I.3. SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE
L'ensemble de cellules photovoltaïques reliées
entre elles, constitue le module photovoltaïque. Plusieurs modules sont
groupés pour former un système photovoltaïque qui comprend
d'autres composants comme le régulateur, la batterie et l'onduleur pour
un site isolé (autonome).
Dans le cas où le système photovoltaïque
alimente un réseau de distribution électrique, on ne fait plus
intervenir la batterie car c'est le réseau qui restitue de
l'énergie en cas de déficit.
I.3.1. Type de système photovoltaïque
Nous distinguons deux types de systèmes
photovoltaïques à savoir :
" Autonome, pour un site isolé ;
" Connecté au réseau de distribution
électrique.
Système photovoltaïque autonome
C'est un système dont l'énergie produite est
utilisée dans un site isolé et ayant un système de
stockage d'énergie. L'énergie produite par les modules est en
courant continu et comme on touche à l'habitat où la plus part
d'appareils fonctionnent en courant alternatif, il y a nécessité
de la convertir.
La batterie servant de stockage, se charge le jour.
L'alimentation des applications par la batterie se fait par
l'intermédiaire d'un régulateur de charge pour éviter
qu'elle souffre de surcharge et d'un onduleur (convertisseur du courant continu
à celui alternatif).
Ce système est illustré à la figure I.8 et
présente quelques conséquences :
· Augmentation du coût et l'encombrement de
l'installation ;
· Réduction du rendement
énergétique;
· Risque de panne complète en cas de problème
sur l'onduleur.
Champ de modules
Utilisation en courant continu
Utilisation en courant alternatif
Régulateur
Batterie
Onduleur
DC
AC
Figure I.8.- Schéma d'un système
photovoltaïque autonome
Système photovoltaïque connecté au
réseau de distribution électrique
Il est possible d'utiliser un générateur
photovoltaïque de façon non autonome, en le connectant au
réseau public de distribution électrique. Dans ce cas
l'énergie produite est soit consommée sur place par le site ou
soit revendue sur le réseau en cas de production excédentaire.
Lorsqu'il y a déficit ou pendant les moments défavorables, le
réseau alimente le site. Il n'y a donc pas de batterie.
de
Réseau de
tion
distribution
ue
électrique
Figure I.9.- Schéma d'un système
photovoltaïque connecté au réseau de distribution
électrique
I.3.2. Composants du système photovoltaïque
autonome
1. Modules et Panneau
Les modules sont obtenus en assemblant les cellules pour
générer une puissance exploitable lors de l'exposition à
la lumière puisqu'une cellule élémentaire ne
génère qu'une tension allant de 0.5 à 1.5 Volt.
Il faut donc plusieurs cellules pour générer une
tension utilisable. Montage des cellules
Pour obtenir une tension utilisable, il est indispensable de
faire la mise en série des cellules (photopiles).
Lorsque les cellules sont en série, les tensions de
toutes les cellules s'ajoutent alors que le courant lui, reste le même
que celui d'une seule cellule. Il faut donc des cellules de même courant
pour les mettre en série.
On réalise donc des modules de diverse puissance selon
la surface mise en oeuvre, capable de générer du courant continu
en basse tension lorsqu'ils sont exposés à la lumière. En
conclusion le montage des cellules en série constitue le module.
Figure I.10.- Montage des cellules
Montage des modules
L'assemblage des modules forme un dispositif appelé
«Panneau solaire »
Pour le montage des modules, la mise en série augmente
la tension alors que le courant reste le même et la mise en
parallèle, augmente le courant, mais la tension reste la même.
Pour faire la mise en série, il faut que les modules
aient le même courant, mais pas nécessairement la même
tension et pour la mise en parallèle, il faut que les blocs de modules
aient la même tension, mais pas nécessairement le même
courant.
Assemblage des panneaux
Pour disposer de plusieurs centaines de Watts, Kilo Watts et
même méga Watts, il est nécessaire d'assembler les panneaux
photovoltaïques pour l'obtention d'une grande tension. Le montage se fait
en série pour un même courant et inversement pour l'obtention d'un
grand courant.
On ne monte en série que les panneaux ayant un
même courant et en parallèle, ceux ayant une même
tension.
Mais en réalité, on n'a toujours pas des
panneaux identiques, ce qui fait qu'il faut les appairer en tension ou en
courant selon le cas.
Lorsqu'il y a une partie de la surface du panneau ou
même un panneau qui n'est pas éclairé suite à une
ombre ou un corps étranger porté sur une partie du champ
photovoltaïque, le panneau peu exposé au rayonnement ne produira
pas la même énergie que les autres et deviendra dans ce cas
récepteurs des autres panneaux et recevra de la puissance en inverse
d'où il y a risque de court-circuit et de destruction du
système.
De ce fait, il faut placer une diode anti retour de
puissance adéquate en sortie de chaque série de
panneaux.
Photo I.1.- Champ des modules
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