Les tensions aux entrées MPPT et à la plage de variation de tension aux bornes des chaînes de pannea

Bonjour.

L'objet principal de la présente discussion concerne
⦁ le choix d'un onduleur hybride dont les limites de tensions aux entrées MPPT correspondraient le mieux à la plage de variation de tension aux bornes des chaînes de panneaux PV
⦁ la variation de tension aux bornes de chaque chaîne de panneaux PV à différentes saisons et heures de la journée
, les jours d'insolation les plus courants en Belgique - soit durant les trimestres à cheval sur les équinoxes de printemps (6 févr. au 6 mai) et d'automne (6 août au 6 nov.).

Quest #1 : La plage de tension à MPPT est celle où l'onduleur (hybride) peut réguler son point de fonctionnement afin de fonctionner au plus haut rendement possible. Pour les électroniciens : Par quelle technique ? SMPS, PWM ?
Doute à lever préalablement : Le rendement maximal de l'installation à panneaux PV et à onduleur hybride est atteint
⦁ lorsque l'onduleur fonctionne à sa valeur nominale ? Cfr la discussion https://www.bricozone.be/t/dimensionnement-panneaux-p-v-et-onduleur-mono-ou-triphase.148178/ - intervention #7 de @jeanphi500, le 4 octobre 2023.
⦁ ou bien lorsque la tension aux bornes de chaque chaîne de panneaux PV entre dans la zone MPPT ? Je crois que c'est cette deuxième option.

Mon contexte :
⦁ Un premier pan de toiture - incliné à 45° et orienté Sud-Est (150 ° p r au Nord) - est à présent doté d'attaches de rails pour 10 panneaux solaires de 1m05 x 1m82 (1,8 m² x 10 = 18 m²). Il me semble que c'est une grandeur de panneaux trouvable chez bon nombre de fabricants.
J'ai l'intention d'y monter des panneaux PV Maxeon 3 de type SPR-MAX3-425 de SunPower car ils offriraient le rendement le plus élevé du marché : 22,4 % et seraient de construction des plus robustes. Quest. #2 : Un technicien des plus avertis aurait des arguments montrant qu'il y a actuellement des panneaux PV à meilleur rendement encore ?
Ces panneaux PV seront raccordés à la 1e entrée MPPT d'un onduleur hybride.
⦁ Un second pan de toiture, plus petit mais de mêmes inclinaison et orientation, est doté d'attaches pour rails pour 5 panneaux PV de même marque et type. 1,8 m² x 5 = 9 m².
Ces panneaux PV seront raccordés à la 2e entrée MPPT d'un onduleur hybride.

--> Puissance de crête totale des panneaux = ± 6,375 kVAp .
Un onduleur hybride monophasé de 5 kVA (donc sous-dimensionné à ± 78,4 % = OK)
Je pense p. ex. à un RHI-3K-48ES-5G de Solis, mais à première vue seulement. P. ex.:

• Recommended max. PV power 5 kW
• Max. input voltage (V) 600 V
• Rated voltage 330 V
• Start-up voltage (V) 120 V
• MPPT voltage range (V) 90-520 V
• Max. input current (A/B) 11 A / 11 A
• Max. Short Circuit current 17.2 A / 17.2 A
• MPPT number / Max. input strings number 2 / 2

Quest. #3 : Un technicien des plus avertis aurait trouvé un autre onduleur hybride qui me conviendrait encore mieux ?
⦁ Probablement une batterie électrique de 5 kVAh universelle, mais seulement après une bonne année d'observation du comportement de l'installation sans batterie.
⦁ Ma consommation annuelle est de ± 2,5 MWh en journée + min 1 MWh en soirée (J'ai un aquarium de 450 L).

La tension à vide Voc des panneaux SPR-MAX3-425 - Open Circuit Voltage - est de 81,3 V.
La tension d'entrée maximum de chaque entrée DC de l'onduleur hybride ne peut pas dépasser 600 Vdc. La chaîne de panneaux montés en série ne peut donc pas en comporter plus de 7.
Solution : Monter en parallèle deux chaînes de 5 panneaux en série --> 1e entrée MPPT.
Problème : À partir de quels jours s'approchant du 21 décembre, la tension générée par 5 panneaux en série n'atteindra plus la tension minimum de la plage MPPT ? Je pense que la tension inférieure de la plage MPPT est plus importante que la tension supérieure en Belgique à cause des nombreuses jours à faible luminosité de ciel.

