WO2011157789A1 - Diagnostic d'un dispositif photovoltaique - Google Patents

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WO2011157789A1
WO2011157789A1 PCT/EP2011/060022 EP2011060022W WO2011157789A1 WO 2011157789 A1 WO2011157789 A1 WO 2011157789A1 EP 2011060022 W EP2011060022 W EP 2011060022W WO 2011157789 A1 WO2011157789 A1 WO 2011157789A1
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WO
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photovoltaic
diagnostic
measuring
photovoltaic device
diagnostic device
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Application number
PCT/EP2011/060022
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English (en)
Inventor
Jens Merten
Jean-Luc Martin
Guillaume Razongles
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Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a method for diagnosing or monitoring the operation of a photovoltaic device, such as a single photovoltaic cell or module or a photovoltaic production plant. It also relates to a device for diagnosing or monitoring the operation of a photovoltaic device implementing such a method, as well as a diagnostic system for a photovoltaic device and a photovoltaic power plant using at least one such diagnostic device. .
  • the characterization of a photovoltaic element comprises, for example, the determination of its nominal power and of its nominal short-circuit current, according to standard methods and / or conditions, and the determination of its productivity according to the known method MotherPV, as described in publishing Guerin Montgareuil "Description of MotherPV, the new method Developed at INES / CEA for the assessment of the energy output of photovoltaic modules" on the occasion of the 22 th European conference on photovoltaic energy in Milan September 2007.
  • MotherPV the new method Developed at INES / CEA for the assessment of the energy output of photovoltaic modules" on the occasion of the 22 th European conference on photovoltaic energy in Milan September 2007.
  • Such a characterization is done today in complex test conditions, with complex devices on test benches for example.
  • the monitoring of a photovoltaic power plant also uses the individual characterization of the photovoltaic modules that compose it, but also requires additional diagnostics. For example, it is useful to measure the illumination or the sunshine to diagnose the interest to install a photovoltaic power station on a certain site, or to diagnose the operation of a photovoltaic power station already installed on a certain site. For this, it is known to use a photovoltaic cell called reference cell, which is short-circuited and dedicated to the desired diagnosis. This method however remains imprecise since such a cell is in a different operating situation from the other cells to be diagnosed.
  • a general object of the invention is to provide an improved solution that meets the disadvantages of the state of the art.
  • the invention is based on a method for diagnosing a photovoltaic device, characterized in that it comprises a step of connecting the photovoltaic device to a diagnostic device, its maintenance in a maximum power operation by the device diagnostic circuit and a step of measuring at least one electrical quantity of the photovoltaic device by the diagnostic device.
  • the step of measuring at least one electrical quantity of the photovoltaic device may comprise the following steps:
  • the method may comprise an additional temperature measurement step and the step of measuring at least one electrical quantity of the photovoltaic device by the diagnostic device may comprise an additional step of correcting the measurement as a function of the temperature.
  • the method may include a method of characterizing a photovoltaic module, which comprises the following steps:
  • Iref.nom is the nominal current of the reference cell.
  • the method may include a method of characterizing a photovoltaic module, which comprises the following steps:
  • the diagnostic method may comprise a method for characterizing the relative efficiency of a photovoltaic module, which comprises a step of determining the relative power (p) and / or the relative short-circuit current (i) for an illumination given by the following formulas:
  • Pnom is the nominal power and l cc , the nominal short-circuit current of the photovoltaic module.
  • the step of determining the relative power (p) can be repeated for several different illuminations.
  • the diagnostic method may further include the following steps: measurement of the instantaneous power of a reference photovoltaic module linked to the diagnostic device,
  • the method of diagnosis of a photovoltaic device may comprise a step of repetition of the measurements over a predefined period, and / or storage of one or more measured and / or calculated data on a memory and / or a display of measured data and / or calculated on a screen of the diagnostic device and / or a data transmission measured and / or calculated by a communication interface of the diagnostic device and / or a measurement of the ambient temperature and / or the photovoltaic device.
  • the invention also relates to a device for diagnosing a photovoltaic device, characterized in that it comprises a DC / DC converter combined with a resistor connected to the output of the DC / DC converter or a variable resistor, and a microprocessor capable of maintaining a photovoltaic device connected to the DC / DC converter or to the variable resistor by terminals of the diagnostic device in a maximum power operation, and in that it comprises at least one measuring device suitable for the measurement of an electrical quantity of a photovoltaic device connected to the DC / DC converter or to the variable resistor across the terminals of the diagnostic device.
  • the diagnostic device may further include any or all of the following:
  • a device for measuring the voltage across the device a device for measuring the current between a terminal and the DC / DC converter;
  • thermometer for measuring the ambient temperature and / or the photovoltaic device
  • one or more switches for short circuiting the photovoltaic device.
  • the microprocessor may comprise software that implements the diagnostic method of the photovoltaic device as described above.
  • the invention also relates to a diagnostic system of a photovoltaic device, characterized in that it comprises a diagnostic device of a photovoltaic device as described above and a photovoltaic module connected to the terminals of the diagnostic device.
  • the diagnostic system of a photovoltaic device may comprise a cell connected to the diagnostic device or a reference module connected to another diagnostic device itself connected to the diagnostic device, the diagnostic device implementing a characterization process. of a photovoltaic module as described above or may comprise a connection of the diagnostic device with a photovoltaic plant and a reference photovoltaic module, the diagnostic device implementing a diagnostic method as described above.
  • the invention also relates to a photovoltaic production plant, characterized in that it comprises a diagnostic device of a photovoltaic device as described above.
  • FIG. 2 represents an application of the diagnostic device of a photovoltaic device according to the embodiment of the invention in a first diagnostic system enabling the characterization of a photovoltaic device.
  • FIG. 3 represents an application of the diagnostic device of a photovoltaic device according to the embodiment of the invention in a second diagnostic system enabling the characterization of a photovoltaic device.
  • FIG. 4 represents an application of the diagnostic device of a photovoltaic device according to the embodiment of the invention in a third diagnostic system enabling the productivity measurement of a photovoltaic device.
  • FIG. 5 represents an application of the diagnostic device of a photovoltaic device according to the embodiment of the invention in a fourth diagnostic system for diagnosing a photovoltaic power plant.
  • FIG. 1 represents the structure of a diagnostic device 1 according to an embodiment of the invention, which is a compact device comprising a housing with different connection terminals to the outside, and possibly a screen display. It comprises a DC / DC converter 2 controlled by a microprocessor 3. This DC / DC converter 2 is connected to two terminals 4, 5 of the diagnostic device, allowing the connection of a photovoltaic device, as will be illustrated hereinafter. A voltage measuring device 6 is arranged between these two terminals 4, 5.
  • a current measuring device 7 is disposed on the electrical circuit between the DC / DC converter 2 and one of the two terminals 4, 5.
  • the two voltage measuring devices 6 and 7 are connected to the microprocessor 3 to transmit the measurements made.
