FR3086102A1 - IMPROVED SOLAR MODULE - Google Patents
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Description
DescriptionDescription
Titre de l'invention : Module solaire amélioré [0001] La présente invention se situe dans le domaine de la production d’énergie. Elle concerne un module solaire, notamment de type photovoltaïque.Title of the invention: Improved solar module The present invention is in the field of energy production. It relates to a solar module, in particular of the photovoltaic type.
[0002] Les modules photovoltaïques sont généralement composés de cellules de base. Les modules comportent couramment 60 cellules, agencées en six rangées de 10 cellules. Les cellules sont de forme carrée, avec un côté pouvant mesurer entre 125 et 165 mm. Il est possible de couper les cellules pour modifier les caractéristiques de courant et de tension des modules. Dans le cas de cellules coupées en deux, les panneaux comportent généralement 120 cellules de dimension 156 x 78 mm ou 161.7 x 80.85 mm.Photovoltaic modules are generally composed of basic cells. The modules commonly include 60 cells, arranged in six rows of 10 cells. The cells are square, with a side that can measure between 125 and 165 mm. It is possible to cut the cells to modify the current and voltage characteristics of the modules. In the case of cells cut in half, the panels generally comprise 120 cells of dimension 156 x 78 mm or 161.7 x 80.85 mm.
[0003] Les cellules d’un module peuvent être arrangées selon différentes configurations. Dans les modules les plus simples, elles forment une chaîne unique de cellules en série. Il existe également des modules comportant plusieurs chaînes de cellules en parallèle. Ceci permet de réduire les pertes par effet Joule en diminuant le niveau de courant circulant dans les connecteurs entre les cellules. Ceci peut aussi permettre de lutter contre les problèmes d’ombrage. En effet lorsque les cellules d’un module sont toutes agencées en série, le courant du module correspond au courant de la cellule par laquelle passe le courant le plus faible. Il suffit donc qu’une seule cellule soit ombragée pour que la performance du module tout entier soit affectée. L’usage de chaînes agencées en parallèle permet de partager le courant du module dans plusieurs chaînes afin de limiter ce problème. Toutefois si par exemple le module comporte deux chaînes, et si le courant d’une des chaînes est annulé à cause d’une de ses cellules, le courant total du module sera divisé par deux. Pour résoudre ce problème, certains modules comportent des diodes de dérivation, qui permettent de court-circuiter une chaîne, et ainsi de préserver le courant total du module. Un système intelligent d’optimisation des performances du module permet de décider en temps réel l’activation ou non d’une diode de dérivation.The cells of a module can be arranged in different configurations. In the simplest modules, they form a single chain of cells in series. There are also modules with several chains of cells in parallel. This reduces losses by the Joule effect by reducing the level of current flowing in the connectors between the cells. This can also help to combat shading problems. When the cells of a module are all arranged in series, the current of the module corresponds to the current of the cell through which the weakest current passes. It is therefore sufficient that a single cell is shaded for the performance of the entire module to be affected. The use of chains arranged in parallel makes it possible to share the current of the module in several chains in order to limit this problem. However if for example the module has two chains, and if the current of one of the chains is canceled because of one of its cells, the total current of the module will be divided by two. To solve this problem, some modules include bypass diodes, which short-circuit a chain, and thus preserve the total current of the module. An intelligent module performance optimization system makes it possible to decide in real time whether or not to activate a bypass diode.
[0004] Le secteur de l’énergie solaire étant en plein développement, il existe différentes solutions combinant des demi-cellules et des arrangements particuliers de demicellules dans des modules, dans le but d’optimiser les performances des modules.The solar energy sector is in full development, there are different solutions combining half-cells and special arrangements of half-cells in modules, in order to optimize the performance of the modules.
