Photovoltaïque : Diodes anti retour et d'ombre partielle

[jdbaranger]

Bonjour

Je construits une cabane avec un toit photovoltaique fait maison. Les cellules photovoltaiques seront fixées sur des ardoises (2 cellules en parallèle sur chaque ardoise), et les ardoises seront en série. Au final, une tension de 215V pour 5.4A.

Chaque ardoise a deux cellules en parallèle, de 0.55V chacune, et de 3.6A et 1.8A respectivement
Il y a 390 ardoises en série pour atteindre 215V
Voir le schéma "SansDiodes" pour mieux comprendre.

Concernant les diodes, j'ai lu ceci (source : econologie) :

il faut des diodes contre les ombres partielles des panneaux car si une partie d'un panneau ne produit pas, comme ils sont en série, il devient consommateur de courant et chauffe. on appelle ça un point chaud. generalement, ces diodes sont déjà précablées dans la boite de jonction des panneaux.

en cas de systemes avec plusieurs panneaux en parallele (augmentation de courant pour une même tension) il faut aussi des diodes en série avec chaque ensemble.

Vu que chaque ardoise est composée de cellules en parallèle, je pense donc qu'il faut ajouter des diodes en série avec chaque cellule.
Vu que mes ardoises sont en série, je pense donc qu'il faut ajouter une diode en parallèle de chaque ardoise.
Voir schéma "AvecDiodes pour mieux comprendre.

Ma qustion est : Comment dimensionner ces diodes ? En prenant la puissance de chaque ardoise, ou de l'ensemble des ardoises ? Là je cale...

Merci pour vos éclaircissements...

JD
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[DAUDET78]

A force de mettre des diodes séries, tu n'auras plus de jus en sortie de tes panneaux.
Moi je mettrais une diode inverse pour deux ou 4 tuiles (Si une cigogne passe au dessus de ton toit). Je pense que sur le site de ton fournisseur de panneau tu devrais avoir des infos
Par contre, comme toutes tes cellules sont en série , tu n'as pas besoin de diode anti-retour (je considère ,qu'au niveau d'une tuile, on n'a qu'une grande cellule... le niveau d'éclairage est identique)
Par contre, pour la diode, la tension inverse n'a aucune importance et le courant direct doit être au moins égal au courant max délivré par ton panneau ( 5,4A)

[jdbaranger]

Merci pour tes explications très claires et qui répondent complètement à ma question
Bonne journée
JD

[Kissagogo27]

bjr, c'est bien d'avoir des protection contre certains effets de l'ombre, mais tes éléments étant en série, si une cellule est a l'ombre cela casse ta production .

le mieux est de simuler ton toit dans un logiciel pour toutes les saisons avec la présence de ta ( tes) cheminée(s) pour éviter ces zones d'ombres et abattre ou tailler les arbres sur ta propriété en conséquence.

vaux mieux perdre un peu de surface collectrice et assurer une bonne production

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

mais tes éléments étant en série, si une cellule est a l'ombre cela casse ta production .

Avec les diodes en inverse, on limite la baisse de production et on évite surtout la destruction d'une cellule. Il est bien évident que ces diodes sont prévues pour le passage d'une cigogne, pas pour une ombre permanente.

[jdbaranger]

Mais comment ils font les installateurs de panneaux dans ce cas ? Ils installent aussi les panneaux en série et il peut arriver qu'un ou plusieurs panneaux soient dans l'ombre, non ?

[DAUDET78]

Mais comment ils font les installateurs de panneaux dans ce cas ?

1/ si tu donnais un lien WEB sur la spécification de tes tuiles? La diode est peut être intégrée (ou a acheter en plus ?)
2/ si tu savais le nombre de branquignols qui exploitent la mode bio ....

[jdbaranger]

Les ardoises sont fabriquées par mes soins en polyester avec les cellules incrustées. Donc seules les cellules sont achetées, ce sont des Sharp 3" x 6" 1.8W. Pas de diodes ni de panneaux tout faits. Je précise que c'est une cabane (disons un petit garage ou une petite garçonnière) et qu'en faisant cela je me complique la vie car il serait plus facile d'acheter des panneaux tout faits. Cela dit, c'est moins rigolo et on ne comprend pas ce qu'on fait en achetant du "prêt à porter".

[DAUDET78]

Ce que ne fait pas un installateur ! Donc tu rajoutes des diodes.
PS: attention aux problèmes de dilatation ....

[jdbaranger]

Donc tu rajoutes des diodes.
PS: attention aux problèmes de dilatation ....

Une diode par ardoise dans ce cas ? Je reprends mon schéma d'origine en supprimant les deux diodes des cellules en parallèle ?

Pour la dilatation, c'est un problème auquel j'ai pensé. Les cellules sont collées au polyester avec de la silicone, elles ne sont pas collées entre elles, et les jonctions entre les deux sont pourvues de petits ponts pour la dilatation.

Pour la partie électrique, je pense faire passer du cable 6mm² sous las ardoises et y connecter les cellules des ardoises. La grosse longueur (quelques dizaines de mètres) sera donc en 6mm² et les jonctions (une vingtaine de cm à chaque ardoise) en 0.75mm²

[DAUDET78]

Une diode par ardoise dans ce cas ?

Je pense que tu peux économiser en mettant une diode pour 2 ou 4 ardoises. Tu as un lien WEB sur la spécification de tes cellules ?