  • a load resistor 8, cooled, is disposed at the output of the DC / DC converter 2. The energy produced by a photovoltaic module connected to the diagnostic device is thus dissipated.
  • the diagnostic device according to the embodiment of the invention is furthermore equipped with an interactive screen 9 and a memory 10, which makes it possible to store measured data, possibly preprocessed by the microprocessor 3.
  • the diagnostic device 1 shown also comprises other elements allowing the implementation of additional, advantageous and optional functions.
  • the device comprises a second converter 1 1 linked to an output 14 and a third converter 12 linked to an output 15, both controlled by the microprocessor 3. It comprises a fourth converter 13 connected to a terminal 16 of the device is controlled from even by the microprocessor 3.
  • the device comprises a communication interface 17 via a terminal 18 of the device, adapted for connection with an external communication network, for transmitting and / or receiving information from an external computer for example.
  • a diagnosis of a photovoltaic element such as a photovoltaic module for example
  • the latter is connected to a diagnostic device 1 described above through its terminals 4, 5, and the converter DC / DC 2 is controlled by the microprocessor 3 so as to maintain the operation of the photovoltaic module at the maximum power operating value, to simulate a mode of operation that is close to its actual conditions of operation. operation.
  • the energy of the photovoltaic module is then dissipated in the resistor 8.
  • a variable resistor can replace the resistor and the DC / DC converter.
  • the diagnostic device 1 thus has the advantage of constraining the operation of the photovoltaic element under usual conditions, which makes it possible to obtain the most reliable and representative diagnoses possible.
  • the microprocessor 3 thus comprises software that implements an algorithm for finding the voltage corresponding to the point of maximum power of the photovoltaic element connected to the diagnostic device, and then allowing the operation to be maintained at this voltage.
  • FIGS. 2 and 3 illustrate the use of the diagnostic device 1 in a first application of characterizing a photovoltaic module 20, by determining its nominal power P n0 m and / or its nominal short-circuit current lcc n0 m -
  • the photovoltaic module 20 is installed in a simple way outside, on a site with an orientation and an inclination allowing it to reach maximum sunshine around noon. Then, it is connected to the terminals 4 and 5 of a diagnostic device 1, the DC / DC converter 2, driven by the microprocessor 3, maintains its operation under conditions of maximum power.
  • FIG. 2 represents a first use of the diagnostic device 1 in which a reference cell 21 is likewise connected to the diagnostic device 1 via the terminal 14.
  • a similar configuration could be implemented in another application replacing the reference cell 21 with a pyranometer.
  • the microprocessor 3 of the diagnostic device 1 comprises software which, in combination with the hardware means of the diagnostic device 1, implements the method of characterizing the photovoltaic module 20, which comprises the following steps to determine its nominal power:
  • Iref.nom is the nominal current of the reference cell 21, under the standard conditions corresponding to a solar irradiation of 1000 W / m 2 .
  • the method of characterizing the photovoltaic module 20 can also implement the determination of the nominal short-circuit current of the photovoltaic module 20. For this, it implements the following steps:
  • the photovoltaic module 20 is returned to its mode of operation at the point of maximum power immediately after the measurement of the short-circuit current.
  • FIG. 3 represents another diagnostic system implemented with a diagnostic device 1, using a second reference photovoltaic module 22 connected to the terminals 4 ', 5' of a second diagnostic device 1 '.
  • the two diagnostic devices 1, 1 ' are interconnected by a link between the output of the fourth converter 13' of the second diagnostic device 1 'and between the input of the third converter 12 of the first diagnostic device 1, via a connection respectively in their terminals 16 ', 15.
  • the second photovoltaic module 22 is known and serves as a reference to the first photovoltaic module 20 that is to be characterized.
  • the fourth converter 13 ' is programmed to represent the measured data of the reference photovoltaic module 22 by the second diagnostic device 1'.
  • the microprocessor 3 of the diagnostic device 1 comprises software which, in combination with the hardware means of the diagnostic device 1, implements the method of characterizing the photovoltaic module 20, which comprises the following steps to determine its nominal power:
  • Pref.nom is the nominal power of the reference photovoltaic module 22.
  • the method of characterizing the photovoltaic module 20 can also implement the determination of the nominal short-circuit current of the photovoltaic module 20. For this, it implements the following steps:
  • the photovoltaic module 20 is returned to its operation at the point of maximum power immediately after the measurement of the short-circuit current.
  • FIG. 4 illustrates a use of a diagnostic device of the invention for determining the relative efficiency of a photovoltaic module 20.
  • the latter is positioned on the outside, with an orientation and an inclination enabling it to reach a maximum maximum sunshine around noon, and connected to a diagnostic device 1.
  • the microprocessor 3 of the diagnostic device 1 comprises software which, in combination with the hardware means of the diagnostic device 1, implements the method for characterizing the relative efficiency of a photovoltaic module 20, which comprises the following steps:
  • the photovoltaic module 20 is returned to its operation at the point of maximum power immediately after the measurement of the short-circuit current.
  • Pnom is the rated power of the photovoltaic module 20 and l cc , name the nominal short-circuit current, measured previously by the method previously described or obtained through the manufacturer of the photovoltaic module.
  • this method can be applied to determine only one of these two data or both.
  • This process is repeated with different illumination levels to obtain the curve p (i) of the relative power variation p with the relative short-circuit current i.
  • This curve is a characteristic of a photovoltaic module used in the MotherPV method to determine its energy productivity. For example, the module is placed in real sunlight and measurements are made during the day. It can also be exposed to calibrated sources with variable illumination.
  • Figure 5 illustrates the use of the diagnostic device 1 in a third application of diagnosing or simply monitoring the operation of a photovoltaic power plant.
  • the electrical signal generated by a photovoltaic power plant 30 is converted by the circuit 31 into a signal representing the electrical power of the central unit which is transmitted to the third converter 12 of a diagnostic device 1 of the invention.
  • the concept of this application consists in comparing the electric power signal generated by the photovoltaic power plant 30 with that obtained by a single reference photovoltaic module 22, whose operation is maintained under conditions of maximum power by the diagnostic device 1, for finally deduce a diagnosis of the operation of the photovoltaic plant.
  • the Reference photovoltaic module is identical to those used in the photovoltaic power plant, and has an orientation, inclination identical.
  • it operates under usual conditions comparable to those of the modules comprising the photovoltaic power plant.
  • the microprocessor 3 of the diagnostic device 1 comprises software which, in combination with the hardware means of the diagnostic device 1, implements the diagnostic method of the photovoltaic power station 30, which comprises the following steps:
  • the diagnostic device can calculate the PR ("Performance Ratio") relationship defined by the following formula:
  • Pnom.cent is the nominal power of the plant and P n0 m, mod is the nominal power of the reference photovoltaic module.
  • a fourth possible application of the diagnostic device according to the invention consists in monitoring the productivity of the photovoltaic modules of a photovoltaic power plant.