[0005] Le document CN104835874 propose un module comportant des demi-cellules, lesquelles sont disposées en série sur deux chaînes montées en parallèle. Le courant à l’intérieur des demi-cellules est divisé par deux, ce qui diminue les pertes résistives et permet d’optimiser le rendement du module. Toutefois, les arrangements proposés comportent des problèmes. L’arrangement illustré en fig. 10 présente l’inconvénient de ne pas disposer les extrémités des chaînes sur le même côté du module. L’arrangement illustré en fig. 12, quant à lui, est difficile à fabriquer, notamment en raison de l’élément à placer au milieu du module. De plus ces arrangements ne modifient pas fondamentalement les caractéristiques électriques globales du module et n’apportent donc pas d’amélioration par rapport à un module classique.Document CN104835874 proposes a module comprising half-cells, which are arranged in series on two chains mounted in parallel. The current inside the half-cells is halved, which reduces the resistive losses and optimizes the module efficiency. However, the proposed arrangements have problems. The arrangement illustrated in fig. 10 has the disadvantage of not having the ends of the chains on the same side of the module. The arrangement illustrated in fig. 12, on the other hand, is difficult to manufacture, in particular because of the element to be placed in the middle of the module. In addition, these arrangements do not fundamentally modify the overall electrical characteristics of the module and therefore do not provide any improvement compared to a conventional module.
[0006] Un objet de la présente invention est de proposer un module solaire permettant de produire de l’électricité de façon plus performante, plus simple et moins coûteuse.An object of the present invention is to provide a solar module for producing electricity in a more efficient, simpler and less costly manner.
[0007] Un autre objet de la présente invention est de proposer un module solaire dont l’intégration dans une centrale solaire permet d’obtenir une centrale solaire simplifiée et moins coûteuse.Another object of the present invention is to provide a solar module whose integration into a solar power plant makes it possible to obtain a simplified and less expensive solar power plant.
[0008] La présente invention a pour objet de répondre au moins en partie aux objets précités en proposant un module solaire permettant de produire la même puissance électrique avec une tension plus faible. A cet effet, elle propose un module solaire comprenant des chaînes, chaque chaîne comportant des cellules reliées électriquement en série, caractérisé en ce qu’il comprend au moins trois chaînes aller disposées entre une borne d’entrée sur une première extrémité dudit module et une borne intermédiaire à l’autre extrémité dudit module, lesdites chaînes aller étant reliées électriquement en parallèle entre elles, et au moins trois chaînes retour disposées entre ladite borne intermédiaire et une borne de sortie sur la première extrémité dudit module, lesdites chaînes retour étant reliées électriquement en parallèle entre elles.The present invention aims to respond at least in part to the aforementioned objects by providing a solar module for producing the same electrical power with a lower voltage. To this end, it offers a solar module comprising chains, each chain comprising cells electrically connected in series, characterized in that it comprises at least three outward chains arranged between an input terminal on a first end of said module and a intermediate terminal at the other end of said module, said forward chains being electrically connected in parallel with each other, and at least three return chains arranged between said intermediate terminal and an output terminal on the first end of said module, said return chains being electrically connected in parallel with each other.
[0009] Grâce à ces dispositions, le module est simple de fabrication, tout en offrant une sensibilité réduite aux ombrages et des meilleures performances de production d’électricité. Ce module peut également permettre d’économiser des câbles et de simplifier la centrale solaire dans lequel il est intégré, grâce à sa tension plus faible pour une même puissance électrique, qui permet un branchement en série d’un plus grand nombre de modules.Thanks to these provisions, the module is simple to manufacture, while offering reduced sensitivity to shading and better electricity production performance. This module can also save cables and simplify the solar power plant in which it is integrated, thanks to its lower voltage for the same electrical power, which allows a series connection of a larger number of modules.
