FR3118360A1 - Reference bifacial photovoltaic device - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif photovoltaïque bifacial de référence (11) comprenant au moins :- une première cellule photovoltaïque bifaciale de référence (21) reliée à un premier circuit électrique (31) fermé comportant une première résistance (310) ; - une deuxième cellule photovoltaïque bifaciale de référence (22) reliée à un deuxième circuit électrique (32) ouvert ;- des moyens de mesure de tension, aptes à mesurer : la tension du courant de court-circuit VIcc1 de la première cellule de référence (21) aux bornes de la première résistance (310), et la tension en circuit ouvert Vco2 de la deuxième cellule de référence (22) aux bornes du deuxième circuit (32);les cellules photovoltaïques bifaciales de référence étant disposées sensiblement selon un même plan. L’invention concerne également un système photovoltaïque bifacial intégrant un dispositif photovoltaïque bifacial de référence. L’invention concerne aussi un procédé de de détermination d’une température et d’un courant de court-circuit d’un tel dispositif de référence. Figure pour l’abrégé : Fig. 1The invention relates to a reference bifacial photovoltaic device (11) comprising at least:- a first reference bifacial photovoltaic cell (21) connected to a first closed electrical circuit (31) comprising a first resistor (310); - a second reference bifacial photovoltaic cell (22) connected to a second open electrical circuit (32); - voltage measuring means, capable of measuring: the voltage of the short-circuit current VIcc1 of the first reference cell ( 21) at the terminals of the first resistor (310), and the open circuit voltage Vco2 of the second reference cell (22) at the terminals of the second circuit (32);the reference bifacial photovoltaic cells being arranged substantially in the same plane . The invention also relates to a bifacial photovoltaic system incorporating a reference bifacial photovoltaic device. The invention also relates to a method for determining a temperature and a short-circuit current of such a reference device. Figure for the abstract: Fig. 1
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
L’invention se situe dans le domaine des dispositifs photovoltaïques. L’invention se situe plus précisément dans le domaine des dispositifs photovoltaïques de référence permettant d’évaluer et de suivre les performances de dispositifs photovoltaïques, et notamment de mesurer l’éclairement et/ou le courant photogénéré ainsi que la température de dispositifs photovoltaïques.The invention lies in the field of photovoltaic devices. The invention lies more specifically in the field of reference photovoltaic devices making it possible to evaluate and monitor the performance of photovoltaic devices, and in particular to measure the illumination and/or the photogenerated current as well as the temperature of photovoltaic devices.
Plus spécifiquement, l’invention concerne un dispositif photovoltaïque bifacial de référence permettant d’évaluer et de suivre les performances de dispositifs photovoltaïques bifaciaux.More specifically, the invention relates to a reference bifacial photovoltaic device making it possible to evaluate and monitor the performance of bifacial photovoltaic devices.
ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART
L’invention se situe dans le domaine des dispositifs photovoltaïques, définis comme étant des dispositifs regroupant plusieurs cellules photovoltaïques (ou plusieurs cellules en couche mince) chaque cellule étant en un matériau photovoltaïque. Les cellules peuvent être assemblées en un ou plusieurs modules photovoltaïques et un dispositif photovoltaïque peut ainsi comprendre un ou plusieurs modules photovoltaïques.The invention lies in the field of photovoltaic devices, defined as being devices grouping together several photovoltaic cells (or several thin-film cells), each cell being made of a photovoltaic material. The cells can be assembled into one or more photovoltaic modules and a photovoltaic device can thus comprise one or more photovoltaic modules.
Dans le domaine de l’invention, il est connu qu’un matériau photovoltaïque est caractérisé par sa réponse spectrale, qui définit pour chaque longueur d’onde reçue le rapport entre le nombre d’électrons créés et le nombre de photons reçus, et qui dépend de la longueur d’onde de la lumière reçue (ou des photons reçus).In the field of the invention, it is known that a photovoltaic material is characterized by its spectral response, which defines for each wavelength received the ratio between the number of electrons created and the number of photons received, and which depends on the wavelength of the light received (or photons received).
De même, il est connu qu’un dispositif photovoltaïque peut être caractérisé par ses caractéristiques électriques : le courant photogénéré, généralement déterminé par le courant de court-circuit Icc ; la tension en circuit ouvert Vco ; la courbe tension-courant permettant de déterminer le point de puissance maximum et ainsi que le courant IPmax, la tension VPmaxet la puissance PPmaxen ce point de puissance maximum. Par puissance, il est bien compris par l’homme du métier que l’on désigne la puissance électrique.Similarly, it is known that a photovoltaic device can be characterized by its electrical characteristics: the photogenerated current, generally determined by the short-circuit current ICC ; the open circuit voltage Vco ; the voltage-current curve to determine the maximum power point and the current IPmax, the voltage VPmaxand the power PPmaxat this point of maximum power. By power, it is well understood by those skilled in the art that electrical power is meant.
Le rendement énergétique d’un dispositif photovoltaïque est défini comme étant le rapport entre la puissance au point de puissance maximum et la puissance lumineuse reçue par le matériau photovoltaïque. En outre, la puissance-crête d’un dispositif photovoltaïque désigne sa puissance au point de puissance maximum dans les conditions standard de test (ou de référence), c’est-à-dire lorsqu’il reçoit un éclairement spectral d’une intensité lumineuse et d’un spectre déterminé, notamment défini par la norme IEC 60904-3, pour une puissance lumineuse totale de 1000 W/m2et sous une température du dispositif de 25°C : on définit également les valeurs du courant de court-circuit, de la tension en circuit ouvert ainsi que celles du courant et de la tension au point de puissance maximum dans les mêmes conditions standard de test.The energy efficiency of a photovoltaic device is defined as being the ratio between the power at the point of maximum power and the light power received by the photovoltaic material. In addition, the peak power of a photovoltaic device refers to its power at the maximum power point under standard test (or reference) conditions, i.e. when it receives spectral illumination of an intensity light and of a determined spectrum, in particular defined by standard IEC 60904-3, for a total light power of 1000 W/m 2 and under a device temperature of 25°C: the values of the short-circuit current are also defined. circuit, open circuit voltage as well as current and voltage at the maximum power point under the same standard test conditions.
Il est à noter qu’on parlera de courant photogénéré, bien que généralement il s’agisse du courant de court-circuit Icc.It should be noted that we will speak of photogenerated current, although generally it is the short-circuit current I cc .
Pour un éclairement donné, le courant photogénéré dépend de la température du matériau mais cette dépendance est faible : le coefficient de température du courant photogénéré ou du courant de court-circuit Iccest de moins d’un pour mille par Kelvin aux températures ambiantes pour les matériaux photovoltaïques courants. Par contre, pour un éclairement donné, la tension en circuit ouvert Vcoet la puissance au point de puissance maximum PPmaxdépendent plus fortement de la température : on parle de coefficient de température de la tension en circuit ouvert et de coefficient de température de la puissance au point de puissance maximum.For a given illumination, the photogenerated current depends on the temperature of the material but this dependence is low: the temperature coefficient of the photogenerated current or of the short-circuit current I cc is less than one per thousand per Kelvin at ambient temperatures for common photovoltaic materials. On the other hand, for a given illumination, the open circuit voltage V co and the power at the maximum power point P Pmax depend more strongly on the temperature: we speak of the temperature coefficient of the open circuit voltage and of the temperature coefficient of the power at the maximum power point.
Mais le courant photogénéré est aussi lié à l’éclairement reçu par le dispositif photovoltaïque, et celui-ci dépend de nombreux paramètres : paramètres environnementaux, paramètres de disposition (orientation, inclinaison, système de montage) du dispositif photovoltaïque.But the photogenerated current is also linked to the illumination received by the photovoltaic device, and this depends on many parameters: environmental parameters, layout parameters (orientation, inclination, mounting system) of the photovoltaic device.
Le suivi des performances d’un dispositif photovoltaïque en fonctionnement est la comparaison entre la puissance électrique qu’il délivre et la puissance électrique qu’il délivrerait si, soumis aux mêmes conditions environnementales, il fonctionnait constamment en son point de puissance maximum.Monitoring the performance of a photovoltaic device in operation is the comparison between the electrical power it delivers and the electrical power it would deliver if, subject to the same environmental conditions, it operated constantly at its maximum power point.
Ainsi, la production d’un dispositif photovoltaïque dépend principalement de l’éclairement reçu et plus précisément, du courant photogénéré par cet éclairement et de la température des cellules photovoltaïques. Pour évaluer ou suivre le plus précisément possible la production électrique d’un dispositif photovoltaïque, que ce soit en caractérisation usine d’un dispositif photovoltaïque ou bien en conception ou en fonctionnement d’une installation solaire, on cherche donc à connaître :
- le courant photogénéré (ou le courant de court-circuit Icc) par l’éclairement reçu ou, par défaut et de façon indirecte, la valeur de cet éclairement moyennée sur toute la surface du dispositif ; et
- la température du dispositif photovoltaïque.Thus, the production of a photovoltaic device depends mainly on the illumination received and more precisely, on the current photogenerated by this illumination and on the temperature of the photovoltaic cells. To assess or monitor the electricity production of a photovoltaic device as precisely as possible, whether in the factory characterization of a photovoltaic device or in the design or operation of a solar installation, we therefore seek to know:
- the photogenerated current (or the short-circuit current I cc ) by the illumination received or, by default and indirectly, the value of this illumination averaged over the entire surface of the device; And
- the temperature of the photovoltaic device.
La température d’un dispositif photovoltaïque est définie comme étant la température moyenne de l’ensemble des cellules composant ledit dispositif photovoltaïque. En pratique, on détermine un point représentatif de la température moyenne de l’ensemble des cellules, et on mesure la température en ce point. Dans certaines formules connues dans le domaine de l’invention, on prend une température de jonction des cellules.The temperature of a photovoltaic device is defined as being the average temperature of all the cells making up said photovoltaic device. In practice, a point representative of the average temperature of all the cells is determined, and the temperature is measured at this point. In certain formulas known in the field of the invention, a junction temperature of the cells is taken.
On détermine alors la puissance du dispositif photovoltaïque, généralement à l’aide d’un modèle exprimant cette puissance en fonction du courant photogénéré (ou à défaut, de la mesure de l’éclairement reçu) et de sa température.The power of the photovoltaic device is then determined, generally using a model expressing this power as a function of the photogenerated current (or failing that, of the measurement of the illumination received) and its temperature.
L’éclairement peut être mesuré par un radiomètre. Les radiomètres (pyranomètres, pyrhéliomètres) sont des capteurs qui mesurent un flux thermique (une énergie par unité de surface) en transformant les photons reçus en élévation de température d’un corps noir. Mais les radiomètres ne sont pas adaptés pour suivre précisément les performances d’un dispositif photovoltaïque car ils ne permettent pas de déterminer avec précision le courant photogénéré. En outre, les radiomètres ne permettent pas de déterminer avec précision la température de fonctionnement du matériau photovoltaïque, qui doit donc être mesurée de façon indépendante.Illumination can be measured by a radiometer. Radiometers (pyranometers, pyrheliometers) are sensors that measure heat flux (energy per unit area) by transforming the photons received into a rise in temperature of a black body. But radiometers are not suitable for precisely monitoring the performance of a photovoltaic device because they cannot accurately determine the photogenerated current. In addition, radiometers do not make it possible to accurately determine the operating temperature of the photovoltaic material, which must therefore be measured independently.
Pour évaluer ou suivre les performances et la production électrique d’un dispositif photovoltaïque, il est connu d’utiliser un dispositif photovoltaïque de référence (que l’on pourra désigner par raccourci « dispositif de référence »). Un dispositif de référence peut être utilisé pour déterminer le courant photogénéré (ou le courant de court-circuit Icc) ou à défaut l’éclairement, voire mesurer la température des matériaux photovoltaïques.To evaluate or monitor the performance and the electrical production of a photovoltaic device, it is known to use a reference photovoltaic device (which can be designated by shortcut “reference device”). A reference device can be used to determine the photogenerated current (or the short-circuit current I cc ) or, failing that, the illumination, or even measure the temperature of the photovoltaic materials.
