Comportement des onduleurs

Je me permet de reposer une question qui me travaille et qui n'a pas trouvé réponse :

J'enregistre quotidiennement divers paramètres de mon installation, grace à un PC relié à mon onduleur (Solarmax 3000) en RS 232.
Il est possible de stocker 6 paramètres à une fréquence maxi d'une minute.

L'analyse de ces données, mises sous forme graphique, m'a permis de constater des différences de fonctionnement de l'onduleur entre les jours de plein soleil et les jours d'alternance de nuages :

En effet, quand il y a des passages nuageux, la puissance produite dans les pointes monte vers les 2500 W (voir le graphique : http://www.servimg.com/image_preview.php?i=1&u=12063697

).

Quand le ciel est bleu du matin au soir, on obtient une belle courbe en cloche, dont le maximum est assez eloigné de la puissance crete de 2730 Wc (voir le graphique : http://www.servimg.com/image_preview.php?i=2&u=12063697

). Le maximum est autour des 2000 W.

Auriez vous une explication au fait que la puissance plafonne aussi loin de la puissance maxi par beau temps, alors qu'elle l'atteint, en pointe, lors d'alternances nuageuses ?
Est ce du à la température, a supposer que les cellules refroidissent sensiblement lors des passages nuageux ?
Ou est-ce du au fonctionnement de l'onduleur et à son algorythme de recherche du MPP ?
Quelqu'un a t-il eu l'occasion d'enregistrer ce type de courbe ?

Est-ce que cela ne vient pas de l'inclinaison du soleil en cette période d'hiver (ok, tapez pas si je dis une grosse bétise !)

Ca ne vient pas de l'inclinaison du soleil en hiver, les deux graphiques ont été générés sur deux journées consécutives.

J'avais fait la même comparaison en été et on obtient le même comportement, à ceci près que le maximum atteint lors d'une journée de beau temps est un peu plus élevé.

Le phénomène est difficile à constater sur tes graphiques avec un intervalle de mesure de 10 mn. Aurais-tu moyen d'augmenter la fréquence (1mn ?) et d'observer 2 journées complètes (une avec un grand soleil, l'autre nuageuse...)

Bonjour,

Intéressant, tes relevés de puissance. Je ne connais pas le détail de fonctionnement des onduleurs, cependant, en regardant le graphique par temps nuageux, on détecte une certaine régularité des pointes. Un calcul simple montre une périodicité d'environ 5 minutes. Cette périodicité me semble trop régulière pour que ca corresponde à des alternances de nuages et éclaircies.
Je pencherais bien pour l'hypothèse du tracking MPP qui aurait une constante de temps de l'ordre de 5 minutes. A confirmer s'il y a des connaissaurs de l'algorithme de tracking.

Quant à la puissance plus élevée que lors d'un ensoleillement constant, sous réserve que les échantillons de mesure soient cohérents pendant des phases de tracking MPP, j'ai une hypothèse qui me vient à l'esprit, sans aucune preuve.

Lorsque le soleil traverse l'atmosphère sans nuage, les rayons arrivent sur le panneau avec un angle qui n'est optimal, d'autant moins que les panneaux ont un angle d'élévation faible.
Lorsque les rayons solaires passent à travers une couche nuageuse, celle-ci diffracte la lumière et ce faisant, crée une multitude de sources lumineuses qui auront probablement beaucoup plus de chances d'arriver sur le panneau avec un angle d'incidence plus élevé et donc plus proche du maximum.

Toutefois, il faut être prudent dans l'interprétation de données échantillonnées qui, suivant le rapport entre la vitesse de variation du phénomène mesuré et la fréquence d'échantillonnage, peuvent conduire à des aberrations (limites du théorème de Shannon pour les initiés)
Il serait peut-être plus pertinent de faire des graphiques sur l'énergie cumulée (kWh) en fonction du temps que sur les puissances instantanées...

Qu'en pensez-vous ?

Charles

Merci Charles, ton analyse donne des pistes de réflection. Je pencherai effectivement pour des constantes de temps dans l'algorythme de MPP tracking. Je serai curieux de le connaitre. Je vais essayer de chercher, voire auprès du constructeur....

J'ai fait le graphique sur l'énergie cumulée, pour la journée perturbée, mais je ne n'ai pas l'impression que l'on puisse en tirer quelque chose...
http://www.servimg.com/image_preview.php?i=3&u=12063697

Souvent présent Inscrit le : 19 Juil 2007 Messages : 1333

Perso, avec le graphique (que je ne peux pas enregistrer mais exporter en image jpeg qu'une partie) je n'ai pas constate ce phenomene, passage de nuages, baisse de la puissance en fonction de la luminosite bien sur, puis Soleil, ca revient normal et ce fonction de la hauteur si Soleil et du mois bien sur, pas de brusques saut pour aller vers la maxi, c'est stable.
J'ai juste vu une fois mon onduleur et par hasard en passant dans mon garage, monter a 100% et a 2030W instantane pour 2720Wc, c'est la premiere fois, alors qu'il y avait des cirrus mais ciel tres clair.

