FR3041823A1 - Connecteur pour module photovoltaique - Google Patents

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FR3041823A1
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FR
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connector
switch
terminals
installation
terminal
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FR1559071A
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Inventor
Eric Pilat
Anthony Bier
Jeremy Martin
Alexandre Vachez
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/36Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/70Structural association with built-in electrical component with built-in switch
    • H01R13/703Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part
    • H01R13/7036Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part the switch being in series with coupling part, e.g. dead coupling, explosion proof coupling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

L'invention concerne un connecteur (201) comprenant : une première partie (201a) comprenant des première (p1-) et deuxième (p1+) bornes et un premier interrupteur (S1) commandable reliant les première (p1-) et deuxième (p1+) bornes ; une deuxième partie (201b) comprenant des troisième (p2-) et quatrième (p2+) bornes et un deuxième interrupteur (S2) reliant les troisième (p2-) et quatrième (p2+) bornes, les première (201a) et deuxième (201b) parties étant adaptées à coopérer, de façon détachable, pour établir une connexion électrique entre les première (p1-) et troisième (p2-) bornes d'une part, et entre les deuxième (p1+) et quatrième (p2+) bornes d'autre part ; et un dispositif (203) de commande du premier interrupteur (S1).

Description

CONNECTEUR POUR MODULE PHOTOVOLTAÏQUE
Domaine
La présente demande concerne le domaine des centrales ou installations photovoltaïques comportant plusieurs modules ou panneaux photovoltaïques connectés en série. Elle vise en outre un connecteur adapté à de telles installations.
Exposé de l'art antérieur
La figure IA est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'une installation photovoltaïque. L'installation de la figure IA comprend trois chaînes STR1, STR2, STR3 comprenant chacune trois modules photovoltaïques 101 connectés en série. Chaque module photovoltaïque 101 comprend une pluralité de cellules photovoltaïques (non représentées) connectées en série et/ou en parallèle entre une borne positive v+ et une borne négative v- du module. Chaque module 101 est adapté, lorsqu'il est éclairé, à produire un courant circulant de sa borne positive v+ vers sa borne négative v- à l'extérieur du module, et de sa borne négative v- vers sa borne positive v+ à l'intérieur du module. Dans chacune des chaînes STR1, STR2, STR3, les trois modules 101 de la chaîne sont connectés en série entre une borne positive V+ et une borne négative V- de l'installation. Les trois chaînes STR1, STR2, STR3 sont connectées en parallèle entre les bornes V+ et V- de l'installation.
En fonctionnement, une charge, non représentée, est connectée entre la borne positive V+ et la borne négative V- de l'installation. Cette charge peut par exemple être une batterie à charger, ou un onduleur relié à un réseau électrique alternatif. 1/ installation photovoltaïque est adaptée à produire un courant circulant de sa borne positive V+ vers sa borne négative V- à travers la charge, et de sa borne négative V- vers sa borne positive V+ à l'intérieur de l'installation. Le courant produit par l'installation est sensiblement égal à la somme des courants produits dans chacune des trois chaînes STR1, STR2, STR3 de l'installation. Généralement, la tension entre les bornes V+ et V- de l'installation est imposée par la charge, et se répartit, dans chaque chaîne, entre les trois modules 101 de la chaîne, étant entendu que, lorsqu'un module 101 produit de l'énergie, la tension entre ses bornes v+ et v- est inférieure à la tension de circuit ouvert du module.
Un problème qui se pose dans ce type d'installation est celui de la maintenance ou du remplacement des modules 101, et, plus particulièrement, des pertes de production liées aux opérations de maintenance ou de remplacement des modules 101.
La figure IB illustre schématiquement la mise en oeuvre d'une opération de maintenance dans une installation photovoltaïque du type décrit en relation avec la figure IA. Plus particulièrement, la figure IB représente une installation photovoltaïque identique à celle de la figure IA, mais dans laquelle l'un des modules 101, le module central de la chaîne STR1 dans l'exemple représenté, a été déconnecté en vue d'une opération de maintenance ou de remplacement du module.