Quest. #4 : Dans quels documents peut-on trouver qu'en Belgique, une installation domestique doit réglementairement être limitée ...
⦁ à 5 kVA pour tout onduleur domestique.
⦁ à 700 V de tension en circuit ouvert (RGIE paragraphe ...) ?

Quest. #5 : Comment calculer la variation de tension aux bornes de chaque chaîne de 5 panneaux PV raccordés à une entrée MPPT (c à d pas en circuit ouvert) ? Tant du côté de la mise en parallèle de deux chaînes de cinq panneaux PV que du côté de la simple chaîne de cinq panneaux PV ? Il me semble que la connaissance
⦁ de la probabilité de cette variation de tension d'entrée
⦁ et de la fréquence à laquelle cette tension d'entrée se trouve dans la plage de régulation MPPT
sont indispensables pour pouvoir choisir l'onduleur qui fournira le plus d'électricité tout au long de la journée, de la saison et de l'année.

Merci d'avance pour vos efforts et votre temps et à ceux qui me répondraient.

ça ressemble à une interro d'école.
C'est le cas?

Non, Xixou,
Vraiment, pourquoi ne devrait-on pas vérifier à différents moments d'une journée ou d'une saison que la tension délivrée par ses panneaux PV

• fait partie de la plage MPPT de son onduleur (où celui-ci sait ajuster son point de fonctionnement) ?
• est supérieure à la tension minimum d'entrée pour que l'onduleur fonctionne (même pas encore dans la plage MPTT) ?

Et peut-être qu'un technicien bien "au courant" a-t-il une bonne raison pour me conseiller
des panneaux PV à meilleur rendement ou un autre onduleur hybride.

Et je me suis retenu pour ne pas poser quelques autres questions concernant la connaissance

• de la probabilité de cette variation de tension d'entrée, presque uniquement tributaire de l'énergie solaire incidente au cours d'une journée, d'une saison ou d'une année [https://www.thomasberger.be/pv/pvcalc/].
  
• et de la fréquence à laquelle cette tension d'entrée se trouverait dans la plage de régulation MPPT.

Merci quand même pour ta réaction.

Non c'était juste la prose qui me faisait penser à ça.
La tension des panneaux arrive vite au max avec les premières lumières.
Après en journée quand ça chauffe ça va baisser en fonction du coefficient de température.
Sachant que s'il y a peu de vent le panneau sera d'autant plus chaud et la tension baisera d'autant plus.
En plein été dans le cagnar ça peut baisser de 20% par exemple (le panneau montant facilement à 60C).

Attention en hiver la tension va augmenter, il faut aussi veiller à ne pas dépasser la tension max admise. Jeanphi avait dit qu'il prenait une marge de 30% sur le chargeur V DC max par rapport à la tension des panneaux en série à 20C pour être certain de ne pas passer au dessus.

En temp normal le MPPT va tirer la tension en fonction du graph indiqué par la spec du panneau (V mppt),
qui est genre 15% en dessous de la tension en mode ouvert.

Après quand mes batteries sont pleines le chargeur peut repasser en mode non MPPT et tirer la tension des panneaux juste 5V au dessus de la tension des batteries pour éviter une surtension de celle-ci (ça diminue la puissance max en faisant ça mais ça augmente le courant au max).
Si la tension monte encore, il passe en mode ouverture du circuit, il va remonter à la tension max des panneaux et diminuer légèrement la tension pour avoir la juste puissance qu'il veut. Mais ça va varier en fonction des nuages.



Pour mon chargeur off grid la tension minimum des panneaux solaire doit être de 5 V au dessus des batteries.
Mais il existe des onduleurs/chargeurs qui ont la fonction boot pour relever la tension en interne pour se retrouver au dessus de la tension réseau pour injecter.

Le rendement des panneaux est resté autour de 20% ces 15 dernières années.
Il existe des panneaux plus grands qui du coup produisent 600W mais leur rendement est le même.
A mon avis ça ne sert à rien de payer des panneaux 10 .. 20% plus cher pour avoir un rendement de 2% en plus.

