FR3067120A1 - Methode et dispositif de gestion d'un systeme photovoltaique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une méthode de gestion pour un système photovoltaïque comprenant la mise en place de moyens de court-circuit (4) permettant de court-circuiter individuellement des panneaux solaires (2) au sein d'une chaîne (1) dudit système, l'envoi de commandes à un moyen de commander à distance (5) lesdits moyens de court-circuit, ainsi que l'obtention, de mesures électriques issues de la production électrique globale d'un ensemble de panneaux solaires. Les différentes mesures électriques obtenues suite à l'envoi de différentes commandes auxdits moyens de court-circuit génèrent des données sur le fonctionnement de panneaux solaires individuels dudit système qui peuvent être exploitées afin d'améliorer ce fonctionnement. La méthode selon l'invention, et le dispositif associé, permettent d'optimiser la surveillance, la maintenance et le fonctionnement de nombreux types de systèmes photovoltaïques de toutes tailles.

Description

© METHODE ET DISPOSITIF DE GESTION D'UN SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE.
FR 3 067 120 - A1
©) L'invention concerne une méthode de gestion pour un système photovoltaïque comprenant la mise en place de moyens de court-circuit (4) permettant de court-circuiter individuellement des panneaux solaires (2) au sein d'une chaîne (1) dudit système, l'envoi de commandes à un moyen de commander à distance (5) lesdits moyens de court-circuit, ainsi que l'obtention, de mesures électriques issues de la production électrique globale d'un ensemble de panneaux solaires. Les différentes mesures électriques obtenues suite à l'envoi de différentes commandes auxdits moyens de court-circuit génèrent des données sur le fonctionnement de panneaux solaires individuels dudit système qui peuvent être exploitées afin d'améliorer ce fonctionnement.
La méthode selon l'invention, et le dispositif associé, permettent d'optimiser la surveillance, la maintenance et le fonctionnement de nombreux types de systèmes photovoltaïques de toutes tailles.
Figure FR3067120A1_D0001
T
Figure FR3067120A1_D0002
L'invention relève du domaine du photovoltaïque. Plus spécifiquement, l'invention relève du domaine de la gestion, de la surveillance et de l'optimisation de la production d'électricité par des systèmes photovoltaïques.
On entend par système photovoltaïque un arrangement de plusieurs panneaux photovoltaïques (ci-après : panneaux) connectés électriquement de manière à générer collectivement une puissance électrique supérieure à celle de chaque panneau individuel.
Les systèmes photovoltaïques peuvent notamment être disposés sur une toiture ou intégrés à des bâtiments résidentiels ou commerciaux. Les systèmes photovoltaïques peuvent aussi être intégrés à divers dispositifs consommant l'énergie qu'ils produisent, dont véhicules tels que des avions, des bateaux ou des trains. Enfin, les systèmes photovoltaïques peuvent également être intégrés à des centrales solaires de taille « utility » (ci-après « grandes centrales solaires »), couvrant une surface allant typiquement d'un hectare à plus de vingt kilomètres carrés et regroupant un grand nombre de panneaux solaires, typiquement de plusieurs milliers ou dizaines de milliers à plus d'un million.
L'électricité produite par les systèmes photovoltaïques est du courant continu (DC). Cette électricité peut être utilisée directement pour alimenter certaines machines industrielles, recharger des batteries, notamment des batteries de véhicules électriques, ou diverses autres utilisations. Elle peut également être convertie en courant alternatif (AC) qui lui-même peut être soit transmis au réseau électrique local ou national soit utilisé localement.
Les systèmes photovoltaïques sont installés pour produire de l'électricité pendant au moins 20 ans et souvent davantage, jusqu'à 40 ans ou plus. Ces systèmes font généralement l'objet d'une surveillance et d'un entretien, afin qu'ils puissent conserver des performances élevées.
En pratique, tous les panneaux d'un système photovoltaïque n'ont pas une production électrique identique.
Tout d'abord, les fabricants de panneaux garantissent la production d'électricité par chacun de leurs panneaux dans des conditions normalisées en sortie d'usine, ainsi qu'une trajectoire de baisse de cette production au cours du temps après leur installation. Ces garanties techniques sont assorties d'une tolérance, typiquement de plusieurs pourcents (par exemple 2-3% en sortie d'usine et de -15 à -20% au bout de 20 ans) de sorte que deux panneaux au sein d'un système peuvent avoir des performances intrinsèques différentes.
