Les caractéristiques électriques

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Caractéristiques électriques

Lire l'étiquette d'un panneau

Au dos de chaque panneau, une étiquette donne cinq valeurs. Toutes sont mesurées dans les mêmes conditions de testConditions de test standard (STC) : ensoleillement de 1000 W/m², cellules à 25 °C, spectre AM 1,5. Théoriques, car en plein soleil les cellules dépassent largement 25 °C., et chacune a son rôle :

Sur l'étiquette	Ce que c'est	À quoi elle sert
Pmax (Wc)	La puissance crêteWatt crête : la puissance fournie dans les conditions de test. Dans la réalité, on l'atteint rarement.	Comparer les panneaux, estimer la production
Vmp (Vmpp, Vpm)	La tension au point de puissance maximale, le MPPMaximum Power Point. Le MPPT (Maximum Power Point Tracker) est l'électronique de l'onduleur qui recherche ce point en permanence.	Vérifier la plage de travail de l'onduleur
Imp (Impp, Ipm)	L'intensité en ce même point	Vmp × Imp redonne Pmax
Voc (V0)	La tension à vide, bornes MC4C'est le nom des connecteurs étanches utilisés en PV en l'air : la plus haute tension de l'étiquette	Ne jamais dépasser la tension maximale de l'onduleur ou du régulateur
Isc (Icc)	L'intensité de court-circuit, bornes reliées : la plus haute intensité	Calibrer les câbles et la protection DCDC Direct Current en anglais, CC courant Continu en Français...

À ne pas confondre avec la « Max system voltage », 1000 ou 1500 V : c'est la tenue d'isolement du module, pas une tension qu'il produit.
Sur les fiches techniques, vous lirez souvent voltageSi le terme voltage est passé dans les mœurs, il vient de l'anglais. En France on devrait dire tension en Volts... et ampérageLà aussi si le terme Ampérage s'est imposé, il vient de l'anglais... : en bon français, tension et intensité.

Calcul guidé, une étiquette réelle : panneau de 400 Wc, Vmp = 31,0 V, Imp = 12,9 A, Voc = 37,1 V, Isc = 13,8 A.
• Vérification : 31,0 × 12,9 ≃ 400 W, on retrouve bien Pmax.
• Toujours Voc > Vmp et Isc > Imp : le point de puissance maximale se trouve entre les deux extrêmes, c'est l'écran suivant.
• Câbles et protection DC : 1,25 × Isc = 1,25 × 13,8 ≃ 17,3 A, comme on le verra au chapitre 3.

La Courbe Caractéristique I-V

Pour comprendre comment ces valeurs cohabitent, il faut imaginer le comportement du panneau face à une charge variable. Si on trace le graphique de l'intensité en fonction de la tension, on obtient la courbe I-VIntensité en fonction de la Tension (Voltage).
À l'extrême gauche, la tension est nulle : c'est le courant de court-circuit (Isc)L'intensité est maximale, mais la puissance est nulle car P = 0V x Isc = 0 Watt. À l'extrême droite, le circuit est ouvert : c'est la tension à vide (Voc)La tension est maximale, mais l'intensité est nulle car P = Voc x 0A = 0 Watt.

Le panneau ne fonctionne jamais à ces deux extrémités. Il travaille sur le "coude" de la courbe, au point MPPMaximum Power Point : le point du coude où le produit U x I (le rectangle sous le point) donne la plus grande surface, donc la puissance maximale. C'est là que l'on retrouve nos valeurs nominales Vmp et Imp dont le produit direct détermine la puissance Crête (Wc)Exemple : le panneau de 400 Wc de l'écran précédent travaille à Vmp = 31 V et Imp = 12,9 A dans les conditions de test..

Pour se le représenter : un tuyau d'arrosage. Bouchez-le complètement avec le pouce : la pression est maximale, mais plus rien ne coule, c'est Voc. Ouvrez-le en grand : le débit est maximal, mais sans pression l'eau tombe au pied du tuyau, c'est Isc. Pour arroser loin, on pince juste ce qu'il faut, avec de la pression et du débit : c'est le MPP, que l'onduleur cherche en permanence.

L'effet de la température : Plus un panneau chauffe au soleil, plus sa tension (Voc et VmpElle baisse d'environ 0,25 à 0,35% par degré au-dessus de 25 °C selon les cellules, et la puissance d'environ 0,3 à 0,4%. Une cellule à 65 °C a donc perdu 10 à 14% de sa tension.) baisse ! C'est pour cela qu'à ensoleillement égal, un panneau produit davantage par une journée froide et lumineuse, au printemps par exemple, qu'en pleine canicule.

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Groupements de Panneaux : Série vs Parallèle

Pour atteindre la puissance d'une installation résidentielle ou industrielle, les panneaux sont associés entre eux dans ce qu'on appelle des StringsChaînes de panneaux reliés ensemble avant d'arriver à l'onduleur. Deux règles électriques fondamentales s'appliquent :

• Le Montage en Série : On relie la borne (+) d'un panneau au (-) du suivant. Les tensions s'additionnentFormule : Vtotal = V1 + V2 + V3... tandis que l'intensité reste alignée sur celle d'un seul panneau. C'est le montage le plus courant pour grimper rapidement en tension et faire démarrer l'onduleur.
• Le Montage en Parallèle : On regroupe tous les (+) ensemble et tous les (-) ensemble. Les intensités s'additionnentFormule : Itotal = I1 + I2 + I3... tandis que la tension reste identique à celle d'un seul panneau. Utile pour ne pas dépasser la tension maximale d'un petit régulateur.

Pour se le représenter : en série, c'est comme les piles d'une lampe torche, les tensions s'ajoutent. En parallèle, c'est comme plusieurs tuyaux qui remplissent le même seau, les débits s'ajoutent.
Calcul guidé : trois panneaux de 400 Wc (Vmp 31 V, Imp 12,9 A).
• En série : 3 × 31 = 93 V sous 12,9 A
• En parallèle : 31 V sous 3 × 12,9 = 38,7 A
Même puissance dans les deux cas, 1 200 W, mais trois fois moins d'intensité en série : des câbles plus fins et moins de pertes. Seul revers : en série, le panneau le plus faible bride toute la chaîne (d'où les micro-onduleurs et optimiseurs du chapitre suivant).

⚠️ Le piège du calcul de dimensionnement : Lors d'un montage en série, il faut toujours calculer la tension Voc maximale par grand froid (ex: -10 °C). Comme la tension monte quand il fait froid, si on calcule les chaînes trop juste, la tension à vide hivernale risque de griller définitivement les composants de l'onduleurLa surtension DC détruit instantanément l'étage d'entrée des onduleurs ou régulateurs si elle dépasse leur tension maximale admissible (ex: 500V ou 1000V) !