[jdbaranger]

Tout ce que j'ai c'est une description en provenance d'eBay :

⇒Solar Cells Specifications:
Brand : Evergreen
Technology: String Ribbon
Type : Polycristalline
Average Power (Watts): 1.8 Wp
Average Current (Amps): 3.6 Imax
Average Voltage (Volts): 0.5 Vmax
Thickness 200 μm = 0.2 mm
Exact dimension: 3 1/4 inches x 6 inches, or 80 mm by 150 mm
Weight: Just above 6 grams, or 0.2 oz.
The cells are B- Grade.

Un lien eBay d'un des nombreux vendeurs de ce type de cellules : http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll...m=170380648766

[DAUDET78]

J'ai trouvé cet article :
http://www.cder.dz/download/Art03.pdf
En dehors des calculs laborieux mais intéressants, il dit que la tension de claquage inverse est de 14V. Donc avec une diode de protection pour 9 tuiles ( 8*0,5V=4V) on est bon.
Evidemment, il faut mettre les 9 tuiles en 3x3 ( et non pas en 9x1 ou 1x9) car, si il y a une ombre fugitive, ce n'est pas sur une ligne ou une colonne de tuiles, mais sur une surface patatoïde)

[jdbaranger]

C'est très intéressant en effet ! Ce qui nous donnerait un "panneau" d'ardoises un peu comme sur ce dessin, en somme... C'est plus simple que ce que j'avais prévu au départ, et mieux pensé aussi !

[chatelot16]

il n'y a pas vraiment de probleme pour les cellule en paralele : celle qui n'est pas eclairé ne gaspillera pas le courant de celle mieux eclairé

c'est pour le mise en serie que le probleme se pose : un cellule non eclairé oposera une tension importante au passage du courant produit par les autres cellules : il faut dont une diode en parallele sur chaque cellule en serie : cette diode aura une chute de tension de 0.7v quand la cellule est completement a l'ombre : une cellule a l'ombre fait perdre la tension de une celule et demi ... mais c'est moins pire que sans diode ou la cellule gachera une tension enorme et risque meme d'en soufrir iremediablement

si chaque etage en serie est constitué de plusieurs cellule en paralele le probleme disparait tou seul : si une cellule est bouché le courant passe par les autres cellule en paralele

il serai meme souhaitable de melanger les connexion : pour que les cellule en parralele ne soit dispercé et ne risque pas d'etre tous bouché a la fois

[jdbaranger]

C'est marrant, pendant que tu écrivais le dernier message, je dessinais l'image de celui-ci et j'écrivais :

Je mixerais bien les deux :

3 blocs en // de 3 blocs en série :
Chaque module de 9 ardoises fourniront 1.5V 10.8A en éclairage complet.
Si on met en série 3 cellules proches, il y a moins de chances d'avoir plusieurs assemblages de 3 cellules en vrac.

ça pourrait donner cet assemblage (photo jointe)

Mais je n'ai pas calculé la puissance de l'ensemble, à nombre d'ardoises égales...

Vaut-il mieux avoir 3 étages en parallèle de 3 cellules en série, ou 3 étages en série de 3 cellules en parallèle ?

[jdbaranger]

Ça me semble mieux comme tu dis : 3 assemblages en série de modules en parallèle :

[jdbaranger]

Soient des cellules de 0.55V et 5.4A

Tout en série :
390 ardoises soit 214V 5.4A
Soit 1155W

Assemblage :

387 ardoises réparties en 43 modules de 9x9
Chaque module est un triple assemblage en série de 3 cellules en parallèle
Soit 3 en série de 0.55V 16.2A
Chaque module fournit donc 1.65V 16.2A
Les 43 modules en série fournissent donc 70.95V 16.2A
Soit 1149 W

A tension égale, il faut donc 3 fois plus d'ardoises (normal, vu qu'elles 3 par 3 en parallèle)

La question que je me pose maintenant est : Je n'ai pas vu d'onduleurs fonctionnant avec 71V en entrée. Certains ont un meilleur rendement avec des tensions proches de 125V, mais avec aussi peu ??

Oui, on dérive largement de la question initiale )

[jdbaranger]

J'ai besoin d'un éclaircissement concernant les cellules à l'ombre. Tu dis qu'une cellule à l'ombre fait perdre 0.7V aux autres. Mais c'est à l'ensemble cumulé des autres cellules qu'elle fait perdre 0.7V ou à chaque cellule ??
Car si c'est à l'ensemble et que je mets tout en série, et même si j'ai 10 cellules à l'ombre, je ne perds que 7V sur les 215V globaux... C'est assez faible en somme, non ?

Là c'est important car je suis en train de m'embarquer à multiplier les cellules en les disposant en modules série/parallèle alors que ce n'est peut-être pas justifié...

[jdbaranger]

Par contre, ce qui me stresse dans mon système tout en série, c'est que si un élément claque, tout claque. Pour remédier à cela, je pense utiliser un module "de secours" que je connecte en parallèle à chacun des autres modules. Chaque module sera donc en série avec ses voisins et en parallèle avec ce module de secours. C'est faisable non ?

[DAUDET78]

Si un module claque, tu as 9 cellules hors service soit 4,5V

[jdbaranger]

Oui, si je mets ce fameux module de secours en parallèle de tous les autres. Sinon, j'ai plus rien du tout puisque tous les modules sont en série... je me trompe ?

[jdbaranger]

Par contre, ce qui me stresse dans mon système tout en série, c'est que si un élément claque, tout claque. Pour remédier à cela, je pense utiliser un module "de secours" que je connecte en parallèle à chacun des autres modules. Chaque module sera donc en série avec ses voisins et en parallèle avec ce module de secours. C'est faisable non ?

Je me cite et c'est pas bien mais c'est pour ajouter le dessin...