[0010] Selon d’autres caractéristiques :According to other characteristics:
lesdites cellules peuvent être des demi-cellules de base, ce qui permet d’optimiser encore la production d’énergie et d’obtenir un module facilement intégrable dans une centrale solaire existante.said cells can be basic half-cells, which makes it possible to further optimize the production of energy and to obtain a module that can easily be integrated into an existing solar power plant.
chaque chaîne peut comporter entre 18 et 25 cellules, ce qui est un moyen simple et performant de réalisation de l’invention, ledit module solaire peut comporter une diode de dérivation disposée entre ladite borne d’entrée et ladite borne intermédiaire, et une diode de dérivation disposée entre ladite borne intermédiaire et ladite borne de sortie, ceci constituant une solution simple et peu chère permettant de court-circuiter une partie du module ne captant pas suffisamment d’énergie, afin d’éviter de faire chuter le courant du module tout entier ; on peut ainsi, avec seulement deux diodes de dérivation, obtenir un module ayant une plus faible sensibilité aux ombrages que les solutions de l’état de la technique qui utilisent pourtant trois diodes de dérivation par module, ledit module solaire peut comporter deux boîtiers dans chacun desquels est disposée une diode de dérivation, ceci permettant de limiter leur échauffement et de les placer aux endroits les plus adéquats pour économiser de la longueur de câble, ledit module solaire peut comporter un seul boîtier dans lequel sont disposées les deux diodes de dérivation, ceci constituant un mode de réalisation plus simple, lesdites cellules peuvent être des cellules bi faciales, c’est-à-dire capables de capter la lumière par l’avant et par l’arrière du module, permettant ainsi, selon la disposition des modules, un gain supplémentaire de productivité ; de plus, l’arrière du module étant beaucoup plus ombragée que l’avant, une plus faible sensibilité aux ombrages est encore plus bénéfique pour la partie de la lumière captée par l’arrière du module.each chain can comprise between 18 and 25 cells, which is a simple and efficient means of carrying out the invention, said solar module can comprise a bypass diode disposed between said input terminal and said intermediate terminal, and a diode of bypass disposed between said intermediate terminal and said output terminal, this constituting a simple and inexpensive solution making it possible to short-circuit a part of the module that does not capture enough energy, in order to avoid causing the current of the entire module to drop ; it is thus possible, with only two bypass diodes, to obtain a module having a lower sensitivity to shading than the solutions of the state of the art which nevertheless use three bypass diodes per module, said solar module can comprise two boxes in each of which a bypass diode is arranged, this making it possible to limit their heating and to place them in the most suitable places to save cable length, said solar module may comprise a single housing in which the two bypass diodes are arranged, this constituting a simpler embodiment, said cells can be bi-facial cells, that is to say capable of capturing light from the front and from the rear of the module, thus making it possible, depending on the arrangement of the modules, additional productivity gain; moreover, the rear of the module being much more shaded than the front, a lower sensitivity to shading is even more beneficial for the part of the light captured by the rear of the module.
[0011] La présente invention concerne également un dispositif solaire comportant une pluralité de modules selon l’invention, lesdits modules étant reliés électriquement en série entre eux, et connectés par une extrémité de la série à un onduleur.The present invention also relates to a solar device comprising a plurality of modules according to the invention, said modules being electrically connected in series with one another, and connected by one end of the series to an inverter.
[0012] Grâce à ces dispositions, les avantages du module selon l’invention peuvent bénéficier à une centrale solaire, dans laquelle la quantité de câbles reliant les modules à l’onduleur peut être réduite.Thanks to these provisions, the advantages of the module according to the invention can benefit a solar power plant, in which the amount of cables connecting the modules to the inverter can be reduced.
[0013] La présente invention concerne enfin un procédé de fabrication d’un module solaire selon l’invention, comportant les étapes suivantes :The present invention finally relates to a method for manufacturing a solar module according to the invention, comprising the following steps:
disposition d’une pluralité de cellules selon au moins six rangées, connexion desdites cellules en série le long desdites rangées pour former au moins trois chaînes aller et au moins trois chaînes retour, connexion en parallèle des au moins trois chaînes aller, connexion en parallèle des au moins trois chaînes retour, connexion en série des chaînes aller et des chaînes retour.arrangement of a plurality of cells in at least six rows, connection of said cells in series along said rows to form at least three outward chains and at least three return chains, parallel connection of at least three outward chains, parallel connection of at least three return strings, serial connection of outward and return strings.