Un dispositif photovoltaïque de référence est constitué de cellules, de modules (voire de mini-modules), dont le matériau est le même que celui pour lequel on cherche à suivre les performances, de préférence dont la réponse spectrale est également sensiblement la même, et dont on a déterminé de manière précise les caractéristiques dans les conditions standard de test ainsi que le comportement en température. Le dispositif de référence doit également être dans les mêmes dispositions (orientation, inclinaison, système de montage) et dans le même environnement que le dispositif dont on cherche à évaluer ou suivre les performances.A reference photovoltaic device consists of cells, modules (or even mini-modules), the material of which is the same as that for which the performance is to be monitored, preferably the spectral response of which is also substantially the same, and whose characteristics have been precisely determined under standard test conditions as well as behavior at temperature. The reference device must also be in the same arrangements (orientation, inclination, mounting system) and in the same environment as the device whose performance is to be assessed or monitored.
L’utilisation d’un dispositif photovoltaïque de référence est particulièrement intéressante en conception d’une future installation solaire, notamment pour déterminer le potentiel photovoltaïque de chaque dispositif photovoltaïque de l’installation solaire en un lieu donné, c’est-à-dire la puissance électrique que le dispositif photovoltaïque serait susceptible de fournir en ce lieu, s’il était constamment maintenu à son point de puissance maximum. En effet, dans ce cas, on ne peut disposer des capteurs de température et/ou mesurer le courant photogénéré (ou le courant de court-circuit Icc) directement sur un dispositif photovoltaïque, puisqu’il n’est pas encore installé et/ou en fonctionnement. La puissance électrique peut alors être déterminée en se basant sur la détermination du courant de court-circuit et de la température du dispositif photovoltaïque de référence, et avantageusement en utilisant un modèle permettant de déterminer, à partir de la valeur du courant de court-circuit et de la température, les valeurs de la tension en circuit ouvert, du courant, de la tension et de la puissance au point de puissance maximum.The use of a reference photovoltaic device is particularly interesting in the design of a future solar installation, in particular to determine the photovoltaic potential of each photovoltaic device of the solar installation in a given place, that is to say the electrical power that the photovoltaic device would be capable of supplying in this place, if it were constantly maintained at its maximum power point. Indeed, in this case, it is not possible to have temperature sensors and/or measure the photogenerated current (or the short-circuit current I cc ) directly on a photovoltaic device, since it is not yet installed and/ or in operation. The electrical power can then be determined based on the determination of the short-circuit current and the temperature of the reference photovoltaic device, and advantageously by using a model making it possible to determine, from the value of the short-circuit current and temperature, the values of open circuit voltage, current, voltage and power at the maximum power point.
Mais un dispositif photovoltaïque de référence peut être également et avantageusement utilisé pour suivre les performances et la production électrique d’un dispositif photovoltaïque en fonctionnement, également en se basant sur la détermination du courant de court-circuit et de la température du dispositif photovoltaïque de référence, et avantageusement en utilisant un modèle permettant de déterminer, à partir de la valeur du courant de court-circuit et de la température, les valeurs de la tension en circuit ouvert, du courant, de la tension et de la puissance au point de puissance maximum.But a reference photovoltaic device can also and advantageously be used to monitor the performance and electrical production of a photovoltaic device in operation, also based on the determination of the short-circuit current and the temperature of the reference photovoltaic device. , and advantageously by using a model making it possible to determine, from the value of the short-circuit current and the temperature, the values of the open-circuit voltage, of the current, of the voltage and of the power at the power point maximum.
Historiquement, les dispositifs photovoltaïques ont été conçus pour exploiter l’éclairement reçu sur une seule face, qui est la face la plus exposée à la lumière (ou « face avant »). On parle alors de dispositifs photovoltaïques monofaciaux.Historically, photovoltaic devices have been designed to exploit the illumination received on a single face, which is the face most exposed to light (or "front face"). We then speak of monofacial photovoltaic devices.
Dans certains cas, un dispositif photovoltaïque est susceptible de recevoir un éclairement non négligeable sur sa face la moins exposée à la lumière (ou « face arrière ». Typiquement, c’est le cas d’un dispositif photovoltaïque bifacial vertical nord-sud, qui peut recevoir au total, selon les lieux, plus d’éclairement sur ses deux faces qu’un dispositif photovoltaïque monofacial disposé de façon optimale avec une orientation au sud. Ainsi, certains dispositifs photovoltaïques sont conçus pour produire l’effet photovoltaïque à partir des photons reçus sur leurs deux faces. Ils sont dits bifaciaux (ou encore « double-sided » en anglais) en ce qu’ils comprennent des cellules capables de capter et d’utiliser le rayonnement sur les deux faces.In some cases, a photovoltaic device is likely to receive a non-negligible illumination on its face least exposed to light (or "rear face"). Typically, this is the case of a bifacial vertical north-south photovoltaic device, which can receive in total, depending on the location, more illumination on its two faces than a monofacial photovoltaic device optimally arranged with an orientation to the south.Thus, certain photovoltaic devices are designed to produce the photovoltaic effect from photons received on both sides They are called bifacial (or “double-sided”) in that they include cells capable of capturing and using radiation on both sides.
On connait des dispositifs photovoltaïques de référence qui sont monofaciaux. Ce sont des dispositifs comportant une, deux, voire plus de deux cellules de même matériau avec la même réponse spectrale que le dispositif photovoltaïque dont on cherche à évaluer ou suivre les performances.Reference photovoltaic devices which are monofacial are known. These are devices comprising one, two, or even more than two cells of the same material with the same spectral response as the photovoltaic device whose performance is to be evaluated or monitored.
Certains dispositifs photovoltaïques monofaciaux de référence permettent de mesurer la température de la cellule en disposant un capteur de température contre la face arrière de la cellule. Dans ce cas, le capteur de température est encapsulé avec la cellule. Qu’il soit intégré ou non dans le dispositif de référence, le capteur de température peut être un thermocouple, une thermistance ou une sonde résistive.Certain reference monofacial photovoltaic devices make it possible to measure the temperature of the cell by placing a temperature sensor against the rear face of the cell. In this case, the temperature sensor is encapsulated with the cell. Whether or not it is integrated into the reference device, the temperature sensor can be a thermocouple, a thermistor or a resistive probe.
Certains dispositifs photovoltaïques monofaciaux de référence enferment dans un boîtier disposé sous la face arrière un système résistif permettant la détermination du courant de court-circuit, avec le même inconvénient que décrit ci-dessus (température non représentative).Certain reference monofacial photovoltaic devices enclose in a casing arranged under the rear face a resistive system allowing the determination of the short-circuit current, with the same drawback as described above (temperature not representative).
En outre, une telle configuration n’est pas adaptée pour réaliser un dispositif photovoltaïque bifacial de référence. En effet, un dispositif photovoltaïque bifacial de référence, pour être représentatif d’un dispositif photovoltaïque bifacial, doit comprendre des cellules capables de capter le rayonnement sur les deux faces. Ainsi, si on positionne un capteur de température en face arrière, on voit qu’il sera sur une des faces susceptibles de capter le rayonnement. Il existe deux inconvénients majeurs à ça :
- le capteur de température ombre au moins partiellement la cellule et ainsi diminue la quantité de lumière parvenant à la cellule, le courant photogénéré n’est alors pas représentatif de l’éclairement que recevrait la cellule sans ombrage ; et
- en étant disposé sur une des faces d’une cellule photovoltaïque bifaciale, le capteur de température est exposé au soleil, et sa température n’est donc pas représentative de la température de la cellule ; et si on cache la sonde pour lui éviter d’être exposée au soleil, alors la cellule est encore moins représentative d’une cellule bifaciale sans ombrage.Furthermore, such a configuration is not suitable for producing a reference bifacial photovoltaic device. Indeed, a reference bifacial photovoltaic device, to be representative of a bifacial photovoltaic device, must comprise cells capable of capturing radiation on both faces. Thus, if we position a temperature sensor on the rear face, we see that it will be on one of the faces capable of capturing the radiation. There are two major downsides to this:
- the temperature sensor at least partially shades the cell and thus reduces the quantity of light reaching the cell, the photogenerated current is then not representative of the illumination that the cell would receive without shading; And
- By being placed on one of the faces of a bifacial photovoltaic cell, the temperature sensor is exposed to the sun, and its temperature is therefore not representative of the temperature of the cell; and if the probe is hidden to prevent it from being exposed to the sun, then the cell is even less representative of a bifacial cell without shading.
On peut utiliser deux dispositifs photovoltaïques monofaciaux de référence, un pour chaque face, en supposant que le courant photogénéré est la somme des courants photogénérés en faces avant et arrière. Cependant, chaque dispositif monofacial de référence comprend une cellule monofaciale qui est de nature différente d’une cellule bifaciale, et n’a notamment pas la même réponse spectrale qu’une cellule bifaciale. En outre, comme indiqué plus avant, la face arrière, munie d’un capteur de température, ne permet pas de mesurer une température précisément représentative de la cellule photovoltaïque.It is possible to use two reference monofacial photovoltaic devices, one for each face, assuming that the current photogenerated is the sum of the currents photogenerated on the front and rear faces. However, each monofacial reference device comprises a monofacial cell which is of a different nature from a bifacial cell, and in particular does not have the same spectral response as a bifacial cell. In addition, as indicated above, the rear face, equipped with a temperature sensor, does not make it possible to measure a temperature precisely representative of the photovoltaic cell.
Il existe également un dispositif photovoltaïque de référence présenté comme étant bifacial, commercialisé par la société Rera Solutions. Cependant, il s’agit de deux cellules photovoltaïques monofaciales, regroupées au sein d’un même dispositif. Un inconvénient d’un tel dispositif de référence est le même que celui décrit plus avant, à savoir que les deux cellules photovoltaïques monofaciales sont de nature différente d’une cellule bifaciale, n’ont notamment pas la même réponse spectrale qu’une cellule bifaciale et pas le même comportement électrique. Ils n’ont pas le même comportement thermique qu’un dispositif bifacial, dans la mesure où il existe un espace entre les deux cellules. De ce fait, un tel dispositif photovoltaïque de référence n’est pas adapté pour représenter le dispositif photovoltaïque bifacial dont on cherche à suivre les performances.There is also a reference photovoltaic device presented as being bifacial, marketed by the company Rera Solutions. However, these are two monofacial photovoltaic cells, grouped together within the same device. A disadvantage of such a reference device is the same as that described above, namely that the two monofacial photovoltaic cells are of a different nature from a bifacial cell, in particular do not have the same spectral response as a bifacial cell. and not the same electrical behavior. They do not have the same thermal behavior as a bifacial device, since there is a space between the two cells. As a result, such a reference photovoltaic device is not suitable for representing the bifacial photovoltaic device whose performance is sought to be monitored.
On comprend des documents de l’état de la technique qu’il n’est pas évident de mesurer la température d’une cellule photovoltaïque bifaciale, sans que la mesure elle-même n’apporte un biais de mesure, et qu’il n’est pas évident de disposer d’une cellule photovoltaïque bifaciale représentative d’un dispositif photovoltaïque bifacial. Ainsi, il n’existe donc pas à ce jour de dispositif photovoltaïque bifacial de référence permettant à la fois de mesurer l’éclairement reçu et d’obtenir une estimation réaliste à la fois du courant photogénéré et de la température de fonctionnement d’une cellule d’un module ou d’un dispositif photovoltaïque bifacial.It is understood from the documents of the state of the art that it is not easy to measure the temperature of a bifacial photovoltaic cell, without the measurement itself bringing a measurement bias, and that it is not It is not easy to have a bifacial photovoltaic cell representative of a bifacial photovoltaic device. Thus, to date there is therefore no reference bifacial photovoltaic device allowing both to measure the illumination received and to obtain a realistic estimate of both the photogenerated current and the operating temperature of a cell. of a bifacial photovoltaic module or device.
L’invention vise à surmonter les inconvénients précités de l’art antérieur.The invention aims to overcome the aforementioned drawbacks of the prior art.
