Calculateur de dimensionnement des chaînes photovoltaïques

Pourquoi raccorder les panneaux en série et en parallèle ?

En série, les tensions des panneaux s’additionnent et le courant reste celui d’un panneau. Un groupe de panneaux en série forme une chaîne. En parallèle, les courants des chaînes s’additionnent et la tension reste identique. Pour que l’onduleur fonctionne, la tension des chaînes doit rester dans une plage déterminée sans jamais dépasser la tension maximale d’entrée.

Rôle de la température

La tension du panneau augmente lorsque sa température diminue. Les valeurs de la fiche technique correspondent à une température de cellule de 25 °C. Un matin froid d’hiver, la tension à vide est nettement supérieure à cette valeur. À midi en été, la tension de fonctionnement lui est nettement inférieure.

V(T) = V_STC × (1 + β × (T − 25))

β est le coefficient de température de la fiche technique, avec un signe moins.

Trois vérifications de tension

• Tension à vide à froid : S × V_oc(T_min) ne doit pas dépasser la tension maximale d’entrée de l’onduleur.
• Tension de fonctionnement à chaud : S × V_mp(T_max) doit rester supérieure au minimum MPPT.
• Tension de fonctionnement à froid : S × V_mp(T_min) ne doit pas dépasser le maximum MPPT.

Exemple

V_oc = 49,5 V, coefficient −0,27 % par °C, température minimale −10 °C. La tension du panneau devient 49,5 × (1 + 0,0027 × 35) = 54,18 V. Un onduleur dont l’entrée est limitée à 1000 V accepte au plus 1000 / 54,18 = 18 panneaux en série. Une chaîne avec un panneau supplémentaire donne 1029 V et dépasse la limite. Un calcul fondé sur la valeur de la fiche technique (1000 / 49,5 = 20 panneaux) est donc trompeur.

Vérification du courant

Les courants Isc des chaînes en parallèle s’additionnent puis sont multipliés par un coefficient de sécurité. Le résultat ne doit pas dépasser le courant de court-circuit Isc admissible par entrée de l’onduleur.

Limites

Ce calcul est préliminaire. La température de calcul, le coefficient de sécurité, les fusibles, les câbles et le schéma de protection relèvent de la norme applicable. Un défaut côté courant continu peut provoquer un incendie et une électrocution mortelle. La conception finale doit être réalisée par un ingénieur qualifié.

Questions fréquentes

Comment calculer le nombre maximal de panneaux par chaîne ?

L’équation de chaîne corrigée en température autorise au plus 18 panneaux en série pour un panneau d’exemple de 49,5 V, avec un coefficient de -0,27 %/°C à -10 °C et une limite d’entrée de 1000 V. Ce résultat préliminaire ne vérifie que la limite à vide. Les tensions de fonctionnement et le courant doivent être vérifiés séparément. Il ne couvre pas la conception des câbles et protections.

Calculer avec ces valeurs