Les courbes I-V et P-V sont des caractéristiques typiques et essentielles d’un générateur photovoltaïque. Tout générateur photovoltaïque sans défaut possède ces formes de caractéristiques. Plusieurs données caractérisent ces courbes :

• Le courant de court-circuit (Isc) : Correspond au courant maximal fourni par le générateur photovoltaïque quand il est placé en courant-circuit.
• La tension en circuit-ouvert (Voc) : Correspond à la tension maximale générée par le générateur photovoltaïque.
• Le point de puissance maximum (Pmpp) : La courbe P-V passe par un « pic » appelé Point de Puissance Maximum. C’est ce point qui définit la puissance d’un générateur photovoltaïque quand la courbe est tracée en conditions STC. Il correspond à un courant noté Impp et à une tension notée Vmpp.
• Facteur de forme (FF) : C’est une donnée calculée qui permet de rendre compte du degré d’idéalité de la courbe, c’est-à-dire la qualité du générateur photovoltaïque. Ce facteur est donné par la relation : FF= Pmpp /Voc×Isc

Un panneau solaire peut avoir différents problèmes au cours de ses années d’utilisation :

• Il peut être mal installé (mauvais câblage, déséquilibre des modules dans l’installation)
• Il peut être encrassé
• Il peut tout simplement s’user / être cassé

Gardez en tête que dès que l’un de vos panneaux présente un défaut, c’est toute votre installation qui perd en production ! Pourquoi ?

1. Diode bypassée

Quand une cellule est assombrie ou détruite, le module passe par la diode de bypasse, on dit alors que le module est bypassé.

Illustration :

On distingue clairement la forme en « escalier » de la courbe typique d’un module où plusieurs cellules sont « bypassées », si la cou possède plusieurs cassures, plusieurs chaines de cellules sont « bypassées ».

Une ombre portée entraîne le passage du courant dans une diode de bypass. Cela fait baisser la tension générée sur une partie de caractéristique. Cela entraîne une baisse de puissance au niveau du point de puissance maximum. Sur un réseau de module (mis série/parallèle), un seul module affecte les autres modules connectés et fait ainsi baisser l’ensemble de la puissance générée.

Ce type de défaut sur un module peut entraîner une grande perte de puissance sur l’installation.

2. Effet de l’encrassement

Un encrassement des modules photovoltaïques (voir photo paragraphe suivant) entraîne une diminution du courant généré et une succe de passage du courant dans les diodes de bypass dans le cas de gros encrassements. Une installation encrassée perd ainsi de sa puis si elle n’est pas nettoyée régulièrement.

3. Effet de l’environnement

Radiance

La radiation influe sur le courant avec une augmentation linéaire du courant de court-circuit avec elle (Courbe I-V 2). La tension varie peu avec une baisse de celle-ci en basse radiation. La puissance résultante est donc quasi linéaire par rapport à la radiation.

Température

La température influe sur la tension avec une chute de celle-ci de l’ordre de 0,35% du Voc par degré Celsius.
En revanche le courant augmente légèrement avec la température de l’ordre de 0,07% du Isc par degré Celsius. La résistance série des modules évoluant aussi avec la température, la puissance résultante diminue donc avec l’augmentation de la température de l’ordre de 0,40 %/°C.

4. Effet du matériel

Aucune tension ou une tension trop faible à vide (Voc)

• Une ou plusieurs diodes de bypass sont défaillantes. Une ou plusieurs cellules sont détruites.
• Une ou plusieurs soudures sont coupées.

Aucun courant ou faible

• Une ou plusieurs mauvaises soudures opposent une forte résistance empêchant le passage du courant.

Courbe cassée typique du passage du courant dans une diode de bypass

• Une ou plusieurs cellules sont défaillantes.
• Une ou plusieurs mauvaises soudures entrainent un déséquilibre dans le réseau de bus-barre.