  • a reference photovoltaic module placed in orientation conditions identical to the modules comprising the central unit, is connected to a diagnostic device 1 according to the invention in a manner similar to the illustration of FIG. , the reference photovoltaic module allows measurements of its operation which are representative of the operation of the photovoltaic modules of the plant. These measurements then make it possible to carry out all kinds of statistical treatments, such as a ranking of the values measured in certain classes of sunshine (between 20 and 100 classes), to determine the frequency of the values measured and pre-processed for each day, month, year. ...
  • the temperature of the reference photovoltaic module may be interesting to measure at the same time the temperature of the reference photovoltaic module as well as the ambient temperature. This allows to deduce the heating of the photovoltaic module and treat this value with the other measured electrical values.
  • the microprocessor or any other calculator of the diagnostic device can also perform a processing of the measured data, for example to calculate the nominal power, the nominal short-circuit current, productivity, heating, etc. These calculated data are also preferably stored in the memory 10 of the device. As a variant, all these measured and / or calculated data can be directly transmitted to an external memory or to an external computer, via the communication interface 17. These instantaneous measured data can also be processed. statistics, carried out by the microprocessor or any other calculator of the diagnostic device, in order to obtain average values hourly, daily, monthly ... One or more counter (s) can also be used (s) to count the number of values processed.
  • All these measured and calculated data can be presented on the interactive screen 9 of the device. Alternatively or in addition, they can be sent to an external device via the communication interface 17.
  • the invention is not limited to the diagnostic device 1 described and shown in FIG. It is evident that some components are not useful in some applications described above and that this diagnostic device 1 could exist in simplified versions. On the other hand, it has been illustrated with a single microprocessor. As a variant, it would be possible to use several microprocessors, the first being dedicated to the control of the DC / DC converter 2 and a second to the recording or pretreatment of the measured data for example.
  • diagnosis is used here in a broad sense, including for example the monitoring of the operation of a photovoltaic device, the characterization, verification, control, etc. of a photovoltaic device.

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque, il comprend une étape de maintien du dispositif photovoltaïque dans un fonctionnement à puissance maximale par un dispositif de diagnostic (1) et une étape de mesure d'au moins une grandeur électrique du dispositif photovoltaïque par le dispositif de diagnostic (1).

Description

Diagnostic d'un dispositif photovoltaïque
L'invention concerne un procédé de diagnostic ou suivi du fonctionnement d'un dispositif photovoltaïque, comme une simple cellule ou module photovoltaïque ou toute une centrale de production photovoltaïque. Elle concerne aussi un dispositif de diagnostic ou suivi du fonctionnement d'un dispositif photovoltaïque mettant en œuvre un tel procédé, ainsi qu'un système de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque et une centrale de production électrique photovoltaïque utilisant au moins un tel dispositif de diagnostic.
La caractérisation d'un élément photovoltaïque comprend par exemple la détermination de sa puissance nominale et de son courant de court-circuit nominal, selon des méthodes et/ou conditions normalisées, et la détermination de sa productivité selon la méthode connue MotherPV, telle que décrite dans la publication de Guérin de Montgareuil intitulée « Description of MotherPV, the new method developed at INES/CEA for the assessment of the energy production of photovoltaic modules » à l'occasion de la 22ieme conférence européenne sur l'énergie photovoltaïque à Milan en septembre 2007. Une telle caractérisation se fait aujourd'hui dans des conditions de test complexes, avec des dispositifs complexes sur des bancs de mesure par exemple.
De plus, le suivi d'une centrale de production électrique photovoltaïque utilise aussi la caractérisation individuelle des modules photovoltaïques qui la composent, mais nécessite de plus des diagnostics complémentaires. Par exemple, il est utile de mesurer l'illumination ou l'ensoleillement pour diagnostiquer l'intérêt d'installer une centrale photovoltaïque sur un certain site, ou pour diagnostiquer le fonctionnement d'une centrale photovoltaïque déjà installée sur un certain site. Pour cela, il est connu d'utiliser une cellule photovoltaïque dite cellule de référence, qui est court-circuitée et dédiée au diagnostic recherché. Cette méthode reste toutefois imprécise puisqu'une telle cellule se trouve dans une situation de fonctionnement différente des autres cellules à diagnostiquer. De plus, elle n'est éventuellement pas adaptée à un module photovoltaïque à couches minces dont le courant de court-circuit n'est pas représentatif et dont la mise en court-circuit risque d'endommager le module. Ainsi, il existe un besoin de solution améliorée pour caractériser et diagnostiquer un dispositif photovoltaïque, qui peut être une simple cellule ou une centrale composée de nombreuses cellules.
Un objet général de l'invention est de proposer une solution améliorée qui répond aux inconvénients de l'état de la technique.
A cet effet, l'invention repose sur un procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de connexion du dispositif photovoltaïque à un dispositif de diagnostic, son maintien dans un fonctionnement à puissance maximale par le dispositif de diagnostic et une étape de mesure d'au moins une grandeur électrique du dispositif photovoltaïque par le dispositif de diagnostic.
L'étape de mesure d'au moins une grandeur électrique du dispositif photovoltaïque peut comprendre les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée (Pm0d) d'un module photovoltaïque, et/ou
- mise en court-circuit du dispositif photovoltaïque et mesure du courant de court-circuit (lcc), - remise du dispositif photovoltaïque dans un fonctionnement habituel à puissance maximale par le dispositif de diagnostic.
De plus, le procédé peut comprendre une étape supplémentaire de mesure de température et l'étape de mesure d'au moins une grandeur électrique du dispositif photovoltaïque par le dispositif de diagnostic peut comprendre une étape supplémentaire de correction de la mesure en fonction de la température. Le procédé peut comprendre un procédé de caractérisation d'un module photovoltaïque, qui comprend les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée (Pm0d) du module photovoltaïque,
- mesure au même instant du courant (lref) d'une cellule de référence reliée au dispositif de diagnostic.
Le procédé peut comprendre une étape de détermination de la puissance nominale (Pnom) du dispositif photovoltaïque par un calculateur du dispositif de diagnostic par la formule suivante : Pn0m = Pmod * Iref.nom / Iref Où Iref.nom est le courant nominal de la cellule de référence.
Le procédé de diagnostic peut comprendre une étape de détermination du courant de court circuit nominal (lcc,nom) du dispositif photovoltaïque par un calculateur du dispositif de diagnostic par la formule suivante : lcc,nom = lcc *
Figure imgf000005_0001
Où Iref.nom est le courant nominal de la cellule de référence.
Le procédé peut comprendre un procédé de caractérisation d'un module photovoltaïque, qui comprend les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée (Pm0d) du module photovoltaïque, - mesure au même instant de la puissance (Pref) d'un module photovoltaïque de référence lié à un autre dispositif de diagnostic relié au dispositif de diagnostic. Le procédé peut comprendre une étape de détermination de la puissance nominale (Pn0m) du dispositif photovoltaïque par un calculateur du dispositif de diagnostic par la formule suivante : Pn0m = mod * Pref.nom / Prêt Où Pref.nom est la puissance nominale du module photovoltaïque de référence.