Plus particulièrement elle vise à disposer d’un dispositif photovoltaïque bifacial de référence permettant d’évaluer ou de suivre les performances d’un ou de plusieurs dispositifs photovoltaïques bifaciaux. En particulier, l’invention vise à disposer d’un dispositif photovoltaïque de référence bifacial qui permette de déterminer avec précision le courant de court-circuit et la température d’un dispositif bifacial soumis à un éclairement bifacial, et dont lesdites mesures soient représentatives d’un ou de plusieurs dispositifs photovoltaïques bifaciaux.More specifically, it aims to have a reference bifacial photovoltaic device making it possible to evaluate or monitor the performance of one or more bifacial photovoltaic devices. In particular, the invention aims to have a bifacial reference photovoltaic device which makes it possible to accurately determine the short-circuit current and the temperature of a bifacial device subjected to bifacial illumination, and whose said measurements are representative of one or more bifacial photovoltaic devices.
Un premier objet de l’invention permettant de remédier à ces inconvénients est un dispositif photovoltaïque bifacial de référence comprenant au moins deux cellules photovoltaïques bifaciales de référence non occultées, les bornes de chaque cellule étant reliées à un circuit électrique compris dans ledit dispositif ;
au moins une première cellule photovoltaïque bifaciale de référence étant reliée à un premier circuit électrique, ledit premier circuit électrique étant un circuit fermé comportant une première résistance de valeur connue R1; et
au moins une deuxième cellule photovoltaïque bifaciale de référence étant reliée à un deuxième circuit électrique, ledit deuxième circuit électrique étant un circuit ouvert ;
le dispositif comprenant en outre des moyens de mesure de tension, aptes à mesurer au moins :
- une première tension V1aux bornes de la première résistance, ladite première tension V1correspondant à la tension du courant de court-circuit VIcc1de la première cellule de référence, la tension du courant de court-circuit VIcc1permettant de déterminer le courant de court-circuit Icc1selon la formule :
- une deuxième tension V2aux bornes du deuxième circuit ouvert, ladite deuxième tension V2correspondant à la tension en circuit ouvert Vco2de la deuxième cellule de référence ;
les cellules photovoltaïques bifaciales de référence étant disposées sensiblement selon un même plan.A first object of the invention making it possible to remedy these drawbacks is a reference bifacial photovoltaic device comprising at least two non-occulted reference bifacial photovoltaic cells, the terminals of each cell being connected to an electrical circuit included in said device;
at least one first reference bifacial photovoltaic cell being connected to a first electrical circuit, said first electrical circuit being a closed circuit comprising a first resistance of known value R 1 ; And
at least one second reference bifacial photovoltaic cell being connected to a second electrical circuit, said second electrical circuit being an open circuit;
the device further comprising voltage measuring means, capable of measuring at least:
- a first voltage V 1 across the terminals of the first resistor, said first voltage V 1 corresponding to the voltage of the short-circuit current V Icc1 of the first reference cell, the voltage of the short-circuit current V Icc1 making it possible to determine the short-circuit current I cc1 according to the formula:
- a second voltage V 2 across the terminals of the second open circuit, said second voltage V 2 corresponding to the open circuit voltage V co2 of the second reference cell;
the reference bifacial photovoltaic cells being arranged substantially in the same plane.
Le dispositif selon l’invention peut être en une seule partie (toutes les cellules étant sur un même support par exemple) ou en plusieurs parties (par exemple en plusieurs modules ou mini-modules). Les cellules photovoltaïques d’un même dispositif sont coplanaires, de manière à pouvoir caractériser l’éclairement sur un plan donné.The device according to the invention can be in a single part (all the cells being on the same support for example) or in several parts (for example in several modules or mini-modules). The photovoltaic cells of the same device are coplanar, so as to be able to characterize the illumination on a given plane.
Les cellules bifaciales du dispositif de référence doivent être représentatives des cellules photovoltaïques composant les dispositifs photovoltaïques bifaciaux dont on cherche à évaluer ou suivre les performances.The bifacial cells of the reference device must be representative of the photovoltaic cells making up the bifacial photovoltaic devices whose performance is to be evaluated or monitored.
De plus, toutes les cellules bifaciales d’un dispositif de référence sont en le même matériau et en les mêmes caractéristiques, et de préférence ce sont toutes des cellules bifaciales identiques.Moreover, all the bifacial cells of a reference device are made of the same material and have the same characteristics, and preferably they are all identical bifacial cells.
De préférence, tout ou partie des cellules bifaciales d’un dispositif de référence sont choisies de façon à ce que, lorsqu’elles sont associées (c’est-à-dire une cellule est en court-circuit alors que l’autre est en circuit ouvert et/ou lorsque une cellule est occultée en face avant alors que l’autre cellule est occultée en face arrière), leurs faces avant et arrière respectives soient de même nature, notamment si la technologie de fabrication des cellules bifaciales crée des cellules bifaciales avec deux faces de nature différentes. Deux cellules ainsi associées sont généralement deux cellules adjacentes.Preferably, all or part of the bifacial cells of a reference device are chosen so that, when they are associated (i.e. one cell is short-circuited while the other is in open circuit and/or when a cell is obscured on the front face while the other cell is obscured on the rear face), their respective front and rear faces are of the same nature, in particular if the manufacturing technology of the bifacial cells creates bifacial cells with two faces of different nature. Two cells thus associated are generally two adjacent cells.
Par raccourci, une cellule est dite en « court-circuit » lorsque ses bornes sont reliées à un circuit fermé par un shunt (ou résistance en dérivation) et une cellule est dite en « circuit ouvert » lorsque ses bornes sont reliées à un circuit ouvert, c’est-à-dire que les bornes de la cellule ne sont pas reliées entre elles.By shortcut, a cell is said to be in "short circuit" when its terminals are connected to a closed circuit by a shunt (or shunt resistor) and a cell is said to be in "open circuit" when its terminals are connected to an open circuit. , that is to say that the terminals of the cell are not connected to each other.
Dans l’ensemble de la présente description, par souci de simplification, une cellule photovoltaïque bifaciale de référence peut être désignée par « cellule de référence » voire « cellule ». De même, un dispositif photovoltaïque bifacial de référence peut être désigné par « dispositif de référence » voire « dispositif ». En outre, un dispositif photovoltaïque bifacial dont on cherche à suivre ou évaluer les performances peut être désigné par « dispositif photovoltaïque bifacial ». Egalement par simplification, on pourra parler d’un dispositif photovoltaïque bifacial, bien qu’il soit évident qu’un dispositif de référence puisse suivre ou évaluer les performances de plusieurs dispositifs photovoltaïques bifaciaux.Throughout this description, for the sake of simplification, a reference bifacial photovoltaic cell may be referred to as a "reference cell" or even a "cell". Likewise, a reference bifacial photovoltaic device can be designated by “reference device” or even “device”. In addition, a bifacial photovoltaic device whose performance is sought to be monitored or evaluated can be referred to as a “bifacial photovoltaic device”. Also for simplification, we can speak of a bifacial photovoltaic device, although it is obvious that a reference device can monitor or evaluate the performance of several bifacial photovoltaic devices.
Evidemment, pour un dispositif bifacial, les termes de « face avant » et de « face arrière » ont un peu moins de sens que pour un dispositif monofacial. Aussi, par convention, on désignera par « face avant » ou « plaque avant » la face ou la plaque exposée le plus directement au rayonnement et par « face arrière » ou « plaque arrière » la face ou la plaque exposée le moins directement au rayonnement. Plus généralement, « avant » ou « devant » se réfère au côté exposé le plus directement au rayonnement, et « arrière » ou « derrière » se réfère au côté exposé le moins directement au rayonnement.Obviously, for a bifacial device, the terms “front face” and “rear face” have a little less meaning than for a monofacial device. Also, by convention, we will designate by "front face" or "front plate" the face or the plate exposed most directly to the radiation and by "rear face" or "rear plate" the face or the plate exposed the least directly to the radiation. . More generally, "front" or "front" refers to the side most directly exposed to radiation, and "back" or "behind" refers to the side less directly exposed to radiation.
Selon l’invention, un circuit électrique « relié à » une cellule signifie qu’il est relié aux bornes de ladite cellule.According to the invention, an electrical circuit “connected to” a cell means that it is connected to the terminals of said cell.
Le dispositif photovoltaïque bifacial de référence selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniques possibles.The reference bifacial photovoltaic device according to the invention may further comprise one or more of the following characteristics taken individually or in all possible technical combinations.
Selon un mode de réalisation, au moins un circuit électrique fermé apte à mesurer une tension de court-circuit comporte un cavalier disposé entre la résistance dudit circuit électrique fermé et la cellule de référence reliée audit circuit électrique fermé.According to one embodiment, at least one closed electrical circuit capable of measuring a short-circuit voltage comprises a jumper placed between the resistance of said closed electrical circuit and the reference cell connected to said closed electrical circuit.
Selon un mode de réalisation préféré, chaque cellule photovoltaïque bifaciale de référence comprend une plaque avant formant la face avant et une plaque arrière formant la face arrière, la cellule étant encapsulée dans une couche d’encapsulation entre les plaques avant et arrière. Les cellules photovoltaïques bifaciales de référence peuvent être encapsulées séparément ou ensemble.According to a preferred embodiment, each reference bifacial photovoltaic cell comprises a front plate forming the front face and a rear plate forming the rear face, the cell being encapsulated in an encapsulation layer between the front and rear plates. The reference bifacial photovoltaic cells can be encapsulated separately or together.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre au moins une cellule photovoltaïque bifaciale de référence occultée sur une face avant ou arrière par au moins un cache compris dans ledit dispositif, les bornes de ladite au moins une cellule occultée étant reliées à un circuit électrique fermé comportant une résistance, les moyens de mesure de tension étant aptes à mesurer une tension aux bornes de ladite résistance, correspondant à la tension de courant de court-circuit VIccdû à l’éclairement reçu par la face non occultée de ladite au moins une cellule occultée.According to one embodiment, the device further comprises at least one reference bifacial photovoltaic cell obscured on a front or rear face by at least one cover included in said device, the terminals of said at least one obscured cell being connected to a circuit closed electrical circuit comprising a resistor, the voltage measuring means being able to measure a voltage across the terminals of said resistor, corresponding to the short-circuit current voltage V Icc due to the illumination received by the non-obscured face of said au minus one occluded cell.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins deux cellules photovoltaïques bifaciales de référence occultées sur deux faces différentes par au moins deux caches compris dans ledit dispositif, les bornes de chaque cellule occultée étant reliées à un circuit électrique fermé comportant une résistance, les moyens de mesure de tension étant aptes à mesurer une tension aux bornes de chaque résistance, correspondant à la tension de courant de court-circuit VIccdû à l’éclairement reçu par la face non occultée de chaque cellule occultée.According to one embodiment, the device comprises at least two reference bifacial photovoltaic cells shielded on two different faces by at least two covers included in said device, the terminals of each shielded cell being connected to a closed electrical circuit comprising a resistor, the voltage measuring means being capable of measuring a voltage across the terminals of each resistor, corresponding to the short-circuit current voltage V Icc due to the illumination received by the non-obscured face of each obscured cell.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins deux cellules photovoltaïques bifaciales de référence occultées sur une même face avant ou arrière par au moins un cache compris dans ledit dispositif, de préférence par le même cache, les bornes d’au moins une cellule occultée étant reliées à au moins un circuit électrique fermé comportant une résistance de manière à mesurer la tension de courant de court-circuit VIccet les bornes d’au moins une autre cellule occultée étant reliées à au moins un circuit électrique ouvert de manière à mesurer une tension de circuit ouvert Vco.According to one embodiment, the device comprises at least two reference bifacial photovoltaic cells obscured on the same front or rear face by at least one cover included in said device, preferably by the same cover, the terminals of at least one cell cell being connected to at least one closed electrical circuit comprising a resistor so as to measure the short-circuit current voltage V Icc and the terminals of at least one other concealed cell being connected to at least one open electrical circuit so as to measure an open circuit voltage V co .