La déconnexion du module 101 proprement dite nécessite l'interruption préalable du courant circulant dans la chaîne STR1, pour ne pas risquer la formation d'un arc électrique qui pourrait endommager le module et/ou le reste de l'installation, et mettre en danger l'opérateur. De plus, une fois le module déconnecté, le chemin de circulation du courant dans la chaîne est interrompu, de sorte que tous les autres modules de la chaîne sont mis en circuit ouvert, et ne produisent donc plus d'électricité.
Ainsi, pendant toute la durée de l'opération de maintenance, la production d'énergie électrique par la chaîne STR1 est interrompue, ce qui induit un manque à gagner.
Par ailleurs, un autre problème qui se pose est que, dans certaines installations, la tension d'un module photovoltaïque en circuit ouvert peut être relativement élevée. Ainsi, une fois le module déconnecté, il peut exister un risque d'électrocution pour l'opérateur chargé de la réparation ou de la maintenance du module, si ce dernier venait à toucher les bornes de connexion v+ et v- du module. Résumé
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un connecteur comprenant : une première partie comprenant des première et deuxième bornes et un premier interrupteur commandable reliant les première et deuxième bornes ; une deuxième partie comprenant des troisième et quatrième bornes et un deuxième interrupteur reliant les troisième et quatrième bornes, les première et deuxième parties étant adaptées à coopérer, de façon détachable, pour établir une connexion électrique entre les première et troisième bornes d'une part, et entre les deuxième et quatrième bornes d'autre part ; et un dispositif de commande du premier interrupteur.
Selon un mode de réalisation, le deuxième interrupteur est un interrupteur commandable, le dispositif de commande étant adapté à commander simultanément les premier et deuxième interrupteurs à l'état ouvert ou à l'état fermé.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de commande est tel que les premier et deuxième interrupteurs ne peuvent pas se trouver simultanément dans des états distincts.
Selon un mode de réalisation, le deuxième interrupteur est une diode ou un circuit adapté à mettre en oeuvre une fonction de diode, dont l'anode est reliée à la troisième borne et dont la cathode est reliée à la quatrième borne.
Selon un mode de réalisation, le connecteur comprend un mécanisme de sécurité assurant que le premier interrupteur ne puisse être commandé que lorsque le connecteur est branché, c'est-à-dire lorsqu'une connexion électrique est établie entre les première et troisième bornes d'une part, et entre les deuxième et quatrième bornes d'autre part.
Selon un mode de réalisation, le connecteur comprend en outre un mécanisme de sécurité assurant que le connecteur ne puisse être débranché que lorsque le premier interrupteur est à l'état fermé.
Selon un mode de réalisation, le premier interrupteur est un interrupteur mécanique, un interrupteur électromécanique, ou un interrupteur statique.
Un autre mode de réalisation prévoit une installation photovoltaïque comportant une pluralité de modules photovoltaïques reliés en série entre une borne positive et une borne négative de l'installation, chaque module étant connecté à l'installation par un connecteur du type susmentionné.
Selon un mode de réalisation, chaque module a une borne négative connectée à la première borne du connecteur qui lui est associé, et une borne positive connectée à la deuxième borne du connecteur qui lui est associé.
Selon un mode de réalisation, les connecteurs ont leurs deuxièmes parties connectées en série entre la borne positive et la borne négative de l'installation.
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et leurs avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure IA, précédemment décrite, est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'une installation photovoltaïque ; la figure IB, précédemment décrite, illustre schématiquement la mise en oeuvre d'une opération de maintenance dans l'installation photovoltaïque de la figure IA ; la figure 2A est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'un mode de réalisation d'une installation photovoltaïque ; la figure 2B illustre schématiquement la mise en oeuvre d'une opération de maintenance dans l'installation photovoltaïque de la figure 2A ; la figure 3 est une vue en perspective schématique illustrant plus en détail un exemple d'un mode de réalisation d'un connecteur d'une installation photovoltaïque du type décrit en relation avec les figures 2A et 2B ; et la figure 4 est un schéma électrique simplifié illustrant un exemple d'un autre mode de réalisation d'un connecteur pour une installation photovoltaïque.
Description détaillée
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la structure interne d'un module photovoltaïque n'a pas été représentée et n'est pas détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les structures connues de modules photovoltaïques. De plus, l'homme du métier comprendra que, dans la pratique, une installation photovoltaïque peut comporter d'autres éléments que les éléments représentés et détaillés dans la présente demande, et notamment des éléments de protection tels que des fusibles ou des disjoncteurs, et des éléments de mesure de paramètres de l'installation tels que des capteurs de tension, courant, température, etc.