[0014] Grâce à ces dispositions, un module selon l’invention peut être fabriqué de façon simple et efficace.Thanks to these provisions, a module according to the invention can be manufactured in a simple and efficient manner.
[0015] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence aux figures annexées dans lesquelles :The present invention will be better understood on reading the detailed description which follows, with reference to the appended figures in which:
[0016] [fig.l] est une vue schématique d’un module selon un mode préféré de réalisation de l’invention.[Fig.l] is a schematic view of a module according to a preferred embodiment of the invention.
[0017] Le module selon l’invention comporte des chaînes 1, chaque chaîne 1 comprenant une pluralité de cellules 2 reliées électriquement en série. Les cellules 2 peuvent être mono faciales, ne captant la lumière que par leur face supérieure, ou bifaciales, captant la lumière par leur face supérieure et par leur face inférieure, permettant de capter de la lumière réfléchie après un passage entre les interstices de l’installation.The module according to the invention comprises chains 1, each chain 1 comprising a plurality of cells 2 electrically connected in series. The cells 2 can be mono-facial, capturing light only by their upper face, or bifacial, capturing light by their upper face and by their lower face, making it possible to capture reflected light after passing between the interstices of the installation.
[0018] Le module comporte une borne d’entrée 3 et une borne de sortie 4, situés à une première extrémité du module, et une borne intermédiaire 5 située à l’autre extrémité du module.The module includes an input terminal 3 and an output terminal 4, located at a first end of the module, and an intermediate terminal 5 located at the other end of the module.
[0019] L’ensemble des chaînes 1 se compose de trois chaînes aller la reliées électriquement en parallèle, s’étendant entre la borne d’entrée 3 et la borne intermédiaire 5, et trois chaînes retour 1b reliées électriquement en parallèle et s’étendant entre la borne intermédiaire 5 et la borne de sortie 4.The set of chains 1 consists of three outgoing chains connected electrically in parallel, extending between the input terminal 3 and the intermediate terminal 5, and three return chains 1b electrically connected in parallel and extending between the intermediate terminal 5 and the output terminal 4.
[0020] De par cet arrangement des cellules 2 à l’intérieur du module, les caractéristiques électriques du module diffèrent de celles d’un module classique. En effet dans un module classique dont toutes les cellules sont en série, le courant du module est égal au courant d’une cellule. Or de par l’arrangement en deux groupes de trois chaînes parallèles, le courant des trois chaînes s’additionne dans les bornes d’entrée 3, de sortie 4 et intermédiaire 5. Le courant maximal théorique du module selon l’invention est donc trois fois plus important que dans un module classique à une seule chaîne. La tension d’une chaîne correspond à la somme des tensions de toutes ses cellules 2. En branchant trois chaînes identiques en parallèle entre les bornes d’entrée 3 et intermédiaire 5, on obtient une tension égale à la somme des tensions d’une chaîne, ce qui représente une tension valant le tiers de celle qu’on obtiendrait en branchant les trois chaînes en série.By this arrangement of cells 2 inside the module, the electrical characteristics of the module differ from those of a conventional module. Indeed, in a conventional module in which all the cells are in series, the current of the module is equal to the current of a cell. However, by the arrangement in two groups of three parallel chains, the current of the three chains is added to the input 3, output 4 and intermediate 5 terminals. The theoretical maximum current of the module according to the invention is therefore three times more important than in a classic single chain module. The tension of a chain corresponds to the sum of the tensions of all its cells 2. By connecting three identical chains in parallel between the input 3 and intermediate 5 terminals, one obtains a tension equal to the sum of the tensions of a chain , which represents a voltage worth a third of that which would be obtained by connecting the three chains in series.