Souvent présent Inscrit le : 19 Juil 2007 Messages : 1333

En fait, apres avoir enregistre toute une journee avec gros passages nuageux bien noirs et passage de beau Soleil mais tres rapide, j'ai constate le meme phenomene, il y a aussi des pointes tres importantes de puissance en AC, avec 2720Wc ca monte a 2450W en instantane, ce qui prouve comme tu le dis que l'onduleur n'a pas le temps de reguler en MPP, alors que lorsque le ciel est bleu sans ces passages nuageux et eclaircies tres rapides, l'onduleur regule correctement et normalement.
J'ai aussi remarque que la tension continue des panneaux n'evolue pas et reste stable a 10 volts pres quand il y a ces pointes de puissance, c'est uniquement l'intensite qui evolue.

Bonjour,

Pdud, effectivement le graphique de l'énergie cumulée ne permet pas d'en tirer grandchose. Comme on pouvait s'y attendre, au vu de la nature impulsionnelle des mesures de puissances, on constate bien le cumul d'énergie par échelons.

Ca ne nous avance pas dans la compréhension du MPP tracking. Shocked

mimichris, ta remarque sur la dépendance de l'intensité à l'ensoleillement pour une tension peu variable, confirme bien la nécessité d'un bon fonctionnement de l'algorithme du MPP tracking qui garantit en permanence la meilleure puissance tirée des panneaux.
On trouve des graphiques sympas ici:
http://www.lei.ucl.ac.be/multimedia/eLEE/FR/realisations/EnergiesRenouvelables/FiliereSolaire/PanneauxPhotovoltaiques/Cellule/Eclairement.htm

Il y en a également pour voir l'influence de la température ainsi que le tracking du MPP.

Charles

Pour approfondir le problème soulevé par Pdud, je viens de prendre le temps de lire ce qui est écrit au sujet des contrôleurs MPPT sur le site auquel j'ai fait référence dans mon post précédent :

http://www.lei.ucl.ac.be/multimedia/eLEE/FR/realisations/EnergiesRenouvelables/FiliereSolaire/MPPT/MPPT/Situation.htm

Ceux qui possèdent quelques notions sur les asservissements seront probablement intéressés.

Dans ma première analyse, j'avais émis l'hypothèse d'aberrations de mesure de puissance dues à l'échantillonage.
"Toutefois, il faut être prudent dans
l'interprétation de données échantillonnées qui, suivant le rapport
entre la vitesse de variation du phénomène mesuré et la fréquence
d'échantillonnage, peuvent conduire à des aberrations (limites du
théorème de Shannon pour les initiés)"

Après lecture des propos sur le site référencé ci-dessus où l'auteur écrit : "Des oscillations autour du MPP existent
lors de la recherche de ce point. Cela introduit des pertes."

Cela me rappelle bien les défauts des asservissements et l'amplitude importante des mesures de puissance sur ton image de ciel nuageux ainsi que la période régulière pourraient très bien correspondre à ton contrôleur MPPT qui entre en oscillation.
Il est évident que ce régime de fonctionnement génère des pertes.

Bon, j'ai juste réussi à construire une nouvelle hypothèse. Cela confirme que la connaissance est génératrice de doutes...

Il serait probablement intéressant d'observer le comportement de différents controleurs MPPT et les corréler avec l'ensoleillement mesuré...Travail compliqué basé sur un cumul de données important.

Charles

Souvent présent Inscrit le : 19 Juil 2007 Messages : 1333

Peut etre as-tu raison, mais quand je dis passages nuageux c'est tres rapide ca ne dure pas trois secondes lors de ces transitions Soleil-nuages epais, donc il semble puisqu'une autre personne a fait le meme constat (c'est l'inverse en fait c'est en voyant les donnees de cette personne que j'ai fait le meme constat bien que n'ayant pas la meme marque d'onduleur) donc un onduleur n'a pas, semble t-il, ete calcule pour des variations rapides d'intensite des PV, qui en fait ne sont que passageres, donc pourquoi s'embeter a les gerer, ca complique et ca rend plus cher les onduleurs commerciaux pour nos petites installations. En temps normal (la plus part du temps en fait) il fonctionne normalement.
Mais ce phenomene est normal puisque a un moment donne il recoit plus ou moins d'intensite donc l'onduleur suit ces variations, je ne vois pas electroniquement parlant ce qui l'en empecherait, hormis monter une batterie de condensateurs qui gerent ces passages rapides et encore, il leur faudrait une sacre capacite......

Souvent présent Inscrit le : 19 Juil 2007 Messages : 1333

Je constate que ce phenomene decrit ne parait pas aujourd'hui pourtant il y a des passages nuageux et du tres beau Soleil entre, mais ce n'est pas rapide comme l'autre jour, donc c'est bien un phenomene de transition tres rapide qui donne ces pics.

Merci Charles pour ce lien vers un site très didactique.

Ca m'a bien éclairé sur le fonctionnement du MPP tracking.

Il reste quand même quelques questions à élucider. Par exemple pourquoi on peut avoir des pointes de puissance sur de courts instants (parfois celà dépasse même la puissance crete) alors que l'on a pas forcément les meilleures conditions d'ensoleillement possible.

Comme tu le disais, plus on en sait, plus