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins trois cellules photovoltaïques bifaciales de référence occultées sur deux faces différentes par au moins deux caches compris dans ledit dispositif, les bornes des cellules occultées sur la même face étant reliées l’une à un circuit électrique fermé comportant une résistance de manière à mesurer la tension de courant de court-circuit VIccet l’autre à un circuit électrique ouvert de manière à mesurer une tension de circuit ouvert Vco.According to one embodiment, the device comprises at least three reference bifacial photovoltaic cells shielded on two different faces by at least two covers included in said device, the terminals of the cells shielded on the same face being connected one to an electrical circuit closed comprising a resistor so as to measure the short-circuit current voltage V Icc and the other to an open electrical circuit so as to measure an open circuit voltage V co .
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins au moins quatre cellules photovoltaïques bifaciales de référence occultées sur deux faces différentes par au moins deux caches compris dans ledit dispositif, au moins deux cellules étant occultées sur leurs faces avant, l’une étant reliée à un circuit électrique fermé comportant une résistance de manière à mesurer la tension de courant de court-circuit VIcc, l’autre étant reliée à un circuit électrique ouvert de manière à mesurer une tension de circuit ouvert Vco, et au moins deux cellules étant occultées sur leurs faces arrière, l’une étant reliée à un circuit électrique fermé comportant une résistance de manière à mesurer la tension de courant de court-circuit VIccet l’autre étant reliée à un circuit électrique ouvert de manière à mesurer une tension de circuit ouvert.According to one embodiment, the device comprises at least at least four reference bifacial photovoltaic cells shielded on two different faces by at least two covers included in said device, at least two cells being shielded on their front faces, one being connected to a closed electrical circuit comprising a resistor so as to measure the short-circuit current voltage V Icc , the other being connected to an open electrical circuit so as to measure an open circuit voltage V co , and at least two cells being concealed on their rear faces, one being connected to a closed electrical circuit comprising a resistor so as to measure the short-circuit current voltage V Icc and the other being connected to an open electrical circuit so as to measure a open circuit voltage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre au moins un capteur de température disposé contre la face occultée d’au moins une cellule de référence occultée.According to one embodiment, the device further comprises at least one temperature sensor placed against the obscured face of at least one obscured reference cell.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif comprend au moins deux capteurs de température disposés contre les faces occultées d’au moins deux cellules de référence occultées.According to a particular embodiment, the device comprises at least two temperature sensors arranged against the shielded faces of at least two shielded reference cells.
Selon un mode de réalisation, au moins un capteur de température est associé à une cellule de référence occultée en court-circuit.According to one embodiment, at least one temperature sensor is associated with a short-circuited reference cell.
Selon un mode de réalisation pouvant être combiné avec le mode précédent, au moins un capteur de température est associé à une cellule de référence occultée en circuit ouvert.According to an embodiment which can be combined with the previous mode, at least one temperature sensor is associated with a reference cell concealed in open circuit.
Selon un mode de réalisation, au moins un cache est intégré contre (ou à) la plaque avant et/ou contre (ou à) la plaque arrière d’une cellule de référence occultée, et étant de préférence encapsulé dans la couche d’encapsulation.According to one embodiment, at least one mask is integrated against (or at) the front plate and/or against (or at) the rear plate of a concealed reference cell, and being preferably encapsulated in the encapsulation layer .
Un cache désigne tout moyen (film, couche, plaque, feuille …) adapté pour maximiser les réflexions et pour limiter les transmissions sur une face (face occultée) de la cellule photovoltaïque bifaciale tout en limitant les réflexions sur l’autre face (face non occultée). Il comprend généralement une face claire qui maximise les réflexions et limite les transmissions (par exemple une face blanche) et une face foncée qui limite les réflexions (par exemple une face noire).A mask designates any means (film, layer, plate, sheet, etc.) suitable for maximizing reflections and for limiting transmissions on one side (hidden side) of the bifacial photovoltaic cell while limiting reflections on the other side (uncovered side). hidden). It generally comprises a light face which maximizes reflections and limits transmissions (for example a white face) and a dark face which limits reflections (for example a black face).
Le cache doit en outre modifier le moins possible le comportement thermique de la cellule photovoltaïque. Il doit être le plus fin possible, tout en permettant l’occultation de la face. Cela peut être un film d’une centaine de microns à quelques millimètres d’épaisseur, par exemple un film en PVF (PolyFluorure de Vinyle), notamment un film en PVF distribué sous la marque Tedlar®.The cover must also modify the thermal behavior of the photovoltaic cell as little as possible. It must be as thin as possible, while allowing the face to be concealed. This can be a film from a hundred microns to a few millimeters thick, for example a PVF (PolyVinyl Fluoride) film, in particular a PVF film distributed under the Tedlar® brand.
Selon un mode de réalisation avantageux, au moins un cache est encapsulé dans la couche d’encapsulation de la cellule occultée. Cela permet de contrebalancer la surépaisseur du cache par la réduction de l’épaisseur de la couche d’encapsulation à l’endroit où est encapsulé le cache. Cela est un moyen de limiter l’impact du cache sur le comportement thermique de la cellule photovoltaïque. De préférence, tous les caches sont encapsulés dans la couche d’encapsulation de la cellule occultée.According to an advantageous embodiment, at least one cache is encapsulated in the encapsulation layer of the occulted cell. This makes it possible to counterbalance the extra thickness of the cache by reducing the thickness of the encapsulation layer at the place where the cache is encapsulated. This is a way to limit the impact of the cache on the thermal behavior of the photovoltaic cell. Preferably, all caches are encapsulated in the encapsulation layer of the shadowed cell.
Une cellule photovoltaïque bifaciale de référence occultée par un cache peut être désignée par « cellule de référence occultée » ou « cellule occultée ». Une cellule photovoltaïque bifaciale de référence non occultée par un cache peut être désignée par « cellule de référence non occultée » ou « cellule non occultée ».A reference bifacial photovoltaic cell concealed by a mask can be designated as a “concealed reference cell” or a “concealed cell”. A reference bifacial photovoltaic cell not obscured by a mask can be designated by “non-occulted reference cell” or “non-occulted cell”.
Un deuxième objet de l’invention est un système photovoltaïque comprenant au moins un dispositif photovoltaïque bifacial et au moins un dispositif photovoltaïque bifacial de référence selon le premier objet de l'invention.A second object of the invention is a photovoltaic system comprising at least one bifacial photovoltaic device and at least one reference bifacial photovoltaic device according to the first object of the invention.
Selon un mode de réalisation, au moins un dispositif photovoltaïque bifacial de référence est disposé à côté du dispositif photovoltaïque bifacial.According to one embodiment, at least one reference bifacial photovoltaic device is placed next to the bifacial photovoltaic device.
Selon un mode de réalisation pouvant être combiné avec le mode précédent, les cellules d’au moins un dispositif photovoltaïque bifacial de référence sont disposées au sein du dispositif photovoltaïque bifacial, entre plusieurs cellules photovoltaïques bifaciales et/ou au niveau d’au moins un bord dudit dispositif photovoltaïque bifacial.According to an embodiment that can be combined with the previous embodiment, the cells of at least one reference bifacial photovoltaic device are arranged within the bifacial photovoltaic device, between several bifacial photovoltaic cells and/or at the level of at least one edge said bifacial photovoltaic device.
Le dispositif photovoltaïque bifacial de référence et le système photovoltaïque selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques précédemment énoncées, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques.The reference bifacial photovoltaic device and the photovoltaic system according to the invention may comprise any one of the characteristics listed above, taken in isolation or according to all technically possible combinations with other characteristics.
Un troisième objet est un procédé de détermination d’au moins une température et d’au moins un courant de court-circuit d’un dispositif de référence selon le premier objet de l’invention, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- une étape de mesure d’une tension aux bornes de la résistance de valeur R d’un circuit électrique fermé relié aux bornes d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence non occultée en court-circuit, ladite tension correspondant à la tension VIccdu courant de court-circuit de ladite cellule ;
- une étape de détermination du courant de court-circuit Iccde ladite cellule à partir de la tension VIccdu courant de court-circuit mesurée, en utilisant la loi d’Ohm :
- une étape de mesure d’une tension aux bornes d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence non occultée en circuit ouvert, ladite tension correspondant à la tension en circuit ouvert Vcode ladite cellule ; et
- une étape de détermination d’une température T à partir du courant de court-circuit Iccdéterminé, et de la tension en circuit ouvert Vcomesurée, et éventuellement d’autres paramètres caractéristiques d’au moins une cellule de référence. Les autres paramètres peuvent être des paramètres caractéristiques fournis par des essais, des étalonnages et/ou fournis par le fabricant de ladite cellule.A third object is a method for determining at least one temperature and at least one short-circuit current of a reference device according to the first object of the invention, said method comprising the following steps:
- a step of measuring a voltage at the terminals of the resistance of value R of a closed electric circuit connected to the terminals of a reference bifacial photovoltaic cell not occulted in short-circuit, said voltage corresponding to the voltage V Icc of the short-circuit current of said cell;
- a step of determining the short-circuit current I cc of said cell from the voltage V Icc of the short-circuit current measured, using Ohm's law:
- a step of measuring a voltage at the terminals of a non-occulted reference bifacial photovoltaic cell in open circuit, said voltage corresponding to the open circuit voltage V co of said cell; And
- a step of determining a temperature T from the short-circuit current I cc determined, and the open-circuit voltage V co measured, and possibly other characteristic parameters of at least one reference cell. The other parameters may be characteristic parameters supplied by tests, calibrations and/or supplied by the manufacturer of said cell.
Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de détermination d’une température T utilise la formule :
où :
- Vcoest la tension en circuit ouvert mesurée ;
- VcoSTCest la tension en circuit ouvert dans les conditions standard de test ;
- Iccest le courant de court-circuit déterminé ;
- IccSTCest le courant de court-circuit dans les conditions standard de test ;
- α et β sont des coefficients pouvant être obtenus par un étalonnage du dispositif.According to a particular embodiment, the step of determining a temperature T uses the formula:
Or :
- V co is the measured open circuit voltage;
- V coSTC is the open circuit voltage under standard test conditions;
- I sc is the determined short-circuit current;
- I ccSTC is the short-circuit current under standard test conditions;
- α and β are coefficients that can be obtained by calibrating the device.
L’invention concerne également un procédé de détermination d’au moins un courant de court-circuit d’une face avant, et/ou respectivement d’une face arrière, d’au moins une cellule photovoltaïque bifaciale occultée d’un dispositif de référence (comportant au moins une cellule photovoltaïque bifaciale occultée), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- une étape de mesure d’une tension aux bornes de la résistance d’un circuit électrique fermé relié aux bornes d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence occultée en face arrière, et/ou respectivement en face avant, ladite tension correspondant à la tension VIccdu courant de court-circuit de ladite cellule ;
- une étape de détermination du courant de court-circuit Iccde ladite cellule à partir de la tension VIccdu courant de court-circuit mesurée, en utilisant la loi d’Ohm.The invention also relates to a method for determining at least one short-circuit current of a front face, and/or respectively of a rear face, of at least one concealed bifacial photovoltaic cell of a reference device (comprising at least one occulted bifacial photovoltaic cell), said method comprising the following steps:
- a step of measuring a voltage at the terminals of the resistor of a closed electrical circuit connected to the terminals of a reference bifacial photovoltaic cell concealed on the rear face, and/or respectively on the front face, said voltage corresponding to the voltage V Isc of the short-circuit current of said cell;
- a step of determining the short-circuit current I cc of said cell from the voltage V Icc of the short-circuit current measured, using Ohm's law.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit procédé est également apte à déterminer une température d’une face avant, et/ou respectivement d’une face arrière, d’au moins une cellule photovoltaïque bifaciale occultée, ledit procédé comprend en outre :
- une étape de mesure d’une tension aux bornes d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence en circuit ouvert et occultée en face arrière, et/ou respectivement en face avant, ladite tension correspondant à la tension en circuit ouvert Vcode ladite cellule ; et
- une étape de détermination d’une température T à partir du courant de court-circuit Iccdéterminé, et de la tension en circuit ouvert Vcomesurée, et éventuellement d’autres paramètres caractéristiques d’au moins une cellule de référence. Les autres paramètres peuvent être des paramètres caractéristiques fournis par des essais, des étalonnages et/ou fournis par le fabricant de ladite cellule.According to a particular embodiment, said method is also capable of determining a temperature of a front face, and/or respectively of a rear face, of at least one occulted bifacial photovoltaic cell, said method further comprises:
- a step of measuring a voltage at the terminals of a reference bifacial photovoltaic cell in open circuit and blanked on the rear face, and/or respectively on the front face, said voltage corresponding to the open circuit voltage V co of said cell ; And
- a step of determining a temperature T from the short-circuit current I cc determined, and the open-circuit voltage V co measured, and possibly other characteristic parameters of at least one reference cell. The other parameters may be characteristic parameters supplied by tests, calibrations and/or supplied by the manufacturer of said cell.
Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de détermination d’une température T utilise la formule :
où :
- Vcoest la tension en circuit ouvert mesurée ;
- VcoSTCest la tension en circuit ouvert dans les conditions standard de test ;
- Iccest le courant de court-circuit déterminé ;
- IccSTCest le courant de court-circuit dans les conditions standard de test ;
- α et β sont des coefficients pouvant être obtenus par un étalonnage du dispositif.According to a particular embodiment, the step of determining a temperature T uses the formula:
Or :
- V co is the measured open circuit voltage;
- V coSTC is the open circuit voltage under standard test conditions;
- I sc is the determined short-circuit current;
- I ccSTC is the short-circuit current under standard test conditions;
- α and β are coefficients that can be obtained by calibrating the device.
Selon un mode de réalisation particulier, dans lequel au moins une cellule occultée est munie d’un capteur de température contre sa face occultée, le procédé est apte à déterminer une température d’une face avant, et/ou respectivement d’une face arrière, et la température est mesurée par le au moins un capteur de température.According to a particular embodiment, in which at least one concealed cell is provided with a temperature sensor against its concealed face, the method is capable of determining a temperature of a front face, and/or respectively of a rear face , and the temperature is measured by the at least one temperature sensor.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple et qui représentent, respectivement :Other characteristics, details and advantages of the invention will become apparent on reading the description given with reference to the appended drawings given by way of example and which represent, respectively:
Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.In all of these figures, identical references can designate identical or similar elements.
De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.In addition, the various parts shown in the figures are not necessarily shown on a uniform scale, to make the figures more readable.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Les figures 1 à 7 représentent plusieurs modes de réalisation d’un dispositif photovoltaïque bifacial de référence conforme à l’invention (dénommé ci-après « dispositif de référence »).FIGS. 1 to 7 represent several embodiments of a reference bifacial photovoltaic device in accordance with the invention (hereinafter referred to as “reference device”).
Dans l’ensemble des figures 1 à 7, les cellules photovoltaïques de référence sont encapsulées dans une couche d’encapsulation 40 transparente à la lumière, par exemple en polyéthylène-acétate de vinyle (EVA), ou en polyvinylbutyral (PVB) ou tout autre matériau adapté et connu dans le domaine de l’invention, afin de protéger lesdites cellules de l'environnement extérieur, tout en perturbant au minimum la réception du rayonnement lumineux. Une partie des conducteurs formant les circuits décrits ci-après est également encapsulée dans la couche d’encapsulation.In all of FIGS. 1 to 7, the reference photovoltaic cells are encapsulated in an encapsulation layer 40 transparent to light, for example in polyethylene-vinyl acetate (EVA), or in polyvinyl butyral (PVB) or any other material suitable and known in the field of the invention, in order to protect said cells from the external environment, while disturbing the reception of light radiation to a minimum. Part of the conductors forming the circuits described below are also encapsulated in the encapsulation layer.
L’ensemble cellules et couche d’encapsulation est intercalé entre une plaque avant 41 formant la face avant AV et une plaque arrière 42 formant la face arrière AR. Les plaques avant et arrière sont de dimensions adaptées pour recouvrir la couche d’encapsulation. Le dispositif de référence étant bifacial, les plaques avant et arrière sont toutes les deux transparentes (par exemple en bi-verre ou tout autre matériau adapté et connu dans le domaine de l’invention).The cells and encapsulation layer assembly is interposed between a front plate 41 forming the front face AV and a rear plate 42 forming the rear face AR. The front and back plates are sized to cover the encapsulation layer. The reference device being bifacial, the front and rear plates are both transparent (for example in bi-glass or any other suitable material known in the field of the invention).
A noter que dans les figures 1 à 7, les cellules sont encapsulées ensemble, mais ceci n’est pas limitatif, chaque cellule peut être encapsulée individuellement, avec sa propre plaque avant et sa propre plaque arrière.Note that in Figures 1 to 7, the cells are encapsulated together, but this is not limiting, each cell can be encapsulated individually, with its own front plate and its own rear plate.
L’ensemble cellules / couche d’encapsulation / plaques avant et arrière est fabriqué et assemblé par un des procédés connus dans le domaine de l’invention, typiquement par un procédé de lamination à chaud (voire à froid) et sous vide, formant une structure.The cells/encapsulation layer/front and rear plates assembly is manufactured and assembled by one of the processes known in the field of the invention, typically by a hot (or even cold) and vacuum lamination process, forming a structure.
Lorsqu’il y a un cache contre une face avant ou arrière de certaines des cellules, celui-ci peut être intégré à cette structure. Un cache peut ainsi être assemblé contre (ou à) une plaque avant et/ou arrière, et il est de préférence encapsulé dans la couche d’encapsulation de la cellule occultée.When there is a cover against a front or rear face of some of the cubicles, it can be integrated into this structure. A cover can thus be assembled against (or at) a front and/or rear plate, and it is preferably encapsulated in the encapsulation layer of the concealed cell.
Les cellules de référence doivent être les plus représentatives possible des cellules du dispositif photovoltaïque bifacial dont on cherche à évaluer ou suivre les performances (dénommé ci-après « dispositif photovoltaïque bifacial »). Comme indiqué précédemment, par simplification, on parlera d’un dispositif photovoltaïque bifacial bien qu’il soit évident qu’un dispositif de référence puisse suivre ou évaluer les performances de plusieurs dispositifs photovoltaïques bifaciaux.The reference cells must be as representative as possible of the cells of the bifacial photovoltaic device whose performance is to be evaluated or monitored (hereinafter referred to as “bifacial photovoltaic device”). As indicated above, for simplification, we will speak of a bifacial photovoltaic device although it is obvious that a reference device can monitor or evaluate the performance of several bifacial photovoltaic devices.
De préférence, les cellules bifaciales du dispositif de référence sont constituées du même matériau que les cellules composant les dispositifs photovoltaïques bifaciaux, et encore plus préférentiellement avec une réponse spectrale proche ou équivalente.Preferably, the bifacial cells of the reference device are made of the same material as the cells making up the bifacial photovoltaic devices, and even more preferably with a close or equivalent spectral response.
En outre, les matériaux de la couche d’encapsulation et des plaques avant et arrière sont de préférence choisis identiques à ceux des dispositifs photovoltaïques bifaciaux dont on cherche à évaluer ou suivre les performances.In addition, the materials of the encapsulation layer and of the front and rear plates are preferably chosen to be identical to those of the bifacial photovoltaic devices whose performance is to be evaluated or monitored.
Ainsi, on peut choisir des cellules bifaciales issues de la chaîne de fabrication des cellules utilisées pour les dispositifs photovoltaïques bifaciaux dont on cherche à évaluer ou suivre les performances et/ou sélectionnées avec les mêmes critères de sélection que les cellules des dispositifs photovoltaïques bifaciaux, par exemple la même puissance et/ou le même courant au point de puissance maximum...Thus, it is possible to choose bifacial cells from the production line of cells used for bifacial photovoltaic devices whose performance is sought to be evaluated or monitored and/or selected with the same selection criteria as the cells of bifacial photovoltaic devices, for example example the same power and/or the same current at the maximum power point...
Il est à noter que la disposition des cellules dans le dispositif n’est pas nécessairement comme représenté dans les figures 1 à 7. L’essentiel est d’avoir des cellules disposées les unes à côté des autres, selon un même plan, de préférence encapsulées ensemble, mais il n’est pas obligatoire que la disposition soit aussi régulière que celle représentée. En outre, il ne s’agit pas nécessairement de cellules de même taille que la cellule photovoltaïque à suivre ou évaluer. Il est cependant important que toutes les cellules d’un même dispositif de référence soient en le même matériau et de mêmes caractéristiques. Ce peut être des cellules identiques.It should be noted that the arrangement of the cells in the device is not necessarily as shown in Figures 1 to 7. The main thing is to have cells arranged next to each other, according to the same plane, preferably encapsulated together, but the layout need not be as regular as shown. In addition, these are not necessarily cells of the same size as the photovoltaic cell to be monitored or evaluated. However, it is important that all the cells of the same reference device are made of the same material and have the same characteristics. It can be identical cells.
En outre, les circuits électriques ouverts et fermés reliés aux bornes des cellules ne sont pas nécessairement disposés en partie périphérique inférieure du dispositif de référence. Ils peuvent être disposés sur une autre partie périphérique du dispositif. Il est essentiel qu’ils ne soient disposés sur aucune des faces avant et arrière des cellules.Furthermore, the open and closed electrical circuits connected to the terminals of the cells are not necessarily arranged in the lower peripheral part of the reference device. They can be arranged on another peripheral part of the device. It is essential that they are not arranged on any of the front and rear faces of the cubicles.
Par raccourci dans la présente description, on pourra écrire que les circuits électriques sont reliés aux cellules, signifiant de manière évidente, qu’ils sont reliés aux bornes desdites cellules.By shortcut in the present description, we can write that the electrical circuits are connected to the cells, meaning obviously, that they are connected to the terminals of said cells.
Les signaux de tension peuvent être déportés loin des cellules. Par contre, les mesures de courant se font par mesure de la tension aux bornes donc proche des cellules, évitant des longueurs de câble inutiles qui créent des chutes de tension parasites.Voltage signals can be carried away from the cells. On the other hand, the current measurements are made by measuring the voltage at the terminals, therefore close to the cells, avoiding unnecessary cable lengths which create parasitic voltage drops.
Enfin, bien que cela ne soit pas représenté dans les figures, le dispositif photovoltaïque bifacial de référence comprend une unité de traitement apte à réaliser au moins les opérations décrites plus après.Finally, although this is not shown in the figures, the reference bifacial photovoltaic device comprises a processing unit able to perform at least the operations described later.
Les différentes tensions délivrées par le dispositif photovoltaïque bifacial de référence selon l’invention peuvent être traitées classiquement au niveau du dispositif en fournissant des courants 4-20 mA ou en les incluant dans des registres du type Modbus, avec ou sans traitement mathématique préalable.The different voltages delivered by the reference bifacial photovoltaic device according to the invention can be processed conventionally at the level of the device by supplying 4-20 mA currents or by including them in registers of the Modbus type, with or without prior mathematical processing.
La
- une première et une deuxième cellule photovoltaïque bifaciale de référence 21, 22 (dénommées ci-après « cellules de référence »);
- un premier et un deuxième circuit électrique 31, 32, le premier circuit électrique 31 étant relié à la première cellule photovoltaïque bifaciale 21 et le deuxième circuit électrique 32 étant relié à la deuxième cellule photovoltaïque bifaciale 22.There
- a first and a second reference bifacial photovoltaic cell 21, 22 (hereinafter referred to as “reference cells”);
- a first and a second electrical circuit 31, 32, the first electrical circuit 31 being connected to the first bifacial photovoltaic cell 21 and the second electrical circuit 32 being connected to the second bifacial photovoltaic cell 22.
Les circuits électriques sont disposés en bordure (ou périphérie) des cellules de référence.The electrical circuits are arranged at the edge (or periphery) of the reference cells.
Le premier circuit électrique 31 est un circuit fermé par un shunt, c’est-à-dire par une première résistance 310 placée en dérivation.The first electrical circuit 31 is a circuit closed by a shunt, that is to say by a first resistor 310 placed in shunt.