Le procédé de diagnostic peut comprendre une étape de détermination du courant de court circuit nominal (lcc,nom) du dispositif photovoltaïque par un calculateur du dispositif de diagnostic par la formule suivante : lcc,nom = lcc * Pref.nom / Pref, où Pref,nom est la puissance nominale du module photovoltaïque de référence.
Le procédé de diagnostic peut comprendre un procédé de caractérisation du rendement relatif d'un module photovoltaïque, qui comprend une étape de détermination de la puissance relative (p) et/ou du courant de court- circuit relatif (i) pour une illumination donnée par les formules suivantes :
Figure imgf000006_0001
ί — lcc / lcc, nom
où Pnom est la puissance nominale et lcc,nom le courant de court-circuit nominal du module photovoltaïque.
L'étape de détermination de la puissance relative (p) peut être répétée pour plusieurs illuminations différentes.
Le procédé de diagnostic peut de plus comprendre les étapes suivantes : - mesure de la puissance instantanée d'un module photovoltaïque de référence lié au dispositif de diagnostic,
- au même instant, mesure de la puissance instantanée d'une centrale photovoltaïque liée au dispositif de diagnostic,
- comparaison des deux mesures pour en déduire le rendement de la centrale photovoltaïque.
Le procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque peut comprendre une étape de répétition des mesures sur une période prédéfinie, et/ou une mémorisation d'une ou plusieurs données mesurées et/ou calculées sur une mémoire et/ou un affichage de données mesurées et/ou calculées sur un écran du dispositif de diagnostic et/ou une transmission de données mesurées et/ou calculées par une interface de communication du dispositif de diagnostic et/ou une mesure de la température ambiante et/ou du dispositif photovoltaïque.
L'invention porte aussi sur un dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend un convertisseur DC/DC combiné avec une résistance connectée sur la sortie du convertisseur DC/DC ou une résistance variable, et un microprocesseur aptes au maintien d'un dispositif photovoltaïque relié au convertisseur DC/DC ou à la résistance variable par des bornes du dispositif de diagnostic dans un fonctionnement à puissance maximale, et en ce qu'il comprend au moins un dispositif de mesure apte à la mesure d'une grandeur électrique d'un dispositif photovoltaïque relié au convertisseur DC/DC ou à la résistance variable par les bornes du dispositif de diagnostic.
Le dispositif de diagnostic peut comprendre en outre tout ou partie des éléments suivants :
- au moins un autre convertisseur; - une mémoire reliée au microprocesseur ;
- un écran interactif ;
- une interface de communication vers l'extérieur ;
- un dispositif de mesure de la tension aux bornes du dispositif ; - un dispositif de mesure du courant entre une borne et le convertisseur DC/DC ;
- un thermomètre pour mesurer la température ambiante et/ou du dispositif photovoltaïque ;
- un ou plusieurs interrupteurs pour la mise en court circuit du dispositif photovoltaïque.
Le microprocesseur peut comprendre un logiciel qui met en œuvre le procédé de diagnostic du dispositif photovoltaïque tel que décrit précédemment.
L'invention porte aussi sur un système de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque tel que décrit ci-dessus et un module photovoltaïque connecté aux bornes du dispositif de diagnostic.
Le système de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque peut comprendre une cellule reliée au dispositif de diagnostic ou un module de référence relié à un autre dispositif de diagnostic lui-même relié au dispositif de diagnostic, le dispositif de diagnostic mettant en œuvre un procédé de caractérisation d'un module photovoltaïque tel que décrit précédemment ou peut comprendre une liaison du dispositif de diagnostic avec une centrale photovoltaïque et un module photovoltaïque de référence, le dispositif de diagnostic mettant en œuvre un procédé de diagnostic tel que décrit précédemment. L'invention porte aussi sur une centrale de production photovoltaïque, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque tel que décrit précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 illustre schématiquement un dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon un mode d'exécution de l'invention.
La figure 2 représente une application du dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon le mode d'exécution de l'invention dans un premier système de diagnostic permettant la caractérisation d'un dispositif photovoltaïque.
La figure 3 représente une application du dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon le mode d'exécution de l'invention dans un second système de diagnostic permettant la caractérisation d'un dispositif photovoltaïque.
La figure 4 représente une application du dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon le mode d'exécution de l'invention dans un troisième système de diagnostic permettant la mesure de productivité d'un dispositif photovoltaïque.
La figure 5 représente une application du dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon le mode d'exécution de l'invention dans un quatrième système de diagnostic permettant le diagnostic d'une centrale photovoltaïque.
Le concept de l'invention repose sur un dispositif universel de diagnostic d'un élément photovoltaïque, compact et peu coûteux, et utilisable pour différentes applications, dans de nombreux systèmes de diagnostics différents, et pour un seul module photovoltaïque comme pour une centrale de production. Ainsi, la figure 1 représente la structure d'un dispositif de diagnostic 1 selon un mode d'exécution de l'invention, qui se présente comme un appareil compact comprenant un boîtier avec différentes bornes de connexion vers l'extérieur, et éventuellement un écran d'affichage. Il comprend un convertisseur DC/DC 2 contrôlé par un microprocesseur 3. Ce convertisseur DC/DC 2 est relié à deux bornes 4, 5 du dispositif de diagnostic, permettant la connexion d'un dispositif photovoltaïque, comme cela sera illustré par la suite. Un dispositif de mesures de tension 6 est disposé entre ces deux bornes 4, 5. De plus, un dispositif de mesure de courant 7 est disposé sur le circuit électrique entre le convertisseur DC/DC 2 et une des deux bornes 4, 5. Les deux dispositifs de mesure de tension 6 et courant 7 sont reliés au microprocesseur 3 pour lui transmettre les mesures effectuées. De plus, une résistance 8 de charge, refroidie, est disposée en sortie du convertisseur DC/DC 2. L'énergie produite par un module photovoltaïque connecté au dispositif de diagnostic est ainsi dissipée.
Le dispositif de diagnostic selon le mode d'exécution de l'invention est de plus équipé d'un écran interactif 9 et d'une mémoire 10, qui permet de stocker des données mesurées, éventuellement prétraitées par le microprocesseur 3. Le dispositif de diagnostic 1 représenté comprend de plus d'autres éléments permettant la mise en œuvre de fonctions supplémentaires, avantageuses et optionnelles.
Notamment, le dispositif comprend un second convertisseur 1 1 lié à une sortie 14 et un troisième convertisseur 12 lié à une sortie 15, tous deux contrôlés par le microprocesseur 3. II comprend un quatrième convertisseur 13 lié à une borne 16 du dispositif est contrôlé de même par le microprocesseur 3.
Enfin, le dispositif comprend une interface de communication 17 via une borne 18 du dispositif, adaptée pour une connexion avec un réseau de communication externe, pour transmettre et/ou recevoir des informations d'un ordinateur externe par exemple.