En outre, divers types de phénomènes de vieillissement sont susceptibles d'intervenir au cours du temps et d'affecter de manière non homogène la production d'énergie électrique des panneaux solaires au sein d'un système photovoltaïque tels que, sans que cette liste soit exhaustive : une délamination, une présence de bulles, une dégradation de la couche anti-réflexion du verre ou polymère recouvrant le panneau, un jaunissement de l'encapsulant en éthylène-acétate de vinyle, des « hot spots », des craquelures au sein des cellules, des défauts au niveau des interconnexions, des défaillances d'une des diodes de « bypass » présentes au sein des panneaux, une dégradation liée au potentiel (PID ou « potential induced dégradation »). Ces phénomènes n'affectent pas tous de manière identique la production électrique d'un panneau et n'affectent pas tous les mêmes panneaux. Par exemple, le PID affecte généralement les panneaux situés en bout de chaîne.
Par ailleurs, les panneaux peuvent être encrassés par des particules fines de poussière et pollution - qui conduisent généralement à une baisse d'intensité avec une tension invariante - ou des éléments plus gros comme des excréments - qui conduisent généralement à une baisse de tension. L'efficacité du nettoyage peut également varier suivant la position des panneaux.
Par ailleurs, des ombres liées par exemple à des pylônes ou une végétation qui évolue au cours du temps sont des sources de variabilité supplémentaire de la production électrique entre les panneaux solaires.
Par ailleurs, si le sol sur lequel est installé le dispositif sur lequel sont montés les panneaux solaires n'a pas été parfaitement aplani, cela peut conduire, entre les différents panneaux, à des différences d'orientation par rapport au soleil. En outre, dans le cas où les panneaux solaires sont installés sur un dispositif de suivi du soleil (« tracker »), le dispositif peut lui-même être imparfait ou vieillir, conduisant à de légères différences d'orientation d'un ou plusieurs panneaux par rapport aux autres.
Toutes les différences entre panneaux et sources de fonctionnement non optimal citées ci-dessus sont d'autant plus gênantes que, de nombreux panneaux étant typiquement connectés en série, un abaissement de la production d'un panneau peut avoir un effet négatif non linéaire sur la performance globale du système, laquelle est tirée vers le bas par le panneau solaire le moins performant. Ce phénomène porte le nom de pertes de mésappariement (« mismatch losses ») et doit être minimisé.
Pour corriger ces imperfections de systèmes photovoltaïques, diverses interventions peuvent être effectuées telles que, sans que la liste puisse être considérée comme exhaustive : nettoyage d'un panneau solaire, remplacement d'un panneau, correction de l'orientation d'un panneau, remplacement de la diode de jonction d'un panneau, changement de câbles, réorganisation de la topologie du circuit électrique, élimination d'une source d'ombrage...
Afin de pouvoir effectuer ces interventions, il est nécessaire préalablement de pouvoir détecter, idéalement en temps réel, tout fonctionnement insatisfaisant ou toute défaillance du système. Pour pouvoir effectuer cette détection et optimiser l'efficacité de ces interventions, il est souhaitable de disposer d'un système de mesures régulières automatisées capable d'identifier le ou les panneaux à l'origine de la défaillance et, si possible, de diagnostiquer le type de défaillance. Trois types d'appareillages relevant de l'électronique de puissance au niveau du module (MLPE pour « module level power electronics ») permettent d'accéder à des mesures au niveau de chaque panneau : les « adaptateurs d'impédance » commercialisés notamment par la société Tigo Energy, les « optimiseurs DC » commercialisés notamment par la société SolarEdge et les microonduleurs commercialisés par exemple par la société Enphase. Ces trois types d'appareillage peuvent être intégrés au sein d'un dispositif externe connecté électriquement à chaque module ou bien directement intégré au sein de chaque module, par exemple à l'intérieur de sa boite de jonction. Ils ont en commun d'effectuer des mesures de tension et d'intensité au niveau de chaque module et de communiquer le résultat desdites mesures.