La première cellule 21, reliée au shunt, est maintenue proche de son état de court-circuit. La valeur R1de la première résistance 310 doit être connue avec précision et doit être convenablement choisie, de manière connue de l’homme du métier. On choisit généralement une valeur de résistance définie pour que, sous l’éclairement maximum considéré, la tension aux bornes du shunt permette de rester dans la partie rectiligne de la courbe courant-tension, soit par exemple 50 mV. A titre d’exemple, si le courant est de 10 A sous l’éclairement maximum, une valeur convenable de résistance est de 5 mΩ.The first cell 21, connected to the shunt, is kept close to its short-circuit state. The value R 1 of the first resistor 310 must be known with precision and must be suitably chosen, in a manner known to those skilled in the art. A value of resistance defined is generally chosen so that, under the maximum illumination considered, the voltage across the terminals of the shunt makes it possible to remain in the rectilinear part of the current-voltage curve, ie for example 50 mV. For example, if the current is 10 A under maximum illumination, a suitable resistance value is 5 mΩ.
Le premier circuit électrique 31 comprend un moyen de mesure de la tension (première tension V1) aux bornes de la résistance 310 (moyen de mesure non représenté). Cette première tension V1mesurée correspond à la tension du courant de court-circuit ou tension de court-circuit VIcc 1de la première cellule 21.The first electrical circuit 31 comprises means for measuring the voltage (first voltage V 1 ) across the terminals of the resistor 310 (measuring means not shown). This first measured voltage V 1 corresponds to the voltage of the short-circuit current or short-circuit voltage V Icc 1 of the first cell 21.
En mesurant cette première tension V1aux bornes de la résistance, on peut déterminer le courant de court-circuit Icc 1selon la loi d’Ohm, soit :By measuring this first voltage V 1 across the terminals of the resistor, the short-circuit current I cc 1 can be determined according to Ohm's law, i.e.:
Le deuxième circuit électrique 32 est un circuit ouvert. Il comprend un moyen de mesure de la tension (deuxième tension V2) en ses deux bornes (moyen de mesure non représenté). Cette deuxième tension V2correspond à la tension en circuit ouvert Vco 2de la deuxième cellule 22.The second electric circuit 32 is an open circuit. It comprises means for measuring the voltage (second voltage V 2 ) at its two terminals (measuring means not shown). This second voltage V 2 corresponds to the open circuit voltage V co 2 of the second cell 22.
Comme indiqué en introduction de la présente description, il est connu que la tension en circuit ouvert Vcoet la puissance au point de puissance maximum PPmaxdépendent de la température : plus précisément, on considère que ce sont des fonctions affines de la température et on parle de coefficient de température de la tension en circuit ouvert et de coefficient de température de la puissance au point de puissance maximum. En outre, ces coefficients de température varient eux-mêmes avec le courant de court-circuit.As indicated in the introduction to this description, it is known that the open circuit voltage V co and the power at the maximum power point P Pmax depend on the temperature: more precisely, it is considered that they are affine functions of the temperature and this is referred to as the temperature coefficient of the open circuit voltage and the temperature coefficient of the power at the maximum power point. Furthermore, these temperature coefficients themselves vary with the short-circuit current.
Il existe une relation communément utilisée dans la littérature exprimant la tension en circuit ouvert d’un dispositif photovoltaïque en fonction de son courant de court-circuit et de sa température, qui peut être appliquée au dispositif de référence selon l’invention :There is a relationship commonly used in the literature expressing the open-circuit voltage of a photovoltaic device as a function of its short-circuit current and its temperature, which can be applied to the reference device according to the invention:
où :
- Vcoest la tension en circuit ouvert dans les conditions de mesure ;
- VcoSTCest la tension en circuit ouvert dans les conditions standard de test ;
- T est la température du dispositif (des cellules) ;
- Iccest le courant de court-circuit déterminé dans les conditions de mesure ;
- IccSTCest le courant de court-circuit dans les conditions standard de test ;
- α et β sont des coefficients pouvant être obtenus par l’étalonnage du dispositif ; β est généralement désigné par « coefficient de température de la tension en circuit ouvert ».
Or :
- V co is the open circuit voltage under the measurement conditions;
- V coSTC is the open circuit voltage under standard test conditions;
- T is the temperature of the device (of the cells);
- I sc is the short-circuit current determined under the measurement conditions;
- I ccSTC is the short-circuit current under standard test conditions;
- α and β are coefficients that can be obtained by calibrating the device; β is generally referred to as the "temperature coefficient of the open circuit voltage".
Un exemple d’étalonnage est le suivant: sous flash-test, on soumet la cellule à une série de niveaux d’éclairement et de températures, par exemple ceux définis dans le Tableau 2 de la norme IEC 61853-1, puis sous chaque condition, on mesure la tension en circuit ouvert Vco, le courant de court-circuit Iccet la température T. Supposant connu le courant de court-circuit dans les conditions standard de test IccSTC, on fait un tableau Icc, T, Vco, ln(Icc/IccSTC), T-25, puis, par régression linéaire, on calcule les coefficients de [Math.2].An example of calibration is as follows: under flash-test, the cell is subjected to a series of levels of illumination and temperatures, for example those defined in Table 2 of standard IEC 61853-1, then under each condition , we measure the open-circuit voltage V co , the short-circuit current I cc and the temperature T. Assuming that the short-circuit current is known under standard test conditions I ccSTC , we make a table I cc , T, V co , ln(I cc /I ccSTC ), T-25, then, by linear regression, the coefficients of [Math.2] are calculated.
Il est rappelé que les conditions standard de test, notamment définies par la norme IEC 60904, correspondent à un éclairement selon la répartition spectrale AM1.5, avec une puissance lumineuse (ou irradiance) normale de 1000 W/m2et sous une température du dispositif de 25°C.It is recalled that the standard test conditions, defined in particular by the IEC 60904 standard, correspond to illumination according to the AM1.5 spectral distribution, with a normal luminous power (or irradiance) of 1000 W/m 2 and under a temperature of 25°C device.
Sachant que :Knowing that :
On a également :We also have:
On doit également disposer des tensions (court-circuit et circuit ouvert) dans les conditions normales de test pour en déduire la température T dans les conditions de mesure.The voltages (short circuit and open circuit) under normal test conditions must also be available to deduce the temperature T under measurement conditions.
La température ainsi déterminée correspond à la température des cellules de référence, représentatives des cellules photovoltaïques bifaciales.The temperature thus determined corresponds to the temperature of the reference cells, representative of bifacial photovoltaic cells.
On peut déterminer l’éclairement E d’une cellule de référence en utilisant la formule :The illuminance E of a reference cell can be determined using the formula:
ESTCétant l’éclairement dans les conditions standard de test, soit 1000W/m2.
E STC being the illumination under standard test conditions, ie 1000W/m 2 .
De manière plus précise, en connaissant la température T, on peut affiner le résultat en utilisant la formule :More precisely, knowing the temperature T, we can refine the result by using the formula:
où a est un coefficient de courant de court-circuit, pouvant être obtenu par l’étalonnage du dispositif.
where a is a short-circuit current coefficient, which can be obtained by calibrating the device.
Le dispositif de référence selon l’invention permet donc de déterminer précisément la température de cellules photovoltaïques bifaciales, et ce, sans les inconvénients de l’état de la technique. Notamment, il n’est pas nécessaire d’installer de capteur de température sur lesdites cellules.The reference device according to the invention therefore makes it possible to precisely determine the temperature of bifacial photovoltaic cells, without the drawbacks of the state of the art. In particular, it is not necessary to install a temperature sensor on said cells.
Le dispositif de référence selon l’invention permet en outre de déterminer en même temps le courant de court-circuit (pouvant être désigné par raccourci par « éclairement » en lien avec la formule [Math.6] ci-dessus).The reference device according to the invention also makes it possible to determine the short-circuit current at the same time (which can be shortened to “illumination” in connection with the formula [Math.6] above).
Ainsi, on peut déterminer la puissance électrique du dispositif de référence, et par là même, la puissance électrique du dispositif photovoltaïque bifacial dont il est représentatif.Thus, it is possible to determine the electrical power of the reference device, and thereby the electrical power of the bifacial photovoltaic device of which it is representative.
La puissance électrique peut être déterminée en utilisant un modèle permettant de calculer, à partir de la valeur du courant de court-circuit et de la température, les valeurs de la tension en circuit ouvert, du courant, de la tension et de la puissance au point de puissance maximum. Il peut s’agir par exemple du modèle MotherPV décrit notamment dans la publication« Description of MotherPV , the new method developed at INES / CEA for the assessment of the energy production of photovoltaic modules », Guérin de Montgareuil, Antoine, 22ndEuropean Photovoltaic Solar Energy Conference, Milano, 2007, Milano, Italy, 2007 » et dans la publication« A new tool for the MotherPV method : modelling of the irradiance coefficient of photovoltaic modules », Guérin de Montgareuil, Antoine, Sicot , Lionel, Martin, Jean-Luc, Mezzasalma, Frédéric, Merten, Jens 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Hamburg, 2009, Hamburg, Germany, 2009.The electric power can be determined by using a model which makes it possible to calculate, from the value of the short-circuit current and the temperature, the values of the open-circuit voltage, of the current, of the voltage and of the power at the maximum power point. This may be, for example, the MotherPV model described in particular in the publication "Description of MotherPV , the new method developed at INES / CEA for the assessment of the energy production of photovoltaic modules " , Guérin de Montgareuil, Antoine, 22 nd European Photovoltaic Solar Energy Conference, Milano, 2007, Milano, Italy, 2007” and in the publication “ A new tool for the MotherPV method : modeling of the irradiance coefficient of photovoltaic modules” , Guérin de Montgareuil, Antoine, Sicot, Lionel, Martin, Jean -Luc, Mezzasalma, Frédéric, Merten, Jens 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Hamburg, 2009, Hamburg, Germany, 2009.
La
Ainsi, on peut mesurer plus précisément la valeur IccSTCpuis mesurer dans les conditions de mesure la valeur Iccpar la mesure de V1en connaissant R1comme décrit plus avant, ce qui permet d’obtenir la température plus précisément. Cela peut également permettre de déterminer plus précisément les coefficients α et β de la formule [Math.2].Thus, the value I ccSTC can be measured more precisely then the value I cc can be measured under the measurement conditions by measuring V 1 knowing R 1 as described further on, which makes it possible to obtain the temperature more precisely. This can also help to determine more precisely the coefficients α and β of the formula [Math.2].
Cette caractéristique de cavalier dans un circuit électrique fermé par un shunt peut être ajoutée à un ou plusieurs circuits fermés d’un ou plusieurs des dispositifs décrits selon les modes de réalisation qui suivent, plus généralement à un ou plusieurs circuits fermés d’un dispositif de référence selon l’invention.This jumper characteristic in an electrical circuit closed by a shunt can be added to one or more closed circuits of one or more of the devices described according to the embodiments which follow, more generally to one or more closed circuits of a reference according to the invention.
La
Chacune de ces cellules de référence 23, 24 est occultée sur une face, c’est-à-dire assemblée avec un cache 51, 52 sur une face. Les caches peuvent être sous forme de film Tedlar® avec une face noire et une face blanche.Each of these reference cells 23, 24 is concealed on one side, that is to say assembled with a cover 51, 52 on one side. The covers can be in the form of Tedlar® film with a black face and a white face.
Dans le dispositif représenté, un premier cache 51 est disposé derrière la troisième cellule 23, la face noire du cache étant orientée vers la face avant AV du dispositif et la face blanche vers la face arrière AR du dispositif, de façon à éviter les réflexions en face avant de la cellule 23 et renvoyer au maximum la lumière en face arrière de ladite cellule. Un deuxième cache 52 est disposé devant la quatrième cellule 24, la face blanche du cache étant orientée vers la face avant AV du dispositif et la face noire vers la face arrière AR du dispositif, de façon à éviter les réflexions en face arrière de la cellule 24 et renvoyer au maximum la lumière en face avant de ladite cellule.In the device shown, a first cover 51 is arranged behind the third cell 23, the black face of the cover being oriented towards the front face AV of the device and the white face towards the rear face AR of the device, so as to avoid reflections in front face of cell 23 and return the light as much as possible to the rear face of said cell. A second mask 52 is arranged in front of the fourth cell 24, the white face of the mask being oriented towards the front face AV of the device and the black face towards the rear face AR of the device, so as to avoid reflections on the rear face of the cell. 24 and return the light as much as possible to the front face of said cell.