[0021] Dans un mode de réalisation préféré, les cellules 2 sont des demi-cellules de base. On entend par cellule de base une cellule de taille standard, de 156x 156 mm. Une demicellule de base a donc une taille de 156 x 78 mm. Les cellules de base peuvent également être des cellules de taille 125 x 125 mm, 156.75 x 156.75 mm, 157.25 x 157.25 mm ou de 161.7 x 161.7mm, sans sortir du cadre de la présente invention. Le courant maximal théorique d’une demi-cellule de base est proportionnel à sa surface. Le courant maximal théorique d’une demi-cellule est donc égal à la moitié de celui d’une cellule de base. En ce qui concerne la tension, elle dépend de la nature des couches de matériaux composant la cellule, et reste donc la même, que ce soit aux bornes d’une cellule de base ou d’une demi cellule de base.In a preferred embodiment, the cells 2 are basic half-cells. By basic cell is meant a standard size cell, 156x156 mm. A basic half cell therefore has a size of 156 x 78 mm. The basic cells can also be cells of size 125 x 125 mm, 156.75 x 156.75 mm, 157.25 x 157.25 mm or 161.7 x 161.7mm, without departing from the scope of the present invention. The theoretical maximum current of a basic half-cell is proportional to its surface. The theoretical maximum current of a half-cell is therefore equal to half that of a basic cell. As for the voltage, it depends on the nature of the layers of materials making up the cell, and therefore remains the same, whether it is at the terminals of a basic cell or of a basic half cell.
[0022] Un module selon l’invention dans lequel les cellules 2 sont des demi-cellules de base, comporte deux fois plus de demi cellules 2 qu’un module classique dans lequel les cellules 2 sont des cellules de base, pour une surface donnée, par exemple de 1 m x 1,6 m.A module according to the invention in which cells 2 are basic half-cells, comprises twice as many half-cells 2 as a conventional module in which cells 2 are basic cells, for a given surface , for example 1 mx 1.6 m.
[0023] Si on considère qu’une cellule de base produit un courant Io avec une tension Vo, un module selon l’état de la technique, avec 60 cellules de base branchées en série avec six chaînes de 10 cellules de base, produit un courant Io avec une tension de 60 x Vo. Il en est de même avec des modules comportant six chaînes de 20 demi cellules de base chacune, les six chaînes étant branchées en parallèle deux par deux.If we consider that a basic cell produces a current I o with a voltage V o , a module according to the state of the art, with 60 basic cells connected in series with six chains of 10 basic cells, produces a current I o with a voltage of 60 x V o . It is the same with modules comprising six chains of 20 basic half cells each, the six chains being connected in parallel two by two.
[0024] En comparaison, un module de la même taille selon l’invention sera alors constitué de six chaînes 1, constituées chacune de 20 demi cellules de base 2 branchées en série, lesdites chaînes 1 étant branchées en parallèle 3 par 3.In comparison, a module of the same size according to the invention will then consist of six chains 1, each consisting of 20 base half-cells 2 connected in series, said chains 1 being connected in parallel 3 by 3.
[0025] Chacune des chaînes 1 produit alors un courant de 0,5 x Io avec une tension de 20 x Vo.Each of the chains 1 then produces a current of 0.5 x I o with a voltage of 20 x V o .
[0026] Un ensemble de trois chaînes en parallèle produit un courant de 1,5 x Io avec une tension de 20 x Vo.A set of three chains in parallel produces a current of 1.5 x I o with a voltage of 20 x V o .
[0027] Le module produit alors un courant de 1,5 x Io avec une tension de 40 x Vo.The module then produces a current of 1.5 x I o with a voltage of 40 x V o .
[0028] Cela représente un courant 1,5 x plus élevé avec une tension 1,5 x plus basse qu’un module de l’état de la technique. On obtient donc la même puissance avec une tension plus faible.This represents a 1.5 x higher current with a voltage 1.5 x lower than a module of the state of the art. The same power is therefore obtained with a lower voltage.