La figure 2A est un schéma électrique simplifié d'un exemple d'un mode de réalisation d'une installation photovoltaïque . L' installation de la figure 2A comprend, comme dans l'exemple de la figure IA, trois chaînes STR1, STR2, STR3 comprenant chacune trois modules photovoltaïques 101 reliés en série entre une borne positive V+ et une borne négative V- de l'installation. Les modules 101 de l'installation sont par exemple tous identiques ou similaires. Bien entendu, dans la pratique, 1'installation peut comporter, dans chaque chaîne, un nombre de modules connectés en série différent de 3, et peut comporter un nombre de chaînes connectées en parallèle différent de trois. De préférence, mais non nécessairement, toutes les chaînes de l'installation comportent le même nombre de modules connectés en série. A titre d'exemple illustratif, une installation photovoltaïque moyenne peut typiquement comporter 100 à 1000 chaînes connectées en parallèle entre sa borne positive V+ et sa borne négative V-, et, dans chaque chaîne, 10 à 50 modules connectés en série, chaque module ayant par exemple une tension en circuit ouvert comprise entre 20 et 200 volts.
Selon un aspect d'un mode de réalisation, à chaque module 101 de l'installation est associé un connecteur 201 reliant le module 101 au reste de l'installation de manière détachable ou amovible. Plus particulièrement, chaque connecteur 201 comprend deux parties adaptées à coopérer, de façon détachable ou amovible, pour établir une connexion électrique entre le module 101 et le reste de l'installation.
Chaque connecteur 201 comprend une première partie 201a comprenant une première borne ou borne positive pl+ connectée à la borne positive v+ du module 101, et une deuxième borne ou borne négative pl- connectée à la borne négative v- du module 101. La première partie 201a du connecteur 201 comprend en outre un interrupteur commandable SI reliant ses bornes pl- et pl+. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, l'interrupteur SI a une première borne de conduction connectée à la borne pl-, et une deuxième borne de conduction connectée à la borne pl+.
Chaque connecteur 201 comprend en outre une deuxième partie 201b comprenant une première borne ou borne positive p2+, une deuxième borne ou borne négative p2-, et un interrupteur commandable S2 reliant ses bornes p2- et p2+. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, l'interrupteur S2 a une première borne de conduction connectée à la borne p2-, et une deuxième borne de conduction connectée à la borne p2+.
Les première et deuxième parties 201a et 201b du connecteur 201 sont adaptées à coopérer, de manière détachable ou amovible, pour établir une connexion électrique entre les bornes pl+ et p2+ d'une part, et entre les bornes pl- et p2- d'autre part.
Chaque connecteur 201 comprend en outre un dispositif d'actionnement 203, permettant, lorsque le connecteur est branché, c'est-à-dire lorsque les parties 201a et 201b coopèrent pour établir une connexion électrique entre les bornes pl+ et p2+ d'une part, et entre les bornes pl- et p2- d'autre part, de commander simultanément les interrupteurs SI et S2 à l'état ouvert ou à l'état fermé. Dans cet exemple, le dispositif d'actionnement 203 est tel que lorsque le connecteur est branché, les interrupteurs SI et S2 ne peuvent pas se trouver simultanément dans des états distincts, c'est-à-dire respectivement ouvert et fermé, ou inversement. Le dispositif d'actionnement 203 comprend par exemple un organe d'actionnement unique des interrupteurs SI et S2, monté sur l'une ou l'autre des deux parties 201a et 201b du connecteur. A titre d'exemple, les interrupteurs SI et S2 sont des interrupteurs mécaniques, et le dispositif d'actionnement 203 comprend un actuateur mécanique unique, par exemple un bouton poussoir, monté sur l'une ou l'autre des deux parties 201a et 201b du connecteur. A titre de variante, les interrupteurs SI et S2 sont des interrupteurs électromécaniques, ou des interrupteurs statiques, par exemple des transistors MOS, commandables par un signal électrique appliqué sur une borne de commande distincte des bornes de conduction ou bornes de puissance de l'interrupteur. Le dispositif d'actionnement 203 peut alors être adapté pour commander simultanément les deux interrupteurs SI et S2 à l'état ouvert ou à l'état fermé, au moyen d'un signal de commande unique.