La nécessité de communication bidirectionnelle et la nécessité de disposer, pour chaque panneau, d'un système de mesure du courant et de la tension, affectent la robustesse et le coût de ces solutions qui restent à l'heure actuelle très peu utilisées dans le cas des grandes centrales solaires, et en particulier lors de l'amélioration de systèmes solaires préexistants (« retrofit »).
Le procédé selon l'invention vise à s'affranchir de ces limites de l'état de l'art en offrant une solution robuste, peu onéreuse et pouvant être facilement déployé à grande échelle de gestion, surveillance et optimisation, panneau par panneau, de systèmes photovoltaïques et notamment de grandes centrales solaires.
A cette fin, l'invention concerne une méthode de gestion pour un système photovoltaïque comprenant une pluralité de panneaux solaires caractérisée en ce qu'elle comprend la mise en place, pour chaque panneau solaire de ladite pluralité, d'un moyen de court-circuit permettant de court-circuiter individuellement ledit panneau solaire dudit système, l'envoi de commandes à un moyen de commander à distance lesdits moyens de court-circuit, ainsi que l'obtention, par au moins un moyen de mesure, de mesures électriques issues de la production électrique globale d'un ensemble de panneaux solaires comprenant au moins ladite pluralité de panneaux solaires et caractérisée en ce que différentes mesures électriques obtenues suite à l'envoi de différentes commandes auxdits moyens de court-circuit génèrent des données sur le fonctionnement de panneaux solaires individuels dudit système.
Dans un mode de réalisation, les données obtenues sont exploitées à l'échelle de la journée pour caractériser des dysfonctionnements, en identifier les causes et suggérer des types d'interventions possibles.
Dans un mode de réalisation, les données obtenues sont exploitées à l'échelle de la seconde pour identifier des combinaisons desdites commandes susceptibles de maximiser la puissance électrique produite par le système, cette maximisation étant permise par la mise en court-circuit, au moins temporaire, d'au moins un panneau solaire.
Dans un mode de réalisation préféré, lesdites données sont exploitées par les techniques de l'apprentissage automatique.
Dans un mode de réalisation, lesdites mesures électriques comprennent la mesure d'au moins une grandeur appartenant à l'ensemble comprenant : la tension, de l'intensité, de la puissance, du point de fonctionnement.
Dans un mode de réalisation particulier, la méthode selon l'invention comprend la mesure de la cinétique d'évolution d'au moins une desdites grandeur au cours d'une durée de préférence comprise entre 1 microsecondes et 1 minute, plus préférentiellement comprise entre 1 dixième de milliseconde et 1 seconde.
Dans un mode de réalisation, les mesures électriques sont effectuées directement au sein d'un onduleur.
Dans un mode de réalisation, le ratio du nombre d'envoi de commandes différentes sur le nombre de panneaux est au moins égal à 0.5, de préférence supérieur à 2, plus préférentiellement supérieur à 8.
Dans un mode de réalisation, le ratio du nombre de moyens de court-circuit mis en place sur le nombre de moyens de mesure utilisés est au moins égal à 5, de préférence supérieur à 25, plus préférentiellement supérieur à 100.
L'invention concerne également un dispositif de gestion pour un système photovoltaïque comprenant une pluralité de panneaux solaires caractérisée en ce qu'il comprend, (i) pour chaque panneau solaire de ladite pluralité, un moyen de court-circuit permettant de court-circuiter individuellement ledit panneau solaire dudit système, (ii) un moyen de commander à distance lesdits moyens de court-circuit, (iii) un moyen d'effectuer des mesures électriques issues de la production électrique globale d'un ensemble de panneaux solaires comprenant au moins ladite pluralité de panneaux solaires, pour différentes commandes envoyées aux moyens de courtcircuit.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après de modes de réalisations particuliers de l'invention présentés à titre indicatif et nullement limitatif.
La figure 1 annexée fournit une représentation schématique de l'architecture d'un exemple de mode de réalisation d'un dispositif de gestion d'un système photovoltaïque selon l'invention.