Le fonctionnement du dispositif de diagnostic 1 va maintenant être explicité dans différentes applications à titre d'exemple. Pour une raison de simplification et de compréhension des figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner des mêmes éléments sur chacune des figures.
Pour la mise en œuvre d'un diagnostic d'un élément photovoltaïque, tel un module photovoltaïque par exemple, ce dernier est relié à un dispositif de diagnostic 1 décrit ci-dessus par l'intermédiaire de ses bornes 4, 5, et le convertisseur DC/DC 2 est contrôlé par le microprocesseur 3 de sorte de conserver le fonctionnement du module photovoltaïque à la valeur de fonctionnement à puissance maximale, pour simuler un mode de fonctionnement qui se rapproche de ses conditions réelles de fonctionnement. L'énergie du module photovoltaïque est alors dissipée dans la résistance 8. Avantageusement, une résistance variable peut remplacer la résistance et le convertisseur DC/DC. Le dispositif de diagnostic 1 présente ainsi l'avantage de contraindre le fonctionnement de l'élément photovoltaïque dans des conditions habituelles, ce qui permet d'obtenir des diagnostics les plus fiables et représentatifs possibles. Le microprocesseur 3 comprend ainsi un logiciel qui met en œuvre un algorithme de recherche de la tension correspondant au point de puissance maximale de l'élément photovoltaïque relié au dispositif de diagnostic, puis qui permet le maintien du fonctionnement à cette tension.
Les figures 2 et 3 illustrent l'utilisation du dispositif de diagnostic 1 dans une première application consistant à caractériser un module photovoltaïque 20, en déterminant sa puissance nominale Pn0m et/ou son courant de court-circuit nominal lccn0m - Pour cela, le module photovoltaïque 20 est installé d'une façon simple à l'extérieur, sur un site avec une orientation et une inclinaison lui permettant d'atteindre un ensoleillement maximum vers midi. Ensuite, il est connecté sur les bornes 4 et 5 d'un dispositif de diagnostic 1 , dont le convertisseur DC/DC 2, piloté par le microprocesseur 3, maintient son fonctionnement dans des conditions de puissance maximale.
La figure 2 représente une première utilisation du dispositif de diagnostic 1 dans laquelle une cellule de référence 21 est de même reliée au dispositif de diagnostic 1 par l'intermédiaire de la borne 14. En remarque, une configuration similaire pourrait être implémentée dans une autre application en remplaçant la cellule de référence 21 par un pyranomètre.
Le microprocesseur 3 du dispositif de diagnostic 1 comprend un logiciel qui, en combinaison avec les moyens matériels du dispositif de diagnostic 1 , met en œuvre le procédé de caractérisation du module photovoltaïque 20, qui comprend les étapes suivantes pour déterminer sa puissance nominale :
- mesure de la puissance instantanée Pm0d, à partir des mesures de tension et de courant, du module photovoltaïque 20,
- mesure au même instant du courant lref de la cellule de référence 21 .
Ces deux mesures permettent d'en déduire la puissance nominale Pn0m du module photovoltaïque 20 par la formule suivante :
Pnom — Pmod Iref.nom / Iref
Où Iref.nom est le courant nominal de la cellule de référence 21 , dans les conditions standard correspondant à une irradiation solaire de 1000 W/m2.
En parallèle, le procédé de caractérisation du module photovoltaïque 20 peut aussi mettre en œuvre la détermination du courant de court-circuit nominal du module photovoltaïque 20. Pour cela, il met en œuvre les étapes suivantes :
- mesure du courant lref de la cellule de référence 21 ,
- au même instant, mise en court-circuit du module photovoltaïque 20 et mesure du courant de court-circuit lcc.
Naturellement, le module photovoltaïque 20 est remis dans son mode de fonctionnement au point de puissance maximale tout de suite après la mesure du courant de court-circuit.
Ces deux mesures permettent d'en déduire le courant de court-circuit nominal lcc,nom du module photovoltaïque 20 par la formule suivante :
lcc, nom — lcc Iref.nom Iref La figure 3 représente un autre système de diagnostic mis en œuvre avec un dispositif de diagnostic 1 , à l'aide d'un second module photovoltaïque de référence 22 relié aux bornes 4', 5' d'un second dispositif de diagnostic 1 '. Les deux dispositifs de diagnostic 1 , 1 ' sont reliés entre eux par une liaison entre la sortie du quatrième convertisseur 13' du second dispositif de diagnostic 1 ' et entre l'entrée du troisième convertisseur 12 du premier dispositif de diagnostic 1 , par une liaison électrique respectivement entre leurs bornes 16', 15. Dans cette implémentation, le second module photovoltaïque 22 est connu et sert de référence au premier module photovoltaïque 20 que l'on veut caractériser. Le quatrième convertisseur 13' est programmé pour représenter les données mesurées du module photovoltaïque de référence 22 par le second dispositif de diagnostic 1 '.
Le microprocesseur 3 du dispositif de diagnostic 1 comprend un logiciel qui, en combinaison avec les moyens matériels du dispositif de diagnostic 1 , met en œuvre le procédé de caractérisation du module photovoltaïque 20, qui comprend les étapes suivantes pour déterminer sa puissance nominale :
- mesure de la puissance instantanée Pm0d, à partir des mesures de tension et de courant, du module photovoltaïque 20,
- mesure au même instant de la puissance Pref du module photovoltaïque de référence 22, obtenu depuis le second dispositif de diagnostic 1 '.
Ces deux mesures permettent d'en déduire la puissance nominale Pn0m du module photovoltaïque 20 par la formule suivante :
Pnom — Pmod Pref.nom / Pref
Où Pref.nom est la puissance nominale du module photovoltaïque de référence 22. En parallèle, le procédé de caractérisation du module photovoltaïque 20 peut aussi mettre en œuvre la détermination du courant de court-circuit nominal du module photovoltaïque 20. Pour cela, il met en œuvre les étapes suivantes :
- mesure de la puissance Pref du module photovoltaïque de référence 22, obtenue depuis le second dispositif de diagnostic 1 ',
- au même instant, mise en court-circuit du module photovoltaïque 20 et mesure du courant de court-circuit lcc. Naturellement, le module photovoltaïque 20 est remis dans son fonctionnement au point de puissance maximale tout de suite après la mesure du courant de court-circuit.
Ces deux mesures permettent d'en déduire le courant de court-circuit nominal lcc,nom du module photovoltaïque 20 par la formule suivante :
lcc, nom — lcc Pref.nom Pref
Toutes les étapes de mesure sont répétées sur une certaine période prédéfinie afin d'obtenir un nombre suffisant de mesures dans des conditions correspondant aux exigences de la norme de caractérisation des modules photovoltaïques. En général, cette application de l'invention permet de caractériser un module photovoltaïque sur une durée de quelques heures. En remarque, l'utilisation d'une cellule de référence 21 selon la première réalisation illustrée par la figure 2 est acceptable si la réponse spectrale de la cellule de référence est identique à celle du module photovoltaïque 20 que l'on souhaite caractériser. Dans le cas de l'utilisation de la technologie à couches minces, une cellule de référence n'est pas disponible et la seconde implémentation illustrée par la figure 3 sera alors choisie.
