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Rôle des diodes by-pass : Modules ombragés avec diodes by-pass



Pour éviter les effets indésirables du phénomène "point chaud" (Hot-Spot), les fabricants ont implantés des diodes dites by-pass dont le principe est de court-circuiter les cellules ombragées.

Les constructeurs de modules implantent généralement entre 2 et 5 diodes by-pass par modules (dans le boitier de connexion du module). Chacune des diodes by-pass est associée à un sous-réseau de cellules du module. Lorsqu’une des cellules du sous-réseau est ombragée, la diode by-pass devient passante, c’est-à-dire que le courant circule dans la diode en isolant ainsi du circuit électrique le sous-réseau de cellule associé.

Considérons que notre module photovoltaïque dispose de 3 diodes by-pass (D1, D2 et D3), chacune étant associée à un sous-réseau de 20 cellules. Supposons que la cellule ombragée appartienne au sous-réseau n°1. La diode by-pass D1 va donc court-circuiter le sous-réseau n°1 en laissant passer le courant directement vers le sous-réseau n°2 :



Module avec diode by-pass en fonctionnement avec une cellule ombragée
L’effet immédiat est que les 20 cellules du sous-réseau n°1 ne fonctionnent plus : elles délivrent 0 W.

Cependant, les 40 cellules restantes ne sont plus affectées par la cellule ombragée : elles fournissent leur pleine puissance, c’est-à-dire 3 W.

Par conséquent, la puissance du module est de 40 × 3 = 120 W.

La présence des diodes by-pass a donc permis d’améliorer la performance du module.

Idéalement, il faudrait une diode by-pass en parallèle sur chaque cellule.

Pour des raisons technico-économiques, le nombre de diodes by-pass sur un module est généralement limité à 5.

           

Homogénéités des cellules

Cet exemple montre qu’une cellule ombragée affecte les cellules voisines connectées en série.

Ce phénomène se produit plus généralement lorsque les cellules en séries ne sont pas identiques. D’où l’importance pour les fabricants de modules de toujours appariées des cellules photovoltaïques équivalentes.

De même, connecter en série des modules qui n’auraient pas la même orientation et inclinaison présenterait les mêmes conséquences (perte de puissance).