Ainsi, la troisième cellule 23 combinée avec le premier cache 51 permet de mesurer l’éclairement uniquement en face avant, alors que la quatrième cellule 24 combinée avec le deuxième cache 52 permet de mesurer l’éclairement uniquement en face arrière. Cela permet de différencier l’éclairement en face avant et l’éclairement en face arrière. On peut en outre vérifier si l’éclairement mesuré pour la première cellule 21 (mesuré pour les deux faces) correspond bien à la somme des éclairements de chacune des faces avant et arrière.Thus, the third cell 23 combined with the first mask 51 makes it possible to measure the illumination only on the front face, whereas the fourth cell 24 combined with the second mask 52 makes it possible to measure the illumination only on the rear face. This makes it possible to differentiate the illumination on the front face and the illumination on the rear face. It is also possible to check whether the illumination measured for the first cell 21 (measured for the two faces) indeed corresponds to the sum of the illuminations of each of the front and rear faces.
Chacune de ces cellules de référence 23, 24 est reliée à un circuit électrique 33, 34 qui est un circuit fermé comprenant un shunt, c’est-à-dire une résistance en dérivation. Le troisième circuit électrique 33 comprend une deuxième résistance 330 de valeur R3connue et le quatrième circuit électrique 34 comprend une troisième résistance 340 de valeur R4connue.Each of these reference cells 23, 24 is connected to an electrical circuit 33, 34 which is a closed circuit comprising a shunt, that is to say a shunt resistor. The third electrical circuit 33 includes a second resistor 330 of known value R 3 and the fourth electrical circuit 34 includes a third resistor 340 of known value R 4 .
De manière similaire au premier mode de réalisation, les cellules 23 et 24 sont maintenues proches de leur état de court-circuit, et les valeurs R3et R4des deuxième et troisième résistances 330, 340 doivent être connues avec précision et doivent être convenablement choisies, comme décrit précédemment.Similarly to the first embodiment, the cells 23 and 24 are kept close to their short-circuit state, and the values R 3 and R 4 of the second and third resistors 330, 340 must be known with precision and must be suitably chosen, as described above.
Le troisième circuit électrique 33 comprend un moyen de mesure de la tension (troisième tension V3) aux bornes de la deuxième résistance 330 et le quatrième circuit électrique 34 comprend un moyen de mesure de la tension (quatrième tension V4) aux bornes de la troisième résistance 340. La troisième tension V3mesurée correspond à la tension du courant de court-circuit ou tension de court-circuit VIcc 3de la troisième cellule 23 (plus précisément la tension de court-circuit correspondant à l’éclairement reçu par la face avant, c’est à dire VIcc3AV). La quatrième tension V4mesurée correspond à la tension du courant de court-circuit ou tension de court-circuit VIcc4de la quatrième cellule 24 (plus précisément la tension de court-circuit correspondant à l’éclairement reçu par la face arrière, c’est à dire VIcc4AR). On peut ainsi déterminer les courant de court-circuit Icc 3et Icc4des troisième et quatrième cellules selon la loi d’Ohm (courants de court-circuit que l’on nomme par raccourci « éclairements » » bien qu’il ne s’agisse pas de la même grandeur), du moins les courants de court-circuit correspondant à l’éclairement reçu par leur face non occultée.The third electric circuit 33 comprises means for measuring the voltage (third voltage V 3 ) across the terminals of the second resistor 330 and the fourth electric circuit 34 comprises means for measuring the voltage (fourth voltage V 4 ) across the terminals of the third resistor 340. The third voltage V 3 measured corresponds to the voltage of the short-circuit current or short-circuit voltage V Icc 3 of the third cell 23 (more precisely the short-circuit voltage corresponding to the illumination received by the front face, ie V Icc3AV ). The fourth voltage V 4 measured corresponds to the voltage of the short-circuit current or short-circuit voltage V Icc4 of the fourth cell 24 (more precisely the short-circuit voltage corresponding to the illumination received by the rear face, c i.e. V Icc4AR ). It is thus possible to determine the short-circuit currents I cc 3 and I cc4 of the third and fourth cells according to Ohm's law (short-circuit currents which are abbreviated as "illuminations" although they are not do not act of the same magnitude), at least the short-circuit currents corresponding to the illumination received by their unobstructed face.
Alternativement, on peut n’ajouter qu’une seule parmi les troisième et quatrième cellules. Cela peut être une cellule avec un cache configuré pour ne mesurer que l’éclairement en face avant de ladite cellule, ce qui correspondrait à l’ensemble troisième cellule 23 / premier cache 51. Dans ce cas, on peut déduire l’éclairement sur la face arrière par différence entre la valeur de l’éclairement bifacial déterminé et celui déterminé sur cette troisième cellule occultée. Ou bien, cela peut être une cellule avec un cache configuré pour ne mesurer que l’éclairement en face arrière de ladite cellule, ce qui correspondrait à l’ensemble quatrième cellule 24 / deuxième cache 52. Dans ce cas, on peut en déduire l’éclairement sur la face avant par différence entre la valeur de l’éclairement bifacial déterminé et celui déterminé sur cette quatrième cellule occultée.Alternatively, only one of the third and fourth cells can be added. This can be a cell with a mask configured to measure only the illumination on the front face of said cell, which would correspond to the third cell 23 / first mask 51 assembly. In this case, the illumination on the rear face by difference between the value of the bifacial illumination determined and that determined on this third occulted cell. Or, it may be a cell with a cache configured to measure only the illumination on the rear face of said cell, which would correspond to the fourth cell 24 / second cache 52 assembly. In this case, the illumination on the front face by difference between the value of the bifacial illumination determined and that determined on this fourth concealed cell.
Il est cependant avantageux de disposer des deux cellules supplémentaires, par exemple pour avoir une indication supplémentaire sur la validité des mesures en cas d’incohérence, qui peut être due à des débris, végétaux ou autres, ainsi que des salissures, des ombrages sur l’une quelconque des cellules. On pallie alors ce problème en prenant comme éclairement le maximum entre l’éclairement mesuré par la première cellule 21 et la somme des éclairements mesurés par les troisième et quatrième cellules 23, 24.It is however advantageous to have two additional cells, for example to have an additional indication of the validity of the measurements in the event of inconsistency, which may be due to debris, plants or other, as well as dirt, shading on the any of the cells. This problem is then overcome by taking as illumination the maximum between the illumination measured by the first cell 21 and the sum of the illuminations measured by the third and fourth cells 23, 24.
La
Le dispositif représenté comprend deux capteurs de température : un premier capteur 61 est disposé contre la face arrière (occultée) de la troisième cellule 23, et un deuxième capteur 62 est disposé sur contre la face avant (occultée) de la quatrième cellule 24. Les capteurs sont ici associés avec des cellules en court-circuit, permettant une mesure de température même lorsqu’on ne connait pas la tension de circuit ouvert. Cela permet notamment d’augmenter la précision de la détermination de l’éclairement, calculé via l’intensité de court-circuit, notamment par le biais des formules [Math.5] et [Math.6].The device represented comprises two temperature sensors: a first sensor 61 is placed against the rear face (hidden) of the third cell 23, and a second sensor 62 is placed against the front face (hidden) of the fourth cell 24. sensors are here associated with short-circuited cells, allowing temperature measurement even when the open-circuit voltage is not known. This makes it possible in particular to increase the precision of the determination of the illumination, calculated via the intensity of the short-circuit, in particular by means of the formulas [Math.5] and [Math.6].
Bien que cela ne soit pas représenté, chaque capteur de température est relié, de manière connue par l’homme du métier, par des fils aux appareils de mesure, le nombre de fils dépendant du type de capteur et du montage choisi.Although this is not shown, each temperature sensor is connected, in a manner known to those skilled in the art, by wires to the measuring devices, the number of wires depending on the type of sensor and the mounting chosen.
Les capteurs de température peuvent être choisis parmi : un thermocouple, une thermistance, une sonde résistive (par exemple à base de platine, cuivre, alliages de nickel ou oxydes métalliques…). Ceci est applicable pour tous les modes de réalisation comprenant au moins un capteur de température.The temperature sensors can be chosen from: a thermocouple, a thermistor, a resistive probe (for example based on platinum, copper, nickel alloys or metal oxides, etc.). This is applicable for all the embodiments comprising at least one temperature sensor.
Un capteur de température disposé contre la face cachée d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence peut être encapsulé dans la couche d’encapsulation. Il peut notamment être disposé entre le cache et la cellule correspondante. Ceci est applicable pour tous les modes de réalisation comprenant au moins un capteur de température contre la face occultée d’une cellule.A temperature sensor placed against the hidden face of a reference bifacial photovoltaic cell can be encapsulated in the encapsulation layer. It can in particular be arranged between the cover and the corresponding cell. This is applicable for all embodiments comprising at least one temperature sensor against the hidden face of a cell.
La
Plus précisément, le cinquième circuit 35 comprend un moyen de mesure de la tension (cinquième tension V5) en ses bornes, correspondant à la tension en circuit ouvert Vco5de la cinquième cellule 25 (plus précisément la tension de circuit ouvert correspondant à l’éclairement reçu par la face avant, c’est à dire Vco5AV), et le sixième circuit 36 comprend un moyen de mesure de la tension (sixième tension V6) en ses bornes, correspondant à la tension en circuit ouvert Vco6de la sixième cellule 26 (plus précisément la tension de circuit ouvert correspondant à l’éclairement reçu par la face arrière, c’est à dire Vco6AR). Les moyens de mesure de tension ne sont pas représentés.More precisely, the fifth circuit 35 comprises means for measuring the voltage (fifth voltage V 5 ) across its terminals, corresponding to the open circuit voltage V co5 of the fifth cell 25 (more precisely the open circuit voltage corresponding to the illumination received by the front face, that is to say V co5AV ), and the sixth circuit 36 comprises means for measuring the voltage (sixth voltage V 6 ) across its terminals, corresponding to the open circuit voltage V co6 of the sixth cell 26 (more precisely the open circuit voltage corresponding to the illumination received by the rear face, ie V co6AR ). The voltage measuring means are not shown.
Ainsi on peut mesurer le courant de court-circuit et la tension en circuit ouvert pour chaque paire de cellules occultées 23/25 (correspondant à l’éclairement reçu par la face avant), 24/26 (correspondant à l’éclairement reçu par la face arrière). On peut notamment en déduire la température pour chaque paire en utilisant la formule [Math.2], donnant la température pour la face avant d’une part, et pour la face arrière d’autre part, et ce, sans qu’il soit nécessaire de disposer d’un capteur de température.Thus it is possible to measure the short-circuit current and the open-circuit voltage for each pair of occulted cells 23/25 (corresponding to the illumination received by the front face), 24/26 (corresponding to the illumination received by the rear side). We can in particular deduce the temperature for each pair using the formula [Math.2], giving the temperature for the front face on the one hand, and for the rear face on the other hand, and this, without it being necessary to have a temperature sensor.
La
En effet, avec des cellules en circuit ouvert, on peut déterminer des valeurs de température à partir des mesures de tensions de court-circuit et de circuit ouvert et de la formule [Math.2] et on peut les comparer avec les valeurs de température mesurées par lesdits capteurs. Cela peut permettre de déterminer précisément les coefficients α et β de la formule [Math.2]. Plus largement, cela peut permettre de réaliser l’étalonnage du dispositif de référence, comme expliqué plus après.Indeed, with cells in open circuit, it is possible to determine temperature values from measurements of short-circuit and open-circuit voltages and from the formula [Math.2] and they can be compared with the temperature values measured by said sensors. This can make it possible to precisely determine the coefficients α and β of the formula [Math.2]. More broadly, this can make it possible to calibrate the reference device, as explained later.
Lorsqu’on souhaite réaliser un tel étalonnage, en comparant deux températures obtenues selon deux méthodes différentes et avec des données issues de plusieurs cellules différentes, il est important que ces cellules soient les plus proches possible.When one wishes to perform such a calibration, by comparing two temperatures obtained using two different methods and with data from several different cells, it is important that these cells are as close as possible.