Dans cet exemple d'un système photovoltaïque de vingt-quatre panneaux, trois chaînes (1) , comportant chacune huit panneaux solaires (2) reliés en série, sont toutes trois connectées en parallèles puis reliées à un unique onduleur (3). Chaque panneau comprend un moyen de courtcircuit (4) construit à partir d'un transistor à effet de champ à grille metal-oxyde (MOSFET). Ces moyens de court circuit sont commandés à distance par un moyen de commande à distance (5) intégré à un dispositif connecté électriquement au système photovoltaïque entre l'onduleur et les chaînes et pouvant activer chaque moyen de court-circuit en utilisant, par exemple, le courant porteur de ligne DC (« PLC-DC »), par exemple via une modulation de largeur d'impulsion (« PWM »). Ceci permet de créer différentes configurations de circuit comprenant vingt-quatre panneaux, vingt-trois panneaux, vingt-deux panneaux ou moins suivant les commandes envoyées par le moyen de commande à distance aux vingt-quatre moyens de court circuits. Des mesures de la tension et de l'intensité pour ces différentes configurations sont effectuées grâce à un moyen de mesure électrique (6), également situé entre l'onduleur et les chaînes. Ces mesures sont comparées entre elles et peuvent en outre être notamment comparées à des mesures historiques, des mesures effectuées avec la même approche dans d'autres éléments de circuit du même système photovoltaïque ou à des valeurs issues d'un modèle tel qu'une modélisation de la production électrique système à partir de données météorologiques pouvant comprendre l'ensoleillement et la température de l'air.
Grâce à ces mesures, on peut alors chercher à identifier, par exemple, au sein de la troisième chaîne, du bas de la figure, le ou les panneaux à l'origine d'un dysfonctionnement de cette chaîne. Par exemple, aucun panneau de la première chaîne ou de la deuxième chaîne n'étant courtcircuités, on court-circuite tous les panneaux sauf le premier, à gauche de cette troisième chaîne, du bas de la figure, et on mesure la tension et l'intensité. Puis, on court-circuite tous les panneaux sauf le deuxième en partant de la gauche de la chaîne et on mesure la tension et l'intensité. Puis on fait de même pour le troisième, le quatrième, le cinquième, le sixième, le septième et le huitième. On récupère donc 8 mesures de tension et d'intensité. Les panneaux étant supposés identiques, avec le même niveau d'encrassement, de vieillissement et d'orientation, et les mesures étant effectuées dans un intervalle de temps suffisamment bref pour que l'ensoleillement soit invariant, on peut directement déduire, lorsqu'un panneau présente une valeur plus faible de la tension, de l'intensité ou de la puissance, produit de la tension par l'intensité, que les valeurs de ces grandeurs pour les autres panneaux de la chaîne, que ce panneau est à l'origine du dysfonctionnement de la chaîne. En fonction du profil de baisse de l'intensité et de la tension, on peut dans certains cas identifier une origine probable de ce fonctionnement non optimal. Suivant l'importance de l'écart observé, on peut en outre en déduire l'opportunité technico-économique qu'aurait une intervention, telle par exemple qu'un changement dudit panneau.
Cet exemple illustre le fait qu'en fonction de la topologie du système photovoltaïque considéré, la méthode selon l'invention permet de tester de nombreux états dudit système photovoltaïque, chacun étant défini par une configuration particulière des moyens de court-circuits, elle-même définie par un jeu de commande particulier. L'analyse de caractéristiques électriques dans ces différents états permet ensuite de remonter jusqu'au(x) panneau(x) potentiellement à l'origine d'un dysfonctionnement du système.
La figure 2 annexée fournit une représentation schématique de l'architecture d'un autre exemple de mode de réalisation d'un dispositif de gestion d'un système photovoltaïque selon l'invention.
