Énergie solaire photovoltaïque
Semaine 6 : Commande et surveillance
Guidance

Les tests initiaux visent d'une part à vérifier que les composants acquis vérifient le cahier des charges, d'autre part à recueillir des informations supplémentaires sur leur état initial afin de mieux pouvoir par la suite étudier leur évolution. Nous décrirons dans cette page les mesures électriques. Pour mémoire, rappelons l'importance de l'examen visuel décrit à la page précédente.

Les deux principales difficultés du test électrique sont :

• la difficulté de mesurer l'éclairement solaire reçu par le panneau ;
• la difficulté d'effectuer des essais dans des conditions normalisées, ou même simplement reproductibles.

Concernant la première difficulté, il est faudrait utiliser une cellule solaire étalonnée (habituellement plus petite que les modules normaux) de même type que les modules examinés. La grandeur mesurée sur cette cellule est le courant de court-circuit. Cependant, le courant de court-circuit dépend non seulement de l'éclairement, mais encore de la température. Pour éviter une mesure de la température interne de la cellule calibrée, on peut mesurer à la fois le courant de court-circuit et la tension à vide. Si on dispose d'un modèle suffisamment élaboré de la cellule calibrée, on peut éliminer l'influence de la température et donc déduire de ces deux informations l'éclairement.

L'utilisation d'une cellule calibrée ne fait que déplacer le problème : pour modéliser convenablement cette cellule, on doit effectuer des mesures sous un éclairement connu. Une possibilité peu coûteuse est de disposer la cellule à calibrer horizontalement un jour de temps clair, et de rechercher les données météo d'une station proche relatives au moment de l'étalonnage. Ces données sont parfois disponibles via le web. Ainsi, à Louvain-la-Neuve, on trouve à certaines périodes des données sur le site

http://www.astr.ucl.ac.be/

Cette méthode pose un certain nombre de problèmes :

- les sites web sont mouvants (le site référencé ci-dessus a des périodes d'inactivité) ;

- les données fournies sont des moyennes (seules les moyennes prises sur un temps court, de l'ordre du 1/4 d'heure par exemple, sont exploitables comme indiqué ci-dessus) ;

- il peut y avoir des variations locales de courte durée (passage d'un nuage) ou de durée plus longue (dans le cas de Louvain-la-Neuve, la fumée de la centrale de chauffage peut affecter selon la direction du vent soit le parc météorologique soit le Maxwell).

Notons finalement l'importance d'un bon alignement de la cellule de mesure par rapport au plan des panneaux !

En ce qui concerne la seconde difficulté (impossibilité de reproduire des conditions standard ou reproductibles), on peut la contourner par une bonne modélisation des cellules.

Pour autant qu'un modèle initial ait été établi, il est possible de vérifier si, dans des conditions standard d'éclairement et de température, les modules fourniraient les valeurs annoncées par le fournisseur.

Par la suite, on peut vérifier que les mesures effectuées correspondent toujours aux prévisions du modèle initial. On peut éventuellement redéterminer une partie du modèle et examiner l'évolution des paramètres de ce modèle (ce qui est particulièrement intéressant si les paramètres du modèle ont une interprétation en terme de physique interne des cellules).

Il existe deux façons d'envisager le test périodique : on peut en effet, en plus de l'éclairement et de la température ambiante, mesurer soit uniquement le point courant-tension correspondant au fonctionnement des panneaux dans l'installation, soit déconnecter les panneaux pour pouvoir mesurer leur tension à vide, leur courant de court-circuit...

Le premier type de mesure est d'office disponible si le système est équipé d'un système d'acquisition de données automatique (voir section suivante).

Une façon de contourner le problème de la mesure absolue des caractéristiques serait de comparer les modules entre eux périodiquement. On pourrait ainsi mettre en évidence une dégradation anormale d'un module par rapport aux autres, mais pas un vieillissement de l'ensemble de l'installation.

Dernière mise à jour le 08-04-2004