Dans le cas où les interrupteurs SI et S2 sont commandables par un signal électrique, le dispositif d'actionnement 203 peut être adapté à mettre en oeuvre une commande à distance des interrupteurs, via des moyens de communication sans fil.
Dans l'installation photovoltaïque de la figure 2A, les modules photovoltaïques 101 sont reliés les uns aux autres par l'intermédiaire des connecteurs 201. Plus particulièrement, dans chaque chaîne STRi de modules (avec i entier allant de 1 à 3 dans l'exemple représenté), les connecteurs 201 associés aux modules de la chaîne ont leurs deuxièmes parties 201b connectées en série entre les bornes V+ et V- de l'installation. En d'autre termes, dans chaque chaîne STRi, si l'on définit le rang d'un module de la chaîne par sa position dans la chaîne en partant de la borne positive V+ de l'installation, chaque connecteur 201 de la chaîne, à l'exception du dernier connecteur de la chaîne, a sa borne p2-connectée à la borne p2+ du connecteur 201 associé au module de rang immédiatement supérieur dans la chaîne, par exemple par l'intermédiaire d'un câble conducteur. De plus, le connecteur 201 associé au premier module de la chaîne a sa borne p2+ connectée à la borne positive V+ de l'installation, et le connecteur 201 associé au dernier module de la chaîne a sa borne p2- connectée à la borne négative V- de l'installation.
En fonctionnement nomal, tous les connecteurs 201 sont à l'état ouvert, c'est-à-dire que leurs interrupteurs SI et S2 respectifs sont à l'état ouvert. Le schéma de connexion des modules 101 de l'installation est alors équivalent à celui de l'installation de la figure IA. L'installation est ainsi adaptée à produire un courant circulant de sa borne positive V+ vers sa borne négative V- à travers une charge (non représentée) connectée entre les bornes V+ et V-, l'ensemble des modules 101 de l'installation contribuant à la production du courant délivré par 1'installation.
La figure 2B illustre schématiquement la mise en oeuvre d'une opération de maintenance dans une installation photovoltaïque du type décrit en relation avec la figure 2A. Plus particulièrement, la figure 2B représente une installation photovoltaïque identique à celle de la figure 2A, mais dans laquelle l'un des modules 101, le module central de la chaîne STR1 dans l'exemple représenté, a été déconnecté en vue d'une opération de maintenance ou de remplacement du module.
Préalablement à la déconnexion proprement dite du module 101, l'opérateur commande la fermeture des interrupteurs SI et S2 du connecteur 201 associé au module, par l'intermédiaire du dispositif d'actionnement 203 du connecteur.
La fermeture des interrupteurs SI et S2 entraîne la mise en court-circuit du module. Dans cette configuration, le module ne produit plus d'énergie électrique, la tension à ses bornes étant sensiblement nulle (à la chute de tension des interrupteurs près). En revanche, la continuité du chemin de circulation du courant dans la chaîne est assurée par les interrupteurs SI et S2 à l'état fermé, de sorte que la production du reste de la chaîne n'est pas interrompue.
Après avoir fermé les interrupteurs SI et S2, l'opérateur peut débrancher le connecteur 201 associé au module, c'est-à-dire déconnecter la partie 201a du connecteur de sa partie 201b, de façon à isoler le module du reste de l'installation. Le module 101 ainsi que la partie 201a du connecteur associé au module peuvent alors être retirés pour réaliser l'opération de maintenance. La partie 201b du connecteur reste en revanche en place sur l'installation, et assure, via son interrupteur S2, la continuité du chemin de circulation du courant dans la chaîne. L'interrupteur SI de la partie 201a du connecteur étant fermé, la tension aux bornes du module 101 est sensiblement nulle, de sorte que la sécurité de l'opérateur est assurée pendant l'opération de maintenance.
Une fois l'opération de maintenance terminée, le module 101 peut être remis en place, et le connecteur 201 associé au module rebranché. L'opérateur peut alors rouvrir les interrupteurs SI et S2 du connecteur par 1'intermédiaire du dispositif d'actionnement 203 du connecteur, de façon à réactiver la production d'énergie électrique par le module.