Dans cet exemple, un système photovoltaïque comporte une seule chaîne (1) de douze panneaux solaires (2) connectés en série à un unique onduleur (3). Chaque panneau intègre, directement au sein de son circuit électrique propre, et par exemple au sein de sa boite de jonction, un moyen de court-circuit dudit panneau (4). Ces moyens de court-circuit sont commandés à distance par un moyen de commande à distance (5) lequel communique, dans cet exemple, par wifi (ou 4G, ou zigbee) et n'est pas connecté électriquement au système photovoltaïque. Ceci permet de créer différents états du système photovoltaïque avec autant de configurations de circuit, pouvant comprendre douze panneaux, onze panneaux, dix panneaux ou moins. Les mesures de la tension et de l'intensité pour ces différentes configurations sont effectuées grâce à un dispositif de mesure électrique (6) directement intégré à l'onduleur, et par exemple grâce au dispositif existant dans de très nombreux onduleurs du commerce. Ces mesures sont comparées entre elles et peuvent en outre être notamment comparées à des mesures historiques, des mesures effectuées avec la même approche dans d'autres éléments de circuit du même système photovoltaïque ou à des valeurs issues d'un modèle tel qu'une modélisation de la production électrique système à partir de données météorologiques pouvant comprendre l'ensoleillement et la température de l'air.
Grâce à ces mesures, on peut alors chercher à identifier, par exemple, un ou des panneau(x) qui présenteraient un dysfonctionnement au sein de la chaîne. Une façon de le faire consiste à mesurer la tension Utot et l'intensité Itot des 12 panneaux sans qu'aucun ne soit court-circuité. Puis court-circuiter le premier panneau de la chaîne tout en laissant les 11 autres panneaux connectés. Puis court-circuiter le suivant en laissant les 11 autres connectés. Puis le troisième, jusqu'au dernier. On obtient ainsi, directement au niveau de l'onduleur, 11 mesures de tension et d'intensité que l'on peut comparer à Utot et Itot. Si l'on observe, par exemple, que pour deux panneaux les valeurs des baisses de tension, d'intensité ou de puissance lorsque chacun est séparément court-circuité sont inférieures aux valeurs des baisses observées pour les 10 autres panneaux lorsque chacun est séparément déconnecté, on peut en déduire que ces deux panneaux présentent un dysfonctionnement et décider d'une intervention qui pourrait être, par exemple, leur nettoyage, leur remplacement ou la mise en place d'un adaptateur d'impédance pour ces panneaux.
Dans un moyen de réalisation particulier, une interface web permet d'avoir accès aux moyens de commande, aux moyens de mesure et à différentes représentations des mesures ainsi qu'à des indications quantitatives ou semi-quantitatives sur la qualité de fonctionnement de chaque panneau du système pouvant notamment prendre la forme d'une carte d'une grande centrale solaire avec pour chaque panneau une couleur définie par une échelle qui associe une couleur différente selon que les mesures indiquent que le panneau fonctionne de manière optimale (par exemple : bleu), ou qu'il fonctionne de manière suboptimale (par exemple : bleu clair) ou qu'il fonctionne très mal (par exemple : rouge)
Dans une variante de réalisation du dispositif selon l'invention, le moyen de court-circuit est intégré au panneau solaire, par exemple au sein de sa boite de jonction, directement au moment de la fabrication dudit panneau.
Dans une autre variante, le moyen de court-circuit est intégré à un dispositif comprenant un boîtier étanche et qui est connecté électriquement au panneau solaire.
Dans un mode de réalisation, les données électriques recueillies pour divers états du système photovoltaïque générés par l'envoi de différentes commandes de court-circuit à différents panneaux solaires sont utilisées pour en déduire, en temps réel, à l'échelle de la seconde ou de la minute, l'existence d'au moins une configuration du système correspondant à au moins un panneau court-circuité et qui conduit, au moins de manière temporaire, à une production électrique par le système supérieure à ce qu'elle serait si aucun panneau n'était court-circuité. Ainsi la méthode selon l'invention permet d'optimiser en continu la production d'électricité d'un système photovoltaïque présentant des sources d'imperfections, par exemple des ombrages. Ceci peut notamment servir à limiter de manière dynamique les pertes de mésappariement.
Dans un autre mode de réalisation, les données électriques recueillies pour divers états du système photovoltaïque générés par l'envoi de différentes commandes de court-circuit à différents panneaux solaires sont utilisées pour en déduire l'existence de panneaux présentant un dysfonctionnement. Il est également possible d'aller plus loin et de déduire de ces données, l'importance du dysfonctionnement, son origine probable, par exemple en fonction de la localisation des panneaux concernés ou selon que la tension ou l'intensité sont prioritairement affectés, et de suggérer des interventions possibles, telles qu'un nettoyage ou un changement de panneau ou, de manière provisoire, la mise en court-circuit permanent d'un panneau.