La figure 4 illustre une utilisation d'un dispositif de diagnostic de l'invention pour la détermination du rendement relatif d'un module photovoltaïque 20. Ce dernier est positionné à l'extérieur, avec une orientation et une inclinaison lui permettant d'atteindre un ensoleillement maximal vers midi, et connecté à un dispositif de diagnostic 1 . Le microprocesseur 3 du dispositif de diagnostic 1 comprend un logiciel qui, en combinaison avec les moyens matériels du dispositif de diagnostic 1 , met en œuvre le procédé de caractérisation du rendement relatif d'un module photovoltaïque 20, qui comprend les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée Pm0d, à partir des mesures de tension et de courant, du module photovoltaïque 20, et/ou
- au même instant, mise en court-circuit du module photovoltaïque 20 et mesure du courant de court-circuit lcc.
Naturellement, le module photovoltaïque 20 est remis dans son fonctionnement au point de puissance maximale tout de suite après la mesure du courant de court-circuit.
Ces deux mesures permettent d'en déduire la puissance relative p d'une part et le courant de court-circuit relatif i d'autre part, du module photovoltaïque 20 par les formules suivantes :
Figure imgf000016_0001
ί — lcc lcc, nom
Où Pnom est la puissance nominale du module photovoltaïque 20 et lcc,nom le courant de court-circuit nominal, mesurés auparavant par la méthode décrite précédemment ou obtenus par l'intermédiaire du fabricant du module photovoltaïque.
Naturellement, ce procédé peut s'appliquer pour déterminer une seule de ces deux données ou les deux.
Ce procédé est répété avec des niveaux d'illumination différents pour obtenir la courbe p(i) de la variation de puissance relative p avec le courant de court-circuit relatif i. Cette courbe est une caractéristique d'un module photovoltaïque utilisée dans la méthode MotherPV pour déterminer sa productivité énergétique. Par exemple, le module est placé en ensoleillement réel et les mesures sont réalisées au cours de la journée. Il peut aussi être exposé à des sources calibrées à illumination variable.
La figure 5 illustre l'utilisation du dispositif de diagnostic 1 dans une troisième application consistant à diagnostiquer ou simplement suivre le fonctionnement d'une centrale photovoltaïque. Dans cette application, le signal électrique généré par une centrale photovoltaïque 30 est converti par le circuit 31 en un signal représentant la puissance électrique de la centrale qui est transmis au troisième convertisseur 12 d'un dispositif de diagnostic 1 de l'invention. Un module photovoltaïque 22 de référence et de plus connecté aux bornes 4, 5 du dispositif de diagnostic 1 . Le concept de cette application consiste à comparer le signal de puissance électrique généré par la centrale photovoltaïque 30 avec celui obtenu par un seul module photovoltaïque 22 de référence, dont le fonctionnement est maintenu dans des conditions de puissance maximale par le dispositif de diagnostic 1 , pour finalement en déduire un diagnostic du fonctionnement de la centrale photovoltaïque. Avantageusement, le module photovoltaïque de référence est identique à ceux utilisés dans la centrale photovoltaïque, et présente une orientation, inclinaison identique. De plus, il fonctionne dans des conditions habituelles comparables à celles des modules composant la centrale photovoltaïque. Ainsi, en cas de différence notable entre les signaux générés, il est possible d'en déduire que la différence est attribuable à des pertes au niveau de la centrale photovoltaïque.
Le microprocesseur 3 du dispositif de diagnostic 1 comprend un logiciel qui, en combinaison avec les moyens matériels du dispositif de diagnostic 1 , met en œuvre le procédé de diagnostic de la centrale photovoltaïque 30, qui comprend les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée Pm0d, à partir des mesures de tension et de courant, du module photovoltaïque de référence 22,
- au même instant, mesure de la puissance instantanée Pcent de la centrale photovoltaïque.
Ces deux mesures sont comparées et permettent d'en déduire le rendement de la centrale photovoltaïque à partir de la relation entre les deux puissances instantanées mesurées. Elles permettent de déterminer le pourcentage des pertes. Notamment, le dispositif de diagnostic peut calculer la relation PR (« Performance Ratio ») définie par la formule suivante :
PR— (Pcent Pnom, cent) (Pmod Pnom.mod)
Où Pnom.cent est la puissance nominale de la centrale et Pn0m,mod est la puissance nominale du module photovoltaïque de référence.
À partir de ces deux mesures, plusieurs traitements complémentaires sont possibles, comme le calcul de valeur moyenne horaire, journalière, mensuelle et annuelle, de ces mesures et du rendement de la centrale photovoltaïque.
Plus simplement, une quatrième application possible du dispositif de diagnostic selon l'invention consiste en un suivi de la productivité des modules photovoltaïques d'une centrale photovoltaïque. Pour cela, un module photovoltaïque de référence, placé dans des conditions de montage d'orientation identique aux modules composant la centrale, est branché à un dispositif de diagnostic 1 selon l'invention de manière similaire à l'illustration de la figure 4. Ainsi, le module photovoltaïque de référence permet des mesures de son fonctionnement qui sont représentatives du fonctionnement des modules photovoltaïques de la centrale. Ces mesures permettent ensuite d'effectuer toutes sortes de traitements statistiques, comme un classement des valeurs mesurées dans certaines classes d'ensoleillement (entre 20 et 100 classes), pour déterminer la fréquence des valeurs mesurées et prétraitées pour chaque jour, mois, année....
D'autre part, il peut être intéressant de mesurer aux mêmes instants la température du module photovoltaïque de référence ainsi que la température ambiante. Cela permet d'en déduire réchauffement du module photovoltaïque et de traiter cette valeur avec les autres valeurs électriques mesurées. Dans toutes les applications décrites précédemment, il peut être intéressant d'ajouter la mesure de la température. Cela peut être fait à partir d'un thermomètre intégré dans le dispositif de diagnostic ou par un thermomètre externe. Cette mesure de température peut ensuite être utilisée pour corriger les mesures/calculs de puissance réalisés. En effet, toutes les mesures sont considérées par simplification comme si les températures des différents éléments (module, module de référence, etc.) étaient constantes et égales à 25 °C, ce qui n'est pas le cas dans la réalité. Il peut donc être avantageux de corriger ces mesures en tenant compte des températures réelles des éléments. Pour cela, des dispositifs de mesure de température seront installés en un ou plusieurs lieux et les températures seront relevées. Ensuite, de façon connue, des corrections seront calculées, par exemple par la formule P(T) = P(25 °C) [1 - α (T - 25 ° C)] avec a par exemple égal à 0.3 %/°K. D'autre part, dans toutes les applications précédentes, les différentes mesures effectuées sont de préférence stockées dans la mémoire 10 du dispositif de diagnostic 1 , par l'intermédiaire du microprocesseur 3.
