Pertes « Mismatch » dans les installations photovoltaïques

Dans les systèmes photovoltaïques (PV), les pertes mismatch désignent les pertes d’énergie résultant de la différence de performances entre les panneaux solaires connectés en série ou en parallèle. Ces écarts empêchent le système de fonctionner à son rendement optimal, car la production globale est limitée par le panneau le moins performant.

Origines des pertes mismatch

1. Tolérances de fabrication :
   Même si les panneaux sont du même modèle et de la même marque, il existe de légères variations dans leurs caractéristiques électriques (puissance, tension, courant). Par exemple, un panneau de 400 W peut réellement produire entre 395 et 405 W. Ces différences entraînent des pertes quand les panneaux sont connectés ensemble.

2. Ombrage partiel :
   Un ombrage sur une partie d’un panneau réduit sa production. Comme les panneaux en série fonctionnent au même courant, le panneau ombré limite le courant de l’ensemble du string.

3. Encrassement :
   La poussière, les feuilles ou les saletés s’accumulent de manière inégale sur les panneaux, causant des différences de rendement.

4. Vieillissement des panneaux :
   Les panneaux se dégradent avec le temps, mais pas de manière uniforme. Certains panneaux perdent plus rapidement leur capacité de production, ce qui crée un déséquilibre.

5. Température non homogène :
   Une différence de température entre les panneaux (par exemple, un panneau exposé à plus de vent) affecte leur production car les cellules photovoltaïques sont sensibles à la chaleur.

Impacts des pertes mismatch

• Réduction de la puissance totale : Dans un système en série, le panneau avec le courant le plus faible « impose » ce courant à tout le string, limitant la production d’énergie.
• Échauffement localisé (Hotspots) : Les cellules sous-performantes peuvent devenir des « hotspots » (points chauds), endommageant à long terme les panneaux.
• Diminution du rendement économique : Les pertes mismatch réduisent la production totale d’énergie, impactant directement la rentabilité du projet PV.

Solutions pour limiter les pertes mismatch

1. Tri des panneaux solaires :
   Les fabricants proposent parfois un tri des panneaux pour minimiser les écarts de performances entre les unités livrées. Cela garantit des strings plus homogènes.

2. Optimiseurs de puissance :
   Les optimiseurs permettent à chaque panneau de fonctionner à son propre point de puissance maximale (MPP). Cela réduit considérablement les pertes mismatch.

3. Micro-onduleurs :
   Contrairement aux onduleurs de chaine, les micro-onduleurs convertissent l’énergie de chaque panneau indépendamment, éliminant presque totalement les pertes mismatch.

4. Configuration adaptée des strings :

   • Associer des panneaux ayant des caractéristiques électriques proches dans le même string.
   • Éviter de connecter des panneaux de puissances ou de générations différentes sur un même onduleur.

5. Maintenance régulière :

   • Nettoyer les panneaux pour éviter l’encrassement.
   • Réaliser des inspections pour détecter les problèmes d’ombrage ou de vieillissement prématuré.