Dans un mode de réalisation, les données obtenues sont exploitées en combinaison avec d'autres sources de données telles que des données météorologiques, des données historiques, des données de mesures électriques ou de température effectuées directement au niveau d'un panneau individuel, afin d'améliorer encore l'efficacité de la méthode selon l'invention.
Dans un mode de réalisation particulier, lorsque la mesure est effectuée directement au niveau de l'onduleur, on ne met en court-circuit qu'un nombre réduit de panneaux afin de ne pas exposer l'onduleur à une tension trop faible. De préférence, le délai entre la mise en court-circuit des panneaux et la mesure est choisi afin que l'inertie, de l'ordre de la milliseconde ou plus, de l'onduleur, ne puisse pas perturber la mesure. Les panneaux ayant été mis en court-circuit peuvent être reconnectés immédiatement après la mesure.
Dans un mode de réalisation particulier, lorsque la mesure est réalisée dans un dispositif séparé de l'onduleur, on peut mettre simultanément en court circuit un grand nombre de panneaux, préférentiellement tous les panneaux sauf un panneau, pendant une durée très limitée, de l'ordre de la microseconde, et on peut effectuer une mesure électrique sans que l'onduleur n'ait eu le temps d'être perturbé, en raison de son inertie. Les panneaux sont reconnectés immédiatement après la mesure.
Dans un mode de réalisation particulier, on fait varier la charge de manière à obtenir des points de mesure correspondant à différents points de fonctionnement, i.e. de points dans le diagramme U-l. Ceci peut permettre d'obtenir un diagnostic plus précis des dysfonctionnements.
Dans un mode de réalisation particulier, on ne se contente pas de mesures électriques en régime stationnaire, mais on effectue des mesures dynamiques du régime transitoire. Les constantes de temps obtenues et l'allure des cinétiques peuvent améliorer la précision des diagnostics.
Dans une variante, on relève l'évolution au cours du temps du point de fonctionnement tel qu'il est calculé et imposé par l'onduleur.
Un premier avantage de la méthode et du dispositif selon l'invention est son coût de revient, liée à une division par 10, 50 ou plus du nombre de systèmes de mesure, de modulation et de communication à utiliser par rapport aux solutions de l'état de l'art, aux fins d'obtenir les mêmes mesures au niveau d'un panneau. Ceci le rend utilisable dans de très grandes centrales solaires et, permet, pour la première fois, d'obtenir pour ces centrales comprenant des dizaines ou des centaines de milliers de panneaux, des mesures de caractéristiques électriques au niveau de chaque panneau et donc d'obtenir des diagnostics précis permettant d'optimiser rapidement le fonctionnement de tout système photovoltaïque en intervenant sur des panneaux précis.
Un deuxième avantage de la méthode et du dispositif selon l'invention est sa grande robustesse, qui lui confère une durabilité importante sans besoin de maintenance et sans risque de défaillance.
L'invention s'appuie sur l'infrastructure traditionnelle des systèmes photovoltaïques, et notamment sur l'infrastructure des grandes centrales solaires existantes. Il présente donc l'avantage d'être directement et rapidement applicable à des centrales existantes dont on cherche à optimiser la production (« retrofit »).
Un autre avantage du procédé et dispositif selon l'invention est sa large compatibilité et sa grande flexibilité puisqu'il peut être associé à n'importe quel type de panneau, d'onduleur et de configuration de centrale solaire. Ces dix dernières années, l'industrie du solaire a illustré la rapidité avec lesquels ces équipements pouvaient évoluer, leur prix fluctuer et leurs fabricants disparaître rapidement. Il est donc très avantageux pour le propriétaire, l'exploitant ou l'utilisateur d'un système photovoltaïque de pouvoir bénéficier d'une solution qui ne soit pas dépendante de ces éléments.
La quantité et la richesse des données générées et utilisées par la méthode selon l'invention permettent d'obtenir des diagnostic fiables et précis.
