3. Planification des installations photovoltaïques partiellement ombragées
Pour ne pas risquer de compromettre la rentabilité d'une installation photovoltaïque à l'ombre par intermittence, il faut, dès la phase de planification, minimiser les pertes de rendement dues aux conditions d'ombrage.
Afin d'aider à la planification de l'installation, les règles essentielles de planification sont indiquées ci-après.
3.1. Sélection de la surface du toît
La minimisation des pertes énergétiques dans les cas de strings de module ombragés est toujours basée sur le principe d'offrir la possibilité à l'onduleur de contourner électriquement les cellules solaires à l'ombre et d'exploiter ainsi au maximum les modules photovoltaïques du même string connectés en série avec celles-ci et qui ne sont pas à l'ombre.
La puissance réduite dans tous les cas des cellules solaires à l'ombre ne peut pas être exploitée pendant ce temps. C'est pourquoi, lors de la sélection de la surface du toit à utiliser pour une installation photovoltaïque, il faut s'assurer qu'il n'y a pas d'ombre permanente et, notamment pendant les périodes de fort ensoleillement (midi, mois d'été), s'assurer qu'il y a le moins d'ombre possible projetée sur le générateur photovoltaïque.
Afin d'estimer les caractéristiques des différentes ombres, telles que leur taille et leur variation au cours de l'année, des programmes de simulation spéciaux peuvent être utilisés.
3.2. Sélection du raccordement de l'installation
Le raccordement du générateur photovoltaïque influence nettement le rendement énergétique que l'on peut escompter.
L'analyse de l'évolution de l'ombrage est toujours effectuée au début de la conception d'une installation.
Les caractéristiques importantes d'une installation photovoltaïque partiellement ombragée sont :
- La proportion de modules photovoltaïques à l'ombre par rapport au générateur total
- et l'évolution de l'ombrage au cours du temps.
Les recommandations suivantes sont importantes pour la gestion d'installations photovoltaïques partiellement ombragées :
- En cas d'ombrage de quelques modules isolés ou d'une faible proportion des modules photovoltaïques (par exemple < 10 % du nombre total), l'ombre peut être répartie de manière homogène sur les strings. Etant donné que la tension MPP se trouve dans ces cas-là toujours proche de la tension MPP nominale, un contrôle de fonctionnement spécial (SMA ShadeFix) n'est pas nécessaire.
- En cas d'ombrage important, il est judicieux d'exploiter séparément les modules photovoltaïques qui se trouvent à l'ombre et ceux qui ne le sont pas. On applique alors ce qui suit :
- Rassembler les parties du générateur bénéficiant d'un ensoleillement équivalent.
- Ne pas raccorder en parallèle des strings dont l'ensoleillement est différent, mais prévoir un tracker MPP distinct pour chaque string. On peut pour cela utiliser plusieurs petits onduleurs ou avec une technique Multi-String.
- Afin de maximiser le rendement énergétique, il faut utiliser SMA ShadeFix.
Mais même pour les ombres négligeables décrites ci-dessus, la concentration des modules photovoltaïques ombragés sur un tracker MPP propre représente une alternative pour une répartition équitable de l'ombre sur tous les strings. Même avec cette conception de l'installation, SMA ShadeFix est nécessaire pour minimiser les pertes de rendement.
3.3. Sélection de l'onduleur
Le choix de l'onduleur influence également les pertes de rendement dues à l'ombrage.
Trois points sont à observer lors du choix de l'onduleur :
1. Les onduleurs présentant une vaste plage de tension d'entrée peuvent continuer à régler le point de travail optimal même en cas d'ombrage et malgré la perte de tension MPP qui en résulte.
2. Il est possible, grâce à un onduleur avec régulation string par string, d'exploiter un générateur photovoltaïque partiellement ombragé à un niveau presque optimal et d'éviter ainsi une part importante des pertes éventuelles.
3. Afin de minimiser autant que possible les pertes de rendement dues à l'ombrage, il est nécessaire, pour les strings partiellement ombragés, d'utiliser un onduleur dont le tracking MPP détecte la présence de plusieurs points de travail (par exemple SMA ShadeFix).