[0029] L’usage de demi-cellules permet d’obtenir des caractéristiques globales du module moins éloignées des caractéristiques d’un module classique. Ceci permet une intégration plus facile avec les équipements existants, notamment les onduleurs, les diodes éventuelles, etc... qui ne supportent pas tous des courants très élevés.The use of half-cells makes it possible to obtain overall characteristics of the module that are less distant from the characteristics of a conventional module. This allows easier integration with existing equipment, in particular inverters, possible diodes, etc ... which do not all support very high currents.
[0030] La baisse de la tension du module permet d’augmenter le nombre de modules branchés en série sur un même onduleur, du fait qu’un tel onduleur présente une capacité limitée en tension. On réduit donc le nombre d’onduleurs pour une puissance donnée, et donc le coût global d’une installation solaire. La longueur de câble nécessaire est également réduite, ce qui simplifie l’installation et permet de réduire les coûts. De plus la réduction de la longueur de câble permet de réduire les pertes par effet Joule, et fait plus que compenser l’augmentation de l’intensité. On peut ainsi améliorer les performances énergétiques globales de l’installation.The drop in module voltage makes it possible to increase the number of modules connected in series on the same inverter, because such an inverter has a limited voltage capacity. We therefore reduce the number of inverters for a given power, and therefore the overall cost of a solar installation. The required cable length is also reduced, which simplifies installation and saves costs. In addition, the reduction in cable length reduces the Joule effect losses, and more than compensates for the increase in intensity. This can improve the overall energy performance of the installation.
[0031] Dans une installation solaire, notamment de type photovoltaïque, les modules sont habituellement disposés en plusieurs lignes parallèles entre elles. Les modules sont de préférence orientés vers le soleil, afin de capter le plus d’énergie lumineuse possible au cours de la journée. Dans ces conditions, à certains moments de la journée, les modules forment une zone d’ombre sur les modules situés derrière eux. Cette ombre s’étend sur une partie basse du module, en-dessous d’un certain niveau. Les modules, souvent rectangulaires, sont disposés de manière à ce que leur grand côté soit à l’horizontale, de sorte que la partie basse d’un module corresponde à une chaîne de cellules branchées en série entre elles. L’exemple de réalisation représenté en fig. 1 est représenté tourné de 90° par rapport à son implantation préférée, pour des besoins de format de page. Une disposition grand côté à la verticale peut être envisagée aussi dans des situations où l’ombrage serait vertical, sans sortir du cadre de la présente invention.In a solar installation, in particular of the photovoltaic type, the modules are usually arranged in several lines parallel to each other. The modules are preferably oriented towards the sun, in order to capture as much light energy as possible during the day. Under these conditions, at certain times of the day, the modules form a gray area on the modules located behind them. This shadow extends over a lower part of the module, below a certain level. The modules, often rectangular, are arranged so that their long side is horizontal, so that the lower part of a module corresponds to a chain of cells connected in series with each other. The embodiment shown in fig. 1 is shown rotated 90 ° relative to its preferred location, for page format needs. A long vertical arrangement can also be envisaged in situations where the shading would be vertical, without departing from the scope of the present invention.
[0032] Dans le cas du module selon l’invention, la zone ombragée correspondrait d’abord à une chaîne 1, puis s’étendrait vers le haut, chaîne 1 par chaîne 1. L’arrangement des cellules 2, représenté dans un mode de réalisation préféré en fig. 1, permet de réduire la sensibilité du module aux problèmes d’ombrage. En effet si une seule chaîne est à l’ombre, le courant parcourant les chaînes parallèles ne sera pas affecté, et les per formances du module seront moins dégradées que si toutes les cellules étaient en série. Par exemple si une des chaînes ne produit pas d’énergie et que son courant est nul, le courant total du module ne sera réduit que d’un tiers, alors qu’il serait totalement annulé si toutes les cellules avaient été reliées en série.In the case of the module according to the invention, the shaded area would first correspond to a chain 1, then extend upwards, chain 1 by chain 1. The arrangement of cells 2, represented in a mode preferred embodiment in fig. 1, reduces the module's sensitivity to shading problems. Indeed if a single chain is in the shade, the current flowing through the parallel chains will not be affected, and the performance of the module will be less degraded than if all the cells were in series. For example if one of the chains does not produce energy and its current is zero, the total current of the module will only be reduced by a third, whereas it would be completely canceled if all the cells had been connected in series.