Un avantage du mode de réalisation décrit en relation avec les figures 2A et 2B est qu'il permet de limiter les pertes de production liées aux opérations de maintenance ou de remplacement des modules 101. En particulier, la prévision des connecteurs 201 permet de ne pas avoir à désactiver une chaîne entière de modules connectés en série pour réaliser une opération de maintenance sur l'un des modules de la chaîne.
De plus, les connecteurs 201 permettent de renforcer la sécurité des opérateurs de maintenance, dans la mesure où ils permettent de ramener à une valeur sensiblement nulle la tension des modules déconnectés de l'installation.
Pour éviter des erreurs de manipulation, chaque connecteur 201 peut en outre comporter un mécanisme de sécurité, non représenté, garantissant : que les interrupteurs SI et S2 ne puissent être commutés de l'état fermé vers l'état ouvert ou de l'état ouvert vers l'état fermé que lorsque le connecteur est branché ; et que le connecteur ne puisse être débranché que lorsque les interrupteurs SI et S2 sont à l'état fermé.
Le dispositif d'actionnement 203 peut par ailleurs comprendre un mécanisme de verrouillage, non représenté, permettant d'éviter qu'un utilisateur non autorisé ne puisse activer les interrupteurs et débrancher le connecteur. A titre d'exemple, un déverrouillage du mécanisme de verrouillage au moyen d'une clé ou d'un code d'accès peut être requis pour pouvoir actionner les interrupteurs et débrancher le connecteur.
La figure 3 est une vue en perspective schématique illustrant plus en détail un exemple de réalisation d'un connecteur 201 de l'installation photovoltaïque décrite en relation avec les figures 2A et 2B. Plus particulièrement, la figure 3 représente un module photovoltaïque vu de sa face arrière, c'est-à-dire sa face opposée à sa face d'éclairement, et un connecteur 201 associé à ce module.
Dans cet exemple, chacune des parties 201a et 201b du connecteur a la forme générale d'un parallélépipède rectangle, les deux parties étant destinées à coopérer de façon que, une fois le connecteur branché, l'ensemble du connecteur 201 ait la forme d'un parallélépipède rectangle.
La partie 201a du connecteur 201 est fixée à la face arrière du module 101. La partie 201b du connecteur 201 est quant à elle connectée à des câbles d'interconnexion des différents modules de l'installation, et n'est reliée au module 101 que lorsque le connecteur est branché, par l'intermédiaire de la partie 201a du connecteur. La partie 201b du connecteur est par exemple fixée à un cadre ou châssis de support (non représenté) destiné à recevoir les différents modules de l'installation.
Dans l'exemple représenté, la partie 201a du connecteur 201 est une partie femelle, comprenant sur l'une de ses faces, deux éléments de connexion en creux connectés respectivement à la borne pl+ et à la borne pl- du connecteur. La partie 201b du connecteur est quant à elle une partie mâle, comprenant, sur l'une de ses faces, deux éléments de connexion en protubérance connectés respectivement à la borne p2+ et à la borne p2- du connecteur. Les éléments de connexion en creux de la partie 201a sont adaptés à coopérer avec les éléments de connexion en protubérance de la partie 201b pour établir une connexion électrique entre les bornes pl+ et p2+ d'une part, et entre les bornes pl- et p2- d'autre part.
Dans l'exemple de la figure 3, le dispositif d'actionnement 203 comprend un bouton poussoir disposé sur une face de la partie 201b du connecteur, ce bouton permettant, lorsque le connecteur est branché, d'actionner simultanément l'interrupteur SI de la partie 201a et l'interrupteur S2 de la partie 201b.
La figure 4 est un schéma électrique simplifié illustrant un exemple d'un autre mode de réalisation d'un connecteur 201 pour module photovoltaïque, compatible avec une installation comprenant plusieurs modules photovoltaïques 101 reliés en série. Sur la figure 4, par souci de simplification, seuls 1 module photovoltaïque 101 et un connecteur 201 associé à ce module ont été représentés.
