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Plage de tension MPPT

L'onduleur doit à tout moment demander au groupe photovoltaïque auquel il est connecté leur maximum de puissance. Pour cela, il déplace le point de fonctionnement du groupe photovoltaïque (c'est-à-dire le couple U-I). Ce point de fonctionnement correspond au point de puissance maximum. Il varie en permanence en fonction de l'intensité de l'irradiation, de la température, des ombres, etc.

La recherche du point de puissance maximum est réalisée par un système intégré en amont de l'onduleur, nommé MPPT (Maximum Power Point Tracking).

Cependant, le système MPPT ne fonctionne que pour une plage de tension d'entrée d'onduleur définie par le fabricant, et indiquée sur la fiche technique de l'onduleur. Lorsque la tension d'entrée de l'onduleur côté CC est inférieure à la tension minimale MPPT, l'onduleur continue de fonctionner mais fournit au réseau la puissance correspondante à la tension minimale MPPT.

Le fait d'avoir un point de puissance maximum en dehors de la plage de tension MPPT induit une perte de puissance du groupe photovoltaïque.

Il faut donc s'assurer que la tension délivrée par le groupe photovoltaïque soit comprise dans la plage de tension MPPT de l'onduleur auquel il est connecté. Si ce n'est pas le cas, il n'y aura aucun dommage à l'onduleur, mais seulement une perte de puissance.

La plage de tension MPPT est indiquée sur la fiche technique de l'onduleur. Par exemple, la plage de tension MPPT de l'onduleur SB 4 000 TL de la marque SMA est comprise entre 125 V et 440 V :

Extrait de la fiche technique de l’onduleur SB 4000 TL de la marque SMA-Détermination de la plage de tension MPPT


Cette plage de tension MPPT va donc aussi avoir un impact sur le nombre de modules photovoltaïques en série. En effet, on cherchera idéalement à obtenir une tension délivrée par le groupe photovoltaïque comprise dans la plage MPPT, et ce quelque soit la température des modules.

Pour calculer le nombre de module en série nécessaires afin que la chaîne photovoltaïque délivre une tension comprise dans la plage de tension MPPT de l'onduleur, on pourra considérer les deux critères suivants :
  • La tension UMPP délivrée par la chaîne photovoltaïque, à la température minimale du site et sous une irradiation de 1000 W/m², doit être inférieure à la valeur maximale de la plage de tension MPPT de l'onduleur. Cela permet de déterminer le nombre maximum de modules photovoltaïques en série.
  • La tension UMPP délivrée par la chaîne photovoltaïque, à une température des modules de 70 °C et sous une irradiation de 1000 W/m², doit être supérieure à la valeur minimale de la plage de tension MPPT de l'onduleur. Cela permet de déterminer le nombre minimum de modules photovoltaïques en série.
Le nombre minimum et le nombre maximum de modules photovoltaïques en série se calculent par la formule simple suivante :

Formule donnant le nombre minimal de modules en série


Avec :
  • E-[X]est la partie entière inférieure du nombre X. Par exemple, E-[10.6]=10.
  • E+[X]est la partie entière supérieure du nombre X. Par exemple, E-[10.6]=11.
  • UMPPT,MIN est la valeur minimale de la tension pour laquelle le tracker (MPPT) fonctionne
  • UMPPT,MAX est la valeur maximale de la tension pour laquelle le tracker (MPPT) fonctionne
  • UMPP est la tension de puissance maximale des modules photovoltaïque
  • Le coefficient k est un coefficient de sécurité imposé par le guide de l’UTE C15-712-1, et qui prend en compte l’élévation de la tension délivrée par les modules lorsque la température des cellules diminue.
  • Le coefficient 0.85 est un coefficient de minoration permettant de calculer la tension MPP à 70 °C.