De manière alternative au mode de la
On peut enregistrer suffisamment de données, comprenant des mesures (températures, tensions de court-circuit, tensions en circuit ouvert ...) effectuées en environnement réel pendant typiquement plusieurs journées, pour exprimer à partir de méthodes mathématiques utilisées classiquement en étalonnage, la tension en circuit ouvert de la paire de cellules 23/25 occultées sur une même face en fonction de l’éclairement reçu (courant de court-circuit) et de sa température et déterminer ainsi les coefficients de la formule [Math.2]. On peut utiliser l’exemple d’étalonnage décrit plus avant, dans la description de la
On peut ainsi déterminer les coefficients de la formule [Math.2] en utilisant un dispositif de référence simplifié par rapport à celui de la
Alternativement à des cellules occultées en face arrière, il peut s’agir de deux cellules occultées en face avant avec un capteur de température disposé en face avant. Un tel dispositif peut être intéressant dans la mesure où l’éclairement reçu par la face arrière est important (par exemple si la face arrière est soumise à l’éclairement direct du soleil).Alternatively to cells concealed on the rear face, there may be two cells concealed on the front face with a temperature sensor placed on the front face. Such a device can be interesting insofar as the illumination received by the rear face is significant (for example if the rear face is subjected to direct sunlight).
Le dispositif selon l’invention est idéalement disposé le plus près possible d’un dispositif photovoltaïque bifacial dont on cherche à suivre les performances, et dans les mêmes dispositions (orientation, inclinaison, système de montage), ainsi que dans le même environnement que ledit dispositif, lorsque celui-ci est déjà en place évidemment. Lorsque le dispositif photovoltaïque bifacial ou l’installation photovoltaïque n’est pas encore installé(e), le dispositif selon l’invention est disposé de préférence dans le futur lieu d’installation, ou du moins dans un lieu représentatif.The device according to the invention is ideally placed as close as possible to a bifacial photovoltaic device whose performance is to be monitored, and in the same arrangements (orientation, inclination, mounting system), as well as in the same environment as said device, when it is already in place of course. When the bifacial photovoltaic device or the photovoltaic installation is not yet installed, the device according to the invention is preferably placed in the future place of installation, or at least in a representative place.
Dans le cas d’un dispositif photovoltaïque bifacial déjà installé et/ou déjà existant ou en cours de conception, il peut être intéressant d’intégrer le dispositif selon l’invention au sein même dudit dispositif afin d’en suivre les performances. Les cellules du dispositif de référence selon l’invention peuvent ainsi être intégrées lors de la fabrication du dispositif photovoltaïque bifacial. On peut par exemple intégrer des cellules 20 d’un dispositif de référence 10 dans un des espaces libres d’un dispositif photovoltaïque bifacial 100, par exemple entre quatre cellules si la technologie s’y prête et/ou des cellules 20’ d’un dispositif de référence 10’ au bord d’un module du dispositif photovoltaïque bifacial 100, comme cela est représenté en
Tout dispositif de référence selon tout mode de réalisation précédemment décrit peut ainsi être intégré à un dispositif photovoltaïque bifacial, selon l’espace disponible, ou être disposé à côté.Any reference device according to any embodiment described above can thus be integrated into a bifacial photovoltaic device, depending on the space available, or be placed alongside.
Les différents modes présentés peuvent être combinés entre eux, selon toutes les combinaisons techniquement possibles.The different modes presented can be combined with each other, in all technically possible combinations.
En outre, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits mais s'étend à tout mode de réalisation entrant dans la portée des revendications.Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described above but extends to any embodiment falling within the scope of the claims.
Claims (22)
au moins une première cellule photovoltaïque bifaciale de référence (21) étant reliée à un premier circuit électrique (31), ledit premier circuit électrique étant un circuit fermé comportant une première résistance (310) de valeur connue R1; et
au moins une deuxième cellule photovoltaïque bifaciale de référence (22) étant reliée à un deuxième circuit électrique (32), ledit deuxième circuit électrique étant un circuit ouvert ;
le dispositif comprenant en outre des moyens de mesure de tension, aptes à mesurer au moins :
- une première tension V1aux bornes de la première résistance (310), ladite première tension V1correspondant à la tension du courant de court-circuit VIcc1de la première cellule de référence (21), la tension du courant de court-circuit VIcc1permettant de déterminer le courant de court-circuit Icc1selon la formule :
- une deuxième tension V2aux bornes du deuxième circuit (32) ouvert, ladite deuxième tension V2correspondant à la tension en circuit ouvert Vco2de la deuxième cellule de référence (22) ;
les cellules photovoltaïques bifaciales de référence étant disposées sensiblement selon un même plan.Reference bifacial photovoltaic device (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) comprising at least two non-occulted reference bifacial photovoltaic cells (21, 22), the terminals of each cell being connected to an electrical circuit (31 , 32) included in said device;
at least one first reference bifacial photovoltaic cell (21) being connected to a first electric circuit (31), said first electric circuit being a closed circuit comprising a first resistor (310) of known value R 1 ; And
at least one second reference bifacial photovoltaic cell (22) being connected to a second electrical circuit (32), said second electrical circuit being an open circuit;
the device further comprising voltage measuring means, capable of measuring at least:
- a first voltage V 1 across the terminals of the first resistor (310), said first voltage V 1 corresponding to the voltage of the short-circuit current V Icc1 of the first reference cell (21), the voltage of the short-circuit current circuit V Isc1 used to determine the short-circuit current I sc1 according to the formula:
- a second voltage V 2 across the terminals of the second open circuit (32), said second voltage V 2 corresponding to the open circuit voltage V co2 of the second reference cell (22);
the reference bifacial photovoltaic cells being arranged substantially in the same plane.
- au moins un dispositif photovoltaïque bifacial (100) et
- au moins un dispositif photovoltaïque bifacial de référence (10, 10’) choisi selon l’une quelconque des revendications 1 à 13.Bifacial photovoltaic system (1) comprising:
- at least one bifacial photovoltaic device (100) and
- at least one reference bifacial photovoltaic device (10, 10') chosen according to any one of claims 1 to 13.
- une étape de mesure d’une tension aux bornes de la résistance de valeur R d’un circuit électrique fermé relié aux bornes d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence non occultée en court-circuit, ladite tension correspondant à la tension VIccdu courant de court-circuit de ladite cellule ;
- une étape de détermination du courant de court-circuit Iccde ladite cellule à partir de la tension VIccdu courant de court-circuit mesurée, en utilisant la loi d’Ohm :
- une étape de mesure d’une tension aux bornes d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence non occultée en circuit ouvert, ladite tension correspondant à la tension en circuit ouvert Vcode ladite cellule ; et
- une étape de détermination d’une température T au moins à partir du courant de court-circuit Iccdéterminé, et de la tension en circuit ouvert Vcomesurée, et éventuellement d’autres paramètres caractéristiques d’au moins une cellule de référence.Method for determining at least one temperature and one short-circuit current of a reference device defined according to one of claims 1 to 13, said method comprising the following steps:
- a step of measuring a voltage at the terminals of the resistance of value R of a closed electric circuit connected to the terminals of a reference bifacial photovoltaic cell not occulted in short-circuit, said voltage corresponding to the voltage V Icc of the short-circuit current of said cell;
- a step of determining the short-circuit current I cc of said cell from the voltage V Icc of the short-circuit current measured, using Ohm's law:
- a step of measuring a voltage at the terminals of a non-occulted reference bifacial photovoltaic cell in open circuit, said voltage corresponding to the open circuit voltage V co of said cell; And
- a step of determining a temperature T at least from the short-circuit current I cc determined, and the open-circuit voltage V co measured, and possibly other characteristic parameters of at least one reference cell .
où :
- Vcoest la tension en circuit ouvert mesurée ;
- VcoSTCest la tension en circuit ouvert dans les conditions standard de test ;
- Iccest le courant de court-circuit déterminé ;
- IccSTCest le courant de court-circuit dans les conditions standard de test ;
- α et β sont des coefficients pouvant être obtenus par un étalonnage du dispositif.A method according to claim 17, the step of determining a temperature T using the formula:
Or :
- V co is the measured open circuit voltage;
- V coSTC is the open circuit voltage under standard test conditions;
- I sc is the determined short-circuit current;
- I ccSTC is the short-circuit current under standard test conditions;
- α and β are coefficients that can be obtained by calibrating the device.
- une étape de mesure d’une tension aux bornes de la résistance d’un circuit électrique fermé relié aux bornes d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence en court-circuit et occultée en face arrière, et/ou respectivement en face avant, ladite tension correspondant à la tension VIccdu courant de court-circuit de ladite cellule ;
- une étape de détermination du courant de court-circuit Iccde ladite cellule à partir de la tension VIccdu courant de court-circuit mesurée, en utilisant la loi d’Ohm.Method for determining at least one short-circuit current of a front face, and/or respectively of a rear face, of at least one occulted bifacial photovoltaic cell of a reference device defined according to one of claims 4 to 13, said method comprising the following steps:
- a step of measuring a voltage at the terminals of the resistance of a closed electric circuit connected to the terminals of a reference bifacial photovoltaic cell in short-circuit and obscured on the rear face, and/or respectively on the front face, said voltage corresponding to voltage V Icc of the short-circuit current of said cell;
- a step of determining the short-circuit current I cc of said cell from the voltage V Icc of the short-circuit current measured, using Ohm's law.
- une étape de mesure d’une tension aux bornes d’une cellule photovoltaïque bifaciale de référence en circuit ouvert et occultée en face arrière, et/ou respectivement en face avant, ladite tension correspondant à la tension en circuit ouvert Vcode ladite cellule ; et
- une étape de détermination d’une température T au moins à partir du courant de court-circuit Iccdéterminé, et de la tension en circuit ouvert Vcomesurée, et éventuellement d’autres paramètres caractéristiques d’au moins une cellule de référence.Method according to claim 19, capable of further determining a temperature of a front face, and/or respectively of a rear face, of at least one concealed bifacial photovoltaic cell of a reference device defined according to one of the claims 4 to 13 in combination with one of claims 6 to 8, said method further comprises:
- a step of measuring a voltage at the terminals of a reference bifacial photovoltaic cell in open circuit and blanked on the rear face, and/or respectively on the front face, said voltage corresponding to the open circuit voltage V co of said cell ; And
- a step of determining a temperature T at least from the short-circuit current I cc determined, and the open-circuit voltage V co measured, and possibly other characteristic parameters of at least one reference cell .
où :
- Vcoest la tension en circuit ouvert mesurée ;
- VcoSTCest la tension en circuit ouvert dans les conditions standard de test ;
- Iccest le courant de court-circuit déterminé ;
- IccSTCest le courant de court-circuit dans les conditions standard de test ;
- α et β sont des coefficients pouvant être obtenus par un étalonnage du dispositif.A method according to claim 20, the step of determining a temperature T using the formula:
Or :
- V co is the measured open circuit voltage;
- V coSTC is the open circuit voltage under standard test conditions;
- I sc is the determined short-circuit current;
- I ccSTC is the short-circuit current under standard test conditions;
- α and β are coefficients that can be obtained by calibrating the device.
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|---|---|---|---|---|
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| EP3599717A1 (en) * | 2018-07-27 | 2020-01-29 | Electricité de France | Optical characterisation of a bifaciality coefficient of a bifacial photovoltaic module |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| GUÉRIN DE MONTGAREUIL, ANTOINE: "Description of MotherPV, the new method developed at INES / CEAfor the assessment of the energy production of photovoltaic modules", 22ND EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY CONFÉRENCE, 2007 |
| GUÉRIN DE MONTGAREUILANTOINESICOTLIONELMARTINJEAN-LUCMEZZASALMAFRÉDÉRICMERTENJENS: "A new toolfor the MotherPV method: modelling of the irradiance coefficient of photovoltaic modules", 24TH EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY CONFÉRENCE, 2009 |
| HO JIAN WEI ET AL: "Evaluating Performance Loss and Predicting Efficiency Gain of Bifacial Silicon Solar Cells", 2018 IEEE 7TH WORLD CONFERENCE ON PHOTOVOLTAIC ENERGY CONVERSION (WCPEC) (A JOINT CONFERENCE OF 45TH IEEE PVSC, 28TH PVSEC & 34TH EU PVSEC), IEEE, 10 June 2018 (2018-06-10), pages 3484 - 3488, XP033456345, DOI: 10.1109/PVSC.2018.8547708 * |
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