Certaines mesures explicitées précédemment nécessitent la mise en court-circuit d'un module photovoltaïque. Cela peut être fait par le convertisseur DC/DC 2 du dispositif de diagnostic, sur la demande du microprocesseur 3. En variante, des interrupteurs externes au convertisseur DC/DC 2 peuvent être utilisés pour réaliser le court-circuit, dans le but de soulager le convertisseur DC/DC 2 et d'augmenter sa durée de vie.
De plus, le microprocesseur ou tout autre calculateur du dispositif de diagnostic peut aussi réaliser un traitement des données mesurées, par exemple pour calculer la puissance nominale, le courant de court-circuit nominal, la productivité, réchauffement, etc. Ces données calculées sont aussi de préférence stockées dans la mémoire 10 du dispositif. En variante, toutes ces données mesurées et/ou calculées peuvent être directement transmises sur une mémoire externe ou sur un ordinateur externe, par l'intermédiaire de l'interface de communication 17. Ces données mesurées instantanées peuvent aussi subir des traitements statistiques, effectués par le microprocesseur ou tout autre calculateur du dispositif de diagnostic, afin d'obtenir des valeurs moyennes horaires, journalières, mensuelles... Un ou plusieurs compteur(s) peu(ven)t aussi être utilisé(s) pour compter le nombre de valeurs traitées.
Toutes ces données mesurées et calculées peuvent être présentées sur l'écran interactif 9 du dispositif. En variante ou en complément, elles peuvent être envoyées sur un dispositif externe par l'interface de communication 17.
Naturellement, l'invention ne se limite pas au dispositif de diagnostic 1 décrit et représenté sur la figure 1 . Il apparaît de manière évidente que certains composants ne sont pas utiles dans certaines applications décrites précédemment et que ce dispositif de diagnostic 1 pourrait exister dans des versions simplifiées. D'autre part, il a été illustré avec un seul microprocesseur. En variante, il serait possible d'utiliser plusieurs microprocesseurs, le premier étant dédié au contrôle du convertisseur DC/DC 2 et un second à l'enregistrement ou au prétraitement des données mesurées par exemple.
Finalement, toutes les applications précédentes du dispositif de diagnostic selon l'invention reposent sur un procédé de diagnostic qui comprend l'étape essentielle suivante :
- mesure d'au moins une grandeur électrique d'un module photovoltaïque maintenu dans un fonctionnement habituel à puissance maximale par le dispositif de diagnostic.
Le terme de « diagnostic » est ici employé dans un sens large, incluant par exemple le suivi du fonctionnement d'un dispositif photovoltaïque, la caractérisation, la vérification, le contrôle, etc., d'un dispositif photovoltaïque.
Ainsi, la solution retenue répond bien à l'objet de l'invention et présente de plus les avantages suivants :
- Elle permet un diagnostic facile sur le terrain, à l'aide d'un dispositif compact et peu coûteux ;
- Elle permet un diagnostic in-situ, adapté au diagnostic sur une installation de production réelle, sans troubler le fonctionnement de l'installation ;
- Elle repose sur un dispositif universel, adapté pour plusieurs applications de diagnostics, d'évaluation des performances d'un dispositif photovoltaïque, ce qui évite la multiplication de dispositifs différents pour toutes les opérations différentes de diagnostics et en fait une solution conviviale et peu coûteuse.

Claims

Revendications
1 . Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de connexion du dispositif photovoltaïque à un dispositif de diagnostic (1 ), son maintien dans un fonctionnement à puissance maximale par le dispositif de diagnostic (1 ) et une étape de mesure d'au moins une grandeur électrique du dispositif photovoltaïque par le dispositif de diagnostic (1 ).
2. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de mesure d'au moins une grandeur électrique du dispositif photovoltaïque comprend les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée (Pm0d) d'un module photovoltaïque (20 ; 22), et/ou
- mise en court-circuit du dispositif photovoltaïque et mesure du courant de court-circuit (lcc),
- remise du dispositif photovoltaïque dans un fonctionnement habituel à puissance maximale par le dispositif de diagnostic (1 ).
3. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire de mesure de température et en ce que l'étape de mesure d'au moins une grandeur électrique du dispositif photovoltaïque par le dispositif de diagnostic (1 ) comprend une étape supplémentaire de correction de la mesure en fonction de la température.
4. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un procédé de caractérisation d'un module photovoltaïque (20), qui comprend les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée (Pm0d) du module photovoltaïque (20),
- mesure au même instant du courant (lref) d'une cellule de référence (21 ) reliée au dispositif de diagnostic (1 ).
5. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination de la puissance nominale (Pn0m) du dispositif photovoltaïque (20) par un calculateur du dispositif de diagnostic (1 ) par la formule
Suivante : Pnom = Pmod * Iref.nom / 'ref
Où Iref.nom est le courant nominal de la cellule de référence (21 ).
6. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination du courant de court circuit nominal (lcc,nom) du dispositif photovoltaïque (20) par un calculateur du dispositif de diagnostic (1 ) par la formule Suivante : lcc,nom = l∞ * Iref.nom lref
Où Iref.nom est le courant nominal de la cellule de référence (21 ).
7. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un procédé de caractérisation d'un module photovoltaïque (20), qui comprend les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée (Pm0d) du module photovoltaïque (20),
- mesure au même instant de la puissance (Pref) d'un module photovoltaïque de référence (22) lié à un autre dispositif de diagnostic (1 ') relié au dispositif de diagnostic (1 ).
8. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination de la puissance nominale (Pnom) du dispositif photovoltaïque par un calculateur du dispositif de diagnostic (1 ) par la formule suivante :
Pnom — Pmod Pref.nom Pref
Où Pref.nom est la puissance nominale du module photovoltaïque de référence (22).
9. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination du courant de court circuit nominal (lcc,nom) du dispositif photovoltaïque par un calculateur du dispositif de diagnostic par la formule
Suivante . Icc, nom — Icc Pref.nom / Pref
Où Pref.nom est la puissance nominale du module photovoltaïque de référence (22).
10. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un procédé de caractérisation du rendement relatif d'un module photovoltaïque (20), qui comprend une étape de détermination de la puissance relative (p) et/ou du courant de court-circuit relatif (i) pour une illumination donnée par les formules suivantes :
Figure imgf000025_0001
i = Icc / 'ce, nom
Où Pnom est la puissance nominale et lcc,nom le courant de court-circuit nominal du module photovoltaïque (20).
1 1 . Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la puissance relative (p) est répétée pour plusieurs illuminations différentes.
12. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- mesure de la puissance instantanée d'un module photovoltaïque de référence (22) lié au dispositif de diagnostic (1 ),
- au même instant, mesure de la puissance instantanée d'une centrale photovoltaïque (30) liée au dispositif de diagnostic (1 ),
- comparaison des deux mesures pour en déduire le rendement de la centrale photovoltaïque (30).