Une donnée à prendre en compte et qui répond à bcp de vos questions.
La tension en fonctionnement MPPT est très stable et ne dépend quasiment pas des conditions d'ensoleillement (c'est le courant qui en dépend). Donc pour atteindre le rendement optimal il suffit simplement de faire correspondre la tension de chaine en mode MPP à la tension nominale de l'onduleur.

Et comme l'explique Xixou le rendement dont les constructeurs parlent c'est el rendement surfacique. Rien à voir avec une rendement en puissance. Un panneau de 400Wc donnera 400W en conditions STC. Qu'il ait un rendement de 18 ou 23%.

Voici un graphe qui va pouvoir vous aider à comprendre:

Sur ce graphe vous avez la courbe UI et la courbe de puissance correspondante.
La courbe de puissance a chaque fois un maximum, c'est le MPP.
On voit très bien ici que la tension de ce MPP est quasiment la même pour différentes conditions d'ensoleillement.

Le seul facteur qui a un effet important sur la tension c'est en effet la température.
Si on prend un Sunpower Performance, ce facteur est de 0.27% par degré au dessus des conditions standards de tests (25 degré). En plein cagnard, on a facilement 50 à 60 degrés au niveau cellule. Et donc une tension diminuée de 8.1% en moyenne dans ce cas.

OK et merci, @jeanphi500 et @xixou pour vos précieux conseils.

Le graphe de jeanphi500 (Sunpower Performance) montre que la tension Vmpp vaut ± 35 V (par panneau et à quatre différentes températures).
Dans les caractéristiques électriques d'un panneau PV SPR-MAX3-425 de SunPower, on trouve Rated Voltage (Vmpp) = 70,0 V , soit 350 V pour 5 panneau en série.
Je veillerai à choisir un onduleur dont la tension nominale d'entrée est d'environ 350 Vdc.

Les onduleurs de la série RHI-3K-48ES-5G de Solis offrent un 'Recommended max. PV power de 7 ou de 8 kW. Comme il est recommandé d'installer un onduleur (hybride monophasé) sous-dimensionné, à 5 kW dans mon cas, je recommencerai mes recherches.

Bien à vous

Le graphe ce n'est pas pour 4 différentes températures mais 4 irradiations différentes. le point MPP aurait bougé horizontalement si ça avait été pour 4 températures différentes.

Regardez les onduleurs hybrides chez Huawei. De manière générale ils sont de très bonne facture et sont hybrides.

jeanphi500 a dit:

Le graphe ce n'est pas pour 4 différentes températures mais 4 irradiations différentes. le point MPP aurait bougé horizontalement si ça avait été pour 4 températures différentes.

Regardez les onduleurs hybrides chez Huawei. De manière générale ils sont de très bonne facture et sont hybrides.

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Mais à première vue uniquement compatibles avec des batteries Huawei...

Oui et vu qu'ils sont haute tension ils ne seront pas compatibles avec des batteries comme les Pylontech par exemple.
J'espère vraiment que les nouveaux SMA hybrides seront à la hauteur niveau prix parce qu'eux seront compatibles avec un range bcp plus important de fournisseurs de batteries... Parce que pour le moment je trouve les versions SE bcp trop chères par rapport aux versions classiques

Merci bcp, @jeanphi500 et @Yucatan.

Une information qui n'est jamais mentionnée sur les prospectus de fabricants mais que je trouve essentielle pour tout appareil électr(on)ique d'un certain coût :
Ont ils un centre de dépannage en connexion directe avec leur atelier de fabrication et qui est accessible aux clients qui y apporteraient l'un de leurs appareils défectueux ?
Car on a tous fait l'expérimence de ces détaillants-barrières qui ont avantage à vendre du neuf et qui répondent très majoritairement "À remplacer".

Perso : Si j'achète de l'électro-ménager le plus souvent chez Miele, malgré les prix, c'est principalement parce qu'à Zellik, ils acceptèrent plus d'une fois que je leur apporte un lave-vaisselle ou lave-linge tombé en panne et acceptèrent de le réparer. Alors que le pseudo technicien du détaillant local (qui n'est en fait pas toujours un technicien qualifié) et n'est souvent qu'un vendeur déguisé ...
° dans un cas ne voulut pas s'approcher de notre machine car elle était d'un trop ancien modèle (On réussit pourtant à la remettre en ordre)
° dans d'autre cas, avec ses yeux de cocker, après quelques simples manipulations de ménagère et sans même ouvrir la machine, la déclara trop coûteuse à dépanner.