Le connecteur 201 de la figure 4 diffère des connecteurs 201 décrits en relation avec les figures 2A, 2B et 3 principalement en ce que, dans l'exemple de la figure 4, l'interrupteur commandable S2 de la partie 201b du connecteur a été remplacé par une diode D connectée en direct entre la borne p2- et la borne p2+ du connecteur (c'est-à-dire ayant son anode reliée à la borne p2- et sa cathode reliée à la borne p2+) . La diode D forme un interrupteur non commandable reliant les bornes p2- et p2+. L'interrupteur SI reliant les bornes pl- et pl+ du connecteur est, comme dans les exemples des figures 2A, 2B et 3, un interrupteur commandable, c'est-à-dire un interrupteur dont l'ouverture et la fermeture peuvent être commandées mécaniquement ou via un signal électrique appliqué sur une borne de commande distincte des bornes de conduction ou bornes de puissance de l'interrupteur.
Dans l'exemple de la figure 4, le dispositif d'actionnement 203 est identique ou similaire à ce qui a été décrit en relation avec les figures 2A, 2B et 3, à ceci près que, dans l'exemple de la figure 4, le dispositif 203 ne commande que l'interrupteur SI.
En fonctionnement normal, tous les connecteurs 201 sont à l'état ouvert, c'est-à-dire que leurs interrupteurs SI respectifs sont commandés à l'état ouvert. Chaque module 101 présentant une tension positive entre ses bornes v+ et v-, la diode D de chaque connecteur 201 voit une tension anode-cathode négative, et est donc bloquée. Le fonctionnement de l'installation est alors similaire à ce qui a été décrit en relation avec les figures IA et 2A.
Préalablement à la déconnexion d'un module 101 en vue de la réalisation d'une opération de maintenance, l'opérateur commande la fermeture de l'interrupteur SI du connecteur 201, par l'intermédiaire du dispositif d'actionnement 203 du connecteur.
Ceci entraîne la mise en court-circuit du module, et l'annulation de la tension à ses bornes. Dans cette configuration, le module ne produit plus d'énergie électrique. En revanche, la continuité du chemin de circulation du courant dans la chaîne est assurée par l'interrupteur SI, de sorte que la production du reste de la chaîne n'est pas interrompue.
Après avoir femé l'interrupteurs SI, l'opérateur peut débrancher le connecteur 201 associé au module, c'est-à-dire déconnecter la partie 201a du connecteur de sa partie 201b, de façon à isoler le module du reste de l'installation. La partie 201b du connecteur reste en place sur l'installation, et la diode D, aux bornes de laquelle le module 101 n'impose plus une tension anode-cathode négative, devient passante et assure la continuité du chemin de circulation du courant dans la chaîne. L'interrupteur SI de la partie 201a du connecteur étant fermé, la tension aux bornes du module 101 est sensiblement nulle, de sorte que la sécurité de l'opérateur est assurée pendant l'opération de maintenance.
Une fois l'opération de maintenance terminée, le module 101 peut être remis en place, et le connecteur 201 rebranché. L'opérateur peut alors rouvrir l'interrupteur SI du connecteur par l'intermédiaire du dispositif d'actionnement 203, de façon à réactiver la production d'énergie électrique par le module.
Un avantage du mode de réalisation de la figure 4 est que le coût et la complexité des connecteurs 201 sont réduits du fait du remplacement de l'interrupteur commandable S2 (figures 2A, 2B et 3) par une diode D (figure 4).
Un autre avantage du mode de réalisation de la figure 4 est que les diodes D permettent d'éviter la circulation d'un courant inverse dans les chaînes STR1, STR2, STR3 de l'installation, dans l'éventualité où la charge connectée aux bornes de l'installation (par exemple un onduleur) imposerait entre les bornes V+ et V- de l'installation une tension supérieure à la somme des tension de circuit ouvert des modules de la chaîne. A titre de variante, la partie 201b de chaque connecteur 201 peut comporter un interrupteur S2 en série avec une diode D entre les bornes p2- et p2+ du connecteur, la diode D ayant son anode disposée côté borne p2- et sa cathode côté borne p2+.
Par ailleurs, la diode D peut être remplacée par un circuit électronique adapté à mettre en oeuvre une fonction de diode mais présentant une chute de tension à l'état passant inférieure à la chute de tension d'une diode (typiquement 0,6 V), par exemple un circuit à base de transistors MOS.