13. Procédé de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de répétition des mesures sur une période prédéfinie, et/ou une mémorisation d'une ou plusieurs données mesurées et/ou calculées sur une mémoire (10) et/ou un affichage de données mesurées et/ou calculées sur un écran (9) du dispositif de diagnostic (1 ) et/ou une transmission de données mesurées et/ou calculées par une interface de communication (16) du dispositif de diagnostic (1 ) et/ou une mesure de la température ambiante et/ou du dispositif photovoltaïque.
14. Dispositif de diagnostic (1 ) d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend un convertisseur DC/DC (2) combiné avec une résistance (8) connectée sur la sortie du convertisseur DC/DC (2) ou une résistance variable, et un microprocesseur (3) aptes au maintien d'un dispositif photovoltaïque relié au convertisseur DC/DC (2) ou à la résistance variable par des bornes (4, 5) du dispositif de diagnostic (1 ) dans un fonctionnement à puissance maximale, et en ce qu'il comprend au moins un dispositif de mesure (6 ; 7) apte à la mesure d'une grandeur électrique d'un dispositif photovoltaïque relié au convertisseur DC/DC (2) ou à la résistance variable par les bornes (4, 5) du dispositif de diagnostic
(1 )-
15. Dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre tout ou partie des éléments suivants :
- au moins un autre convertisseur (1 1 ; 12 ; 13) ;
- une mémoire (10) reliée au microprocesseur (3) ;
- un écran interactif (9) ;
- une interface de communication (17) vers l'extérieur ;
- un dispositif de mesure de la tension (6) aux bornes (4, 5) du dispositif ;
- un dispositif de mesure du courant (7) entre une borne (4, 5) et le convertisseur DC/DC (2) ;
- un thermomètre pour mesurer la température ambiante et/ou du dispositif photovoltaïque ;
- un ou plusieurs interrupteurs pour la mise en court circuit du dispositif photovoltaïque.
16. Dispositif de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que le microprocesseur (3) comprend un logiciel qui met en œuvre le procédé de diagnostic du dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 13.
17. Système de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de diagnostic (1 ) d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications 14 à 16 et un module photovoltaïque connecté aux bornes (4, 5) du dispositif de diagnostic (1 ).
18. Système de diagnostic d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une cellule (21 ) reliée au dispositif de diagnostic (1 ) ou un module de référence (22) relié à un autre dispositif de diagnostic (1 ') lui-même relié au dispositif de diagnostic (1 ), le dispositif de diagnostic (1 ) mettant en œuvre un procédé de caractérisation d'un module photovoltaïque (20) selon l'une des revendications 4 à 9 ou en ce qu'il comprend une liaison du dispositif de diagnostic (1 ) avec une centrale photovoltaïque (30) et un module photovoltaïque (22) de référence, le dispositif de diagnostic (1 ) mettant en œuvre un procédé de diagnostic selon la revendication 12.
19. Centrale de production photovoltaïque, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de diagnostic (1 ) d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications 14 à 16.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2982373A1 (fr) * 2011-11-03 2013-05-10 Augier Dispositif d'aide a la maintenance d'une installation photovoltaique.
CN105487018A (zh) * 2015-11-19 2016-04-13 北京金风科创风电设备有限公司 变流器的测试装置、电气倒切柜和测试系统
CN115913114A (zh) * 2023-03-08 2023-04-04 南京师范大学 基于最小二乘法的光伏老化检测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1179857A2 (fr) * 2000-07-05 2002-02-13 Canon Kabushiki Kaisha Procédé et dispositif de mesure des caractéristiques de conversion photoélectriques
JP2003324207A (ja) * 2002-04-30 2003-11-14 Atsushi Iga 太陽電池の出力・発電量評価方法および評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
US20060085167A1 (en) * 2003-04-04 2006-04-20 Warfield Donald B Performance monitor for a photovoltaic supply
FR2916049A1 (fr) * 2007-05-11 2008-11-14 Commissariat Energie Atomique Procede de diagnostic d'elements defectueux dans un systeme autonome, alimente par une source d'alimentation intermittente
EP2019433A1 (fr) * 2006-05-17 2009-01-28 Eko Instruments Trading Co., Ltd Appareil pour evaluer les caracteristiques d'une cellule solaire

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1179857A2 (fr) * 2000-07-05 2002-02-13 Canon Kabushiki Kaisha Procédé et dispositif de mesure des caractéristiques de conversion photoélectriques
JP2003324207A (ja) * 2002-04-30 2003-11-14 Atsushi Iga 太陽電池の出力・発電量評価方法および評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
US20060085167A1 (en) * 2003-04-04 2006-04-20 Warfield Donald B Performance monitor for a photovoltaic supply
EP2019433A1 (fr) * 2006-05-17 2009-01-28 Eko Instruments Trading Co., Ltd Appareil pour evaluer les caracteristiques d'une cellule solaire
FR2916049A1 (fr) * 2007-05-11 2008-11-14 Commissariat Energie Atomique Procede de diagnostic d'elements defectueux dans un systeme autonome, alimente par une source d'alimentation intermittente

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEDLY B YAHYA: "Performance monitoring of solar photovoltaic systems using reference cells", MICROELECTRONICS, 2008. ICM 2008. INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 14 December 2008 (2008-12-14), pages 445 - 449, XP031615705, ISBN: 978-1-4244-2369-9 *
CHOUDER A ET AL: "Automatic supervision and fault detection of PV systems based on power losses analysis", ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, OXFORD, GB, vol. 51, no. 10, 20 March 2010 (2010-03-20), pages 1929 - 1937, XP027057106, ISSN: 0196-8904, [retrieved on 20100320] *
ENRIQUE ET AL: "Theoretical assessment of the maximum power point tracking efficiency of photovoltaic facilities with different converter topologies", SOLAR ENERGY, PERGAMON PRESS. OXFORD, GB, vol. 81, no. 1, 9 January 2007 (2007-01-09), pages 31 - 38, XP005825129, ISSN: 0038-092X, DOI: DOI:10.1016/J.SOLENER.2006.06.006 *
SKOPLAKI E ET AL: "On the temperature dependence of photovoltaic module electrical performance: A review of efficiency/power correlations", SOLAR ENERGY, PERGAMON PRESS. OXFORD, GB, vol. 83, no. 5, 1 May 2009 (2009-05-01), pages 614 - 624, XP026065301, ISSN: 0038-092X, [retrieved on 20081104], DOI: DOI:10.1016/J.SOLENER.2008.10.008 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2982373A1 (fr) * 2011-11-03 2013-05-10 Augier Dispositif d'aide a la maintenance d'une installation photovoltaique.
CN105487018A (zh) * 2015-11-19 2016-04-13 北京金风科创风电设备有限公司 变流器的测试装置、电气倒切柜和测试系统
CN115913114A (zh) * 2023-03-08 2023-04-04 南京师范大学 基于最小二乘法的光伏老化检测方法

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