Diodes de blocage et de dérivation dans les panneaux solaires et les systèmes solaires photovoltaïques

Une diode est conçue pour laisser passer le courant dans un seul sens. Si vous connaissez la plomberie, une diode est l'équivalent électrique d'un clapet anti-retour. Les diodes ont deux fonctions dans un système électrique solaire : les diodes de dérivation et les diodes de blocage. Le même type de diode est généralement utilisé pour les deux : une diode à barrière Schottky.

Comprendre les diodes de dérivation

Les diodes de dérivation sont utilisées pour réduire les pertes de puissance des panneaux solaires dues à l'ombrage. Lorsqu'un panneau solaire comporte des cellules partiellement ombragées, le courant circule de la haute tension vers la basse tension. Le courant traverse ensuite les cellules ombragées à basse tension. Cela provoque un échauffement du panneau solaire et une perte de puissance. Ces cellules deviennent consommatrices d'électricité au lieu d'en produire.

Les diodes de dérivation situées dans la boîte de jonction d'un panneau solaire offrent un chemin de faible résistance pour le courant circulant autour d'une série de cellules solaires ombragées. La diode est câblée en parallèle avec les cellules. Comme le courant emprunte le chemin de moindre résistance, il est plus facile pour le courant de traverser la diode que les cellules ombragées. Cela minimise le gain de chaleur et réduit les pertes de courant.

Panneaux solaires modernes et diodes de dérivation

De nos jours, la plupart des panneaux solaires sont équipés de diodes de dérivation intégrées ; vous n'avez donc plus à vous en soucier. Cependant, si vous avez plusieurs panneaux solaires connectés en série et qu'un ou plusieurs d'entre eux sont constamment ombragés, le câblage d'une diode de dérivation en parallèle sur le panneau ombragé peut empêcher le courant de refluer à travers celui-ci, ce qui entraînerait un échauffement et une perte de puissance. Son fonctionnement est donc identique à celui des diodes de dérivation internes, mais elle contourne l'ensemble du panneau plutôt que les cellules individuelles.

Comprendre les diodes de blocage

Les diodes de blocage empêchent vos batteries de se décharger vers l'arrière à travers vos panneaux solaires la nuit. Le courant circule de la tension la plus élevée vers la tension la plus basse. Par temps ensoleillé, la tension d'un panneau solaire sera supérieure à celle d'une batterie à décharge profonde ; le courant circulera donc naturellement du panneau vers la batterie.

La nuit, si le panneau solaire est connecté directement à une batterie, sans régulateur de charge, la tension du panneau solaire sera inférieure à celle de la batterie. Il existe donc un risque de reflux, qui alimenterait la batterie. Ce reflux sera moindre que pendant la journée, mais il peut y en avoir un certain nombre. Par conséquent, avant l'apparition des régulateurs de charge, on installait une diode de blocage en série entre la batterie et le panneau solaire, ne laissant passer que le courant vers la batterie.

Solutions et considérations modernes

De nos jours, la plupart des systèmes solaires sont équipés d'un régulateur de charge entre le panneau solaire et la batterie. Ce régulateur empêche ce reflux d'électricité, éliminant ainsi le recours à une diode de blocage. Cependant, une diode de blocage peut encore s'avérer utile dans certains cas :

Plusieurs chaînes parallèles

Si vous possédez plusieurs chaînes de panneaux solaires parallèles qui sont ombragés à des moments différents, une diode de blocage en série empêchera le courant de la chaîne ensoleillée de remonter vers la chaîne ombragée. Ce phénomène est courant sur les voiliers, avec un panneau solaire à bâbord et à tribord. Selon votre bord, l'un des panneaux solaires peut être complètement ombragé et l'autre complètement ensoleillé.

Considérations importantes

L’utilisation de diodes de blocage présente certains inconvénients :

• Il y a une légère perte de tension à travers une diode (environ 0,5 volt)
• Vous perdrez toujours un peu de puissance à cause de cela.
• Une meilleure solution, bien que certes plus coûteuse, consiste à disposer d'un contrôleur de charge séparé pour chaque chaîne ou panneau.

Systèmes hybrides

Un autre exemple d'utilisation d'une diode de blocage est celui d'un système hybride éolien et solaire, dont l'énergie peut provenir de deux sources différentes et de deux tensions différentes. Selon les contrôleurs utilisés, une diode de blocage peut être utile pour diriger le courant vers les batteries, et non ailleurs.

Précautions d'installation

Lors de l'installation de diodes de blocage, n'oubliez pas de :

• Faites attention à l'endroit où vous placez la diode dans le système
• Évitez de le placer dans un endroit bidirectionnel, par exemple là où le courant circule à la fois dans la batterie et vers l'onduleur.
• Assurez-vous que la diode est conçue pour la tension et le courant appropriés pour gérer le flux qui la traverse

Nous espérons que ces informations vous ont été utiles. Merci de votre temps !

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