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l’homme de l’art. En particulier, la commande des interrupteurs des connecteurs 201 peut être au moins en partie automatisée. Par exemple, on peut prévoir un mode de fonctionnement dans lequel chaque module 101 comprend un circuit de gestion adapté à détecter un éventuel disfonctionnement du module, et, lorsqu'un disfonctionnement est détecté, à commander le connecteur 201 à l'état fermé pour désactiver le module. Parallèlement, le circuit de gestion du module peut envoyer un message à une unité centrale de gestion, permettant d'identifier le module désactivé.
Par ailleurs, les modes de réalisation décrits peuvent être adaptés à une installation photovoltaïque dans laquelle les conducteurs d'interconnexion entre les différents modules sont intégrés dans un cadre ou châssis de support des modules, par exemple une installation du type décrit dans la demande de brevet W02015040019.
En outre, bien que les connecteurs 201 décrits en relation avec les figures 2A, 2B, 3 et 4 soient tout particulièrement avantageux pour une utilisation dans une installation photovoltaïque comportant plusieurs modules photovoltaïques connectés en série, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à cette utilisation particulière. Plus généralement, les connecteurs décrits ci-dessus peuvent avoir des applications dans d'autres types d'installations, et notamment dans toute installation comportant une pluralité de sources de courant connectées en série.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Connecteur (201) comprenant : une première partie (201a) comprenant des première (pl-) et deuxième (pl+) bornes et un premier interrupteur (SI) commandable reliant les première (pl-) et deuxième (pl+) bornes ; une deuxième partie (201b) comprenant des troisième (p2-) et quatrième (p2+) bornes et un deuxième interrupteur (S2 ; D) reliant les troisième (p2-) et quatrième (p2+) bornes, les première (201a) et deuxième (201b) parties étant adaptées à coopérer, de façon détachable, pour établir une connexion électrique entre les première (pl-) et troisième (p2~) bornes d'une part, et entre les deuxième (pl+) et quatrième (p2+) bornes d'autre part ; et un dispositif (203) de commande du premier interrupteur (SI) .
  2. 2. Connecteur (201) selon la revendication 1, dans lequel le deuxième interrupteur (S2) est un interrupteur commandable, le dispositif (203) de commande étant adapté à commander simultanément les premier (Si) et deuxième (S2) interrupteurs à l'état ouvert ou à l'état fermé.
  3. 3. Connecteur (201) selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de commande (203) comprend un organe d ' act ionnement unique des premier (SI) et deuxième (S2) interrupteurs.
  4. 4. Connecteur (201) selon la revendication 1, dans lequel le deuxième interrupteur (D) est une diode ou un circuit adapté à mettre en oeuvre une fonction de diode, dont l'anode est reliée à la troisième borne (p2-) et dont la cathode est reliée à la quatrième borne (p2+).
  5. 5. Connecteur (201) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant un mécanisme de sécurité assurant que le premier interrupteur (SI) ne puisse être commandé que lorsque le connecteur (201) est branché, c'est-à-dire lorsqu'une connexion électrique est établie entre les première (pl-) et troisième (p2-) bornes d'une part, et entre les deuxième (pl+) et quatrième (p2+) bornes d'autre part.
  6. 6. Connecteur (201) selon la revendication 5, dans lequel le mécanisme de sécurité assure que le connecteur (201) ne puisse être débranché que lorsque le premier interrupteur (SI) est à l'état fermé.
  7. 7. Connecteur (201) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le premier interrupteur (SI) est un interrupteur mécanique, un interrupteur électromécanique, ou un interrupteur statique.
  8. 8. Installation photovoltaïque comportant une pluralité de modules photovoltaïques (101) reliés en série entre une borne positive (V+) et une borne négative (V-) de l'installation, chaque module (101) étant connecté à l'installation par un connecteur (201) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
  9. 9. Installation selon la revendication 8, dans laquelle chaque module (101) a une borne négative (v-) connectée à la première borne (pl-) du connecteur (201) qui lui est associé, et une borne positive (v+) connectée à la deuxième borne (pl+) du connecteur (201) qui lui est associé.
  10. 10. Installation selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle les connecteurs (201) ont leurs deuxièmes parties (201b) connectées en série entre la borne positive (V+) et la borne négative (V-) de l'installation.
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