si un module est ombragé, son courant de sortie chute brutalement à 5A. En raison de la nature des circuits en série — le courant est identique partout — les 5 autres modules normalement fonctionnels sont contraints de fonctionner à 5A également. La puissance de chaque module tombe alors à 5A × 40V = 200W, et la puissance totale de l'ensemble de la chaîne chute à 6 × 200W = 1200W, soit la moitié de la production idéale.

Pour atténuer cela, les modules photovoltaïques sont généralement équipés de « diodes de dérivation ». Lorsqu'un module tombe en panne, la diode le « contourne » (c'est-à-dire, saute le module), permettant au courant de circuler directement à travers les autres modules. Dans ce cas, le module contourné cesse de produire de l'énergie, tandis que les 5 modules restants peuvent reprendre un fonctionnement normal à 10A, ce qui donne une puissance totale de 5 × 400W = 2000W. Même si cette situation est meilleure que la précédente, la puissance d'un module est entièrement perdue, ce qui montre qu'il reste possible d'améliorer l'efficacité du système.

Solution d'optimisation : PV Les optimiseurs dépassent les limites et réduisent les pertes de puissance

La fonction principale de l' PV optimiseur SUNGO est de permettre à chaque module de « donner son maximum » sans que des problèmes individuels n'affectent l'ensemble du système. Il surveille en temps réel l'état de fonctionnement de chaque module et ajuste précisément la tension et le courant, permettant ainsi aux modules concernés de conserver autant que possible leur production d'énergie sans affecter les autres.

Revenons au scénario avec ombrage : le module ombragé produit initialement 5A à 40V, soit un total de 200W. Avec un PV optimiseur installé, ce dernier réduit la tension du module (de 40V à 20V) tout en augmentant son courant (de 5A à 10A), maintenant sa puissance de sortie à 200W (10A × 20V = 200W). Les cinq autres modules normaux restent inchangés, fonctionnant à 10A et 40V pour maintenir chacun une puissance de 400W.

Au final, la puissance totale de la chaîne est de 200W (module ombragé) + 5 × 400W (modules normaux) = 2200W. Cela représente 200W de plus que la solution avec diodes de dérivation et 1000W de plus par rapport au scénario sans optimisation, réduisant ainsi significativement les pertes de puissance causées par les « maillons faibles ».

Grâce à ces ajustements ciblés, PV les optimiseurs permettent efficacement de surmonter l'« effet seau » dans les systèmes photovoltaïques, permettant à chaque module de maximiser sa contribution sous ses propres conditions d'ensoleillement. Ils sont particulièrement adaptés aux scénarios complexes et facilement ombragés, comme les toits ou les zones montagneuses, apportant un soutien solide pour un fonctionnement efficace et stable du PV systèmes.