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Comment déterminer le point de fonctionnement d'un module photovoltaïque ?

Considérons, par exemple, un module photovoltaïque dont la fiche technique nous en donne les propriétés électriques :
  • Courant de court-circuit : Icc = 8.88 A
  • Tension à vide : Uco = 36.9 V
  • Courant de point de puissance maximum : IMPP = 8.06 A
  • Tension à vide : UMPP = 29.8 V
Ainsi, la caractéristique courant-tension (dans les conditions STC) de ce module est donné ci-dessous :

Caractéristique courant-tension et point de puissance maximum




Supposons qu’une résistance de 5.3 Ω soit branchée aux bornes de ce module. La résistance joue donc le rôle de la charge (récepteur), alimentée par le module photovoltaïque (générateur).

Résistance alimentée par un module photovoltaïque
Nous savons que la tension U et le courant I générés par le module photovoltaïque dépendent de la charge à ses bornes, en l’occurrence ici une résistance de 5.3 ?. Cette résistance présente une caractéristique courant-tension qui lui est propre, à savoir une droite (U=R×I).

Déterminer le point de fonctionnement de ce système signifie trouver le couple courant-tension (I,U). Ce point de fonctionnement est l’intersection des caractéristiques courant-tension du module et de la résistance.

Graphiquement, nous trouvons un point de fonctionnement défini par U=33 V et I=6.2 A. Cela signifie concrètement que la tension et le courant générés par le module est U=33 V et I=6.2 A. La puissance fournie par le module est donc P=U×I=33×6.2=204.6 W. Cette puissance est inférieure à la puissance maximale que pourrait délivrer le module (PMPP=240 W).
           

Point de fonctionnement d'un système module-résistance


On remarque qu’en changeant la valeur de la résistance, on change le point de fonctionnement. Il est alors possible de se placer sur le point de fonctionnement correspondant au point de puissance maximum. Par exemple, en prenant une valeur de résistance R=3.7 Ω, le point de fonctionnement du système est le point de puissance maximum : U=UMPP et I=IMPP.