La méthode selon l'invention permet d'optimiser la surveillance, la maintenance et le fonctionnement de nombreux types de systèmes photovoltaïques de toutes tailles. Elle est applicable tant à des systèmes, panneaux ou onduleurs existants qu'à de nouveaux systèmes, de nouveaux panneaux ou de nouveaux onduleurs.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1) Méthode de gestion pour un système photovoltaïque comprenant une pluralité de panneaux solaires caractérisée en ce qu'elle comprend la mise en place, pour chaque panneau solaire de ladite pluralité, d'un moyen de court-circuit permettant de courtcircuiter individuellement ledit panneau solaire dudit système, l'envoi de commandes à un moyen de commander à distance lesdits moyens de court-circuit, ainsi que l'obtention, par au moins un moyen de mesure, de mesures électriques issues de la production électrique globale d'un ensemble de panneaux solaires comprenant au moins ladite pluralité de panneaux solaires et caractérisée en ce que différentes mesures électriques obtenues suite à l'envoi de différentes commandes auxdits moyens de court-circuit génèrent des données sur le fonctionnement de panneaux solaires individuels dudit système.
  2. 2) Méthode selon la revendication 1 caractérisée en ce que les données obtenues sont exploitées à l'échelle de la journée pour caractériser des dysfonctionnements, en identifier les causes et suggérer des types d'interventions possibles.
  3. 3) Méthode selon la revendication 1 caractérisée en ce que les données obtenues sont exploitées à l'échelle de la seconde pour identifier des combinaisons desdites commandes susceptibles de maximiser la puissance électrique produite par le système, cette maximisation étant permise par la mise en court-circuit, au moins temporaire, d'au moins un panneau solaire.
  4. 4) Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdites données sont exploitées par les techniques de l'apprentissage automatique.
  5. 5) Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdites mesures électriques comprennent la mesure d'au moins une grandeur appartenant à l'ensemble comprenant : la tension, de l'intensité, de la puissance, du point de fonctionnement.
  6. 6) Méthode selon la revendication 5 caractérisée en ce qu'elle comprend la mesure de la cinétique d'évolution d'au moins une desdites grandeur au cours d'une durée de préférence comprise entre 1 microsecondes et 1 minute, plus préférentiellement comprise entre 1 dixième de milliseconde et 1 seconde.
    il
  7. 7) Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les mesures électriques sont effectuées directement au sein d'un onduleur.
  8. 8) Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le ratio du nombre d'envoi de commandes différentes sur le nombre de panneaux est au moins égal à 0.5, de préférence supérieur à 2, plus préférentiellement supérieur à 8.
  9. 9) Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le ratio du nombre de moyens de court-circuit mis en place sur le nombre de moyens de mesure utilisés est au moins égal à 5, de préférence supérieur à 25, plus préférentiellement supérieur à 100.
  10. 10) Dispositif de gestion pour un système photovoltaïque comprenant une pluralité de panneaux solaires caractérisée en ce qu'il comprend, (i) pour chaque panneau solaire de ladite pluralité, un moyen de court-circuit permettant de court-circuiter individuellement ledit panneau solaire dudit système, (ii) un moyen de commander à distance lesdits moyens de court-circuit, (iii) un moyen d'effectuer des mesures électriques issues de la production électrique globale d'un ensemble de panneaux solaires comprenant au moins ladite pluralité de panneaux solaires, pour différentes commandes envoyées aux moyens de court-circuit.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5957174A (ja) * 1982-09-28 1984-04-02 Ushio Inc 太陽電池の出力特性測定方法及び装置
FR2965628A1 (fr) * 2010-09-30 2012-04-06 Commissariat Energie Atomique Systeme de gestion d'un dispositif photovoltaique
FR2982373A1 (fr) * 2011-11-03 2013-05-10 Augier Dispositif d'aide a la maintenance d'une installation photovoltaique.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5957174A (ja) * 1982-09-28 1984-04-02 Ushio Inc 太陽電池の出力特性測定方法及び装置
FR2965628A1 (fr) * 2010-09-30 2012-04-06 Commissariat Energie Atomique Systeme de gestion d'un dispositif photovoltaique
FR2982373A1 (fr) * 2011-11-03 2013-05-10 Augier Dispositif d'aide a la maintenance d'une installation photovoltaique.

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