[0033] Cette réduction de la sensibilité du module aux ombrages permet de disposer les lignes de modules plus proches les unes des autres, et ainsi de disposer plus de modules et de capter plus d’énergie solaire dans un espace donné.This reduction in the sensitivity of the module to shading makes it possible to arrange the lines of modules closer to one another, and thus to have more modules and to capture more solar energy in a given space.
[0034] Les chaînes 1 comportent de préférence toutes un nombre identique de cellules 2, ledit nombre étant par exemple compris entre 18 et 25 cellules 2 par chaîne 1.The chains 1 preferably all include an identical number of cells 2, said number being for example between 18 and 25 cells 2 per chain 1.
[0035] Le module selon l’invention peut comporter des diodes de dérivation 6. Il comporte de préférence une diode de dérivation 6 entre la borne d’entrée 3 et la borne intermédiaire 5, et une borne de dérivation 6 entre la borne intermédiaire 5 et la borne de sortie 4. Lorsqu’une diode 6 est activée, un des groupes de trois chaînes 1 est courtcircuité, ce qui revient à désactiver une moitié du panneau. Les modules classiques comportent habituellement trois diodes de dérivation. Dans la présente invention, l’arrangement particulier des cellules permet de n’utiliser que deux diodes 6 tout en améliorant les performances énergétiques par ailleurs. Ceci permet de réduire la complexité et les coûts de fabrication du module.The module according to the invention may include bypass diodes 6. It preferably includes a bypass diode 6 between the input terminal 3 and the intermediate terminal 5, and a bypass terminal 6 between the intermediate terminal 5 and the output terminal 4. When a diode 6 is activated, one of the groups of three chains 1 is short-circuited, which amounts to deactivating half of the panel. Conventional modules usually have three bypass diodes. In the present invention, the particular arrangement of the cells makes it possible to use only two diodes 6 while also improving energy performance. This reduces the complexity and the manufacturing costs of the module.
[0036] Les bornes d’entrée 3 et de sortie 4 étant disposées sur le même côté du module, il suffit de ramener un câble 7 de la borne intermédiaire vers ce côté pour pouvoir placer les diodes 6 très proches l’une de l’autre. Il est alors possible de les placer dans un seul boîtier de jonction unique ou de préférence dans deux boîtiers. L’usage de deux boîtiers distincts permet de mieux dissiper la chaleur, le module selon l’invention opérant à un courant important. Ceci permet également, en choisissant judicieusement la position de chaque boîtier, d’utiliser des câbles plus courts, et de réduire ainsi les coûts et les pertes énergétiques.The input 3 and output 4 terminals being arranged on the same side of the module, it suffices to bring a cable 7 from the intermediate terminal to this side in order to be able to place the diodes 6 very close to one of the other. It is then possible to place them in a single single junction box or preferably in two boxes. The use of two separate housings allows heat to be dissipated better, the module according to the invention operating at a high current. This also makes it possible, by choosing the position of each box wisely, to use shorter cables, and thus reduce costs and energy losses.
[0037] Plusieurs modules selon l’invention peuvent être reliés électriquement et disposés dans un dispositif solaire, un tel dispositif pouvant bénéficier des avantages en termes d’économies de câblage évoqués ci-dessus.Several modules according to the invention can be electrically connected and arranged in a solar device, such a device being able to benefit from the advantages in terms of wiring savings mentioned above.