Maintenant que la société réalise qu'il faut produire moins de déchets et tenter de réparer des pannes bénignes "pour sauver notre planète",
° la liste des établissements disposant chez eux d'un technicien qualifié par le fabricant
° ou la mise à disposition et l'accès aux particuliers d'un tel atelier 'non vendeur de neuf' ainsi que la mention de leurs adresses et coordonnées de contact au bas de leurs prospectus commerciaux devraient être une obligation légale.

Y aurait-il un fabricant d'onduleurs hybrides ayant un centre de dépannage dans l'une ou l'autre grande ville ou province belge (ou à Lille) ? Qui soit accessible aussi même aux particuliers qui y apportent leur appareil défectueux ? Il est à craindre que personne ne sache répondre à cette question. La préhistoire, quoi ...

Chavadam a dit:

Merci bcp, @jeanphi500 et @Yucatan.

Une information qui n'est jamais mentionnée sur les prospectus de fabricants mais que je trouve essentielle pour tout appareil électr(on)ique d'un certain coût :
Ont ils un centre de dépannage en connexion directe avec leur atelier de fabrication et qui est accessible aux clients qui y apporteraient l'un de leurs appareils défectueux ?
Car on a tous fait l'expérimence de ces détaillants-barrières qui ont avantage à vendre du neuf et qui répondent très majoritairement "À remplacer".

Perso : Si j'achète de l'électro-ménager le plus souvent chez Miele, malgré les prix, c'est principalement parce qu'à Zellik, ils acceptèrent plus d'une fois que je leur apporte un lave-vaisselle ou lave-linge tombé en panne et acceptèrent de le réparer. Alors que le pseudo technicien du détaillant local (qui n'est en fait pas toujours un technicien qualifié et n'est souvent qu'un vendeur déguisé ...
° dans un cas ne voulut pas s'approcher de notre machine car elle était d'un trop ancien modèle (On réussit pourtant à la remettre en ordre)
° dans d'autre cas, avec ses yeux de cocker, après quelques simples manipulations de ménagère et sans même ouvrir la machine, la déclara trop coûteuse à dépanner.

Maintenant que la société réalise qu'il faut produire moins de déchets et tenter de réparer des pannes bénignes "pour sauver notre planète",
° la liste des établissements disposant d'un technicien qualifié chez eux
° ou la mise à disposition et l'accès aux particuliers d'un tel atelier 'non vendeur de neuf' ainsi que la mention de leurs adresses et coordonnées de contact au bas de leurs prospectus commerciaux devraient être une obligation légale.

Y aurait-il un fabricant d'onduleurs hybrides ayant un centre de dépannage dans l'une ou l'autre grande ville ou province belge (ou à Lille) ? Qui soit accessible aussi même aux particuliers qui y apportent leur appareil défectueux ? Il est à craindre que personne ne sache répondre à cette question. La préhistoire, quoi ...

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C'est sans doute pas la panacée mais ça existe.
https://www.solusol.be/reparation-onduleur-photovoltaique/

Il y en a d'autres....par exemple :
https://omvormerservice.be/index.html/fr/service-onduleurs/

En gros pour des fabricants comme SMA il y a un service après vente efficace et éprouvé.
Pour les onduleurs chinois ce sera du remplacement dans le cadre de la garantie( pourvu que le distributeur / installateur existe encore). C'est la raison pour laquelle je n'encourage pas l'installation d'onduleurs exotiques peu chers..

Il y a aussi le Français IMEON à Brest qui propose des onduleurs hybrides.
Nous sommes 2 sur le Forum à en être équipés (@SeaYou et moi-même).
Ils ont un revendeur à Villeneuve-d'Ascq qui s'occupe du RMA si besoin.

Ouaww ! à Wevelgem (près de Courtrai) et à Villeneuve d'Ascq (près de Lille). Parfait pour moi !

N.B.: InverterService.com et SoluSol ont les mêmes vidéos de présentation et la même adresse de société.

Pour les onduleurs chinois ce sera du remplacement dans le cadre de la garantie( pourvu que le distributeur / installateur existe encore). C'est la raison pour laquelle je n'encourage pas l'installation d'onduleurs exotiques peu chers..

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En fait, je suis tout-à-fait du même avis.

Merci @SamSavageSpeed, @jeanphi500 et @Patdec