[0038] Exemple de réalisation [0039] Considérons une intensité de la cellule de base de Io = 8 A, avec une tension Vo = 0,6 V.Example of embodiment Let us consider an intensity of the basic cell of I o = 8 A, with a voltage V o = 0.6 V.
[0040] Un module de l’état de la technique comprenant 60 cellules branchées en série produit alors une intensité de 8 A avec une tension de 36 V.A state-of-the-art module comprising 60 cells connected in series then produces an intensity of 8 A with a voltage of 36 V.
[0041] Considérant un onduleur de capacité 1000 V, cela permet de brancher en théorie 27, dans la pratique 23 modules en série sur un tel onduleur, pour tenir compte d’une augmentation de la tension en fonctionnement par grand froid.Considering an inverter with a capacity of 1000 V, this makes it possible to connect in theory 27, in practice 23 modules in series on such an inverter, to take account of an increase in the voltage in operation in very cold weather.
[0042] Un module équivalent selon l’invention comprenant des demi cellules de base produit une intensité de 12 A, avec une tension de 24 V.An equivalent module according to the invention comprising basic half-cells produces an intensity of 12 A, with a voltage of 24 V.
[0043] On peut donc brancher en théorie 40, dans la pratique 37 modules selon l’invention sur le même onduleur.We can therefore connect in theory 40, in practice 37 modules according to the invention on the same inverter.
[0044] En plus de réduire le nombre d’onduleurs, cela réduit également la longueur globale des câbles. En effet les onduleurs sont généralement installés dans une armoire, à une certaine distance des modules. Il faut donc d’autant plus de câbles qu’il y a plus d’ensemble de modules branchés en série.In addition to reducing the number of inverters, it also reduces the overall length of the cables. Indeed, the inverters are generally installed in a cabinet, at a certain distance from the modules. So more cables are needed than there are more sets of modules connected in series.
[0045] Par ailleurs les diodes de dérivation 6 courantes peuvent absorber un courant maximal de 15 A à 20 A. Le module selon l’invention produisant 12 A à 15 A suivant la technologie de cellule conserve une marge de sécurité suffisante pour un fonctionnement industriel. Un des avantages de prévoir un boîtier individuel par diode 6 est ainsi qu’on améliore la dissipation de la chaleur, et donc la marge de sécurité disponible.Furthermore the current bypass diodes 6 can absorb a maximum current of 15 A to 20 A. The module according to the invention producing 12 A to 15 A according to the cell technology retains a sufficient safety margin for industrial operation . One of the advantages of providing an individual box per diode 6 is thus that it improves the dissipation of heat, and therefore the margin of safety available.
[0046] Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de réalisation particuliers, elle n’est nullement limitative de la portée de l’invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d’équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques développées ci-dessus.Although the above description is based on particular embodiments, it is in no way limitative of the scope of the invention, and modifications can be made, in particular by substitution of technical equivalents or by combination different from all or part of the characteristics developed above.
Claims (1)
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| FR1871040A FR3086102B1 (en) | 2018-09-14 | 2018-09-14 | IMPROVED SOLAR MODULE |
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| FR1871040A Active FR3086102B1 (en) | 2018-09-14 | 2018-09-14 | IMPROVED SOLAR MODULE |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023208629A1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-11-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. | Solar-cell module |
Citations (3)
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| DE102012207168A1 (en) * | 2012-04-30 | 2013-10-31 | Solarworld Innovations Gmbh | Photovoltaic module has series-connected string assemblies which consist of parallel-connected strings comprising solar cells that are respectively parallel to one another in string assemblies |
| CN104835874A (en) | 2014-09-05 | 2015-08-12 | 安阳高新区生产力促进中心 | Production method of half-cell photovoltaic assembly |
| CN104868841A (en) * | 2015-05-22 | 2015-08-26 | 协鑫集成科技股份有限公司 | Solar cell module |
-
2018
- 2018-09-14 FR FR1871040A patent/FR3086102B1/en active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3086102B1 (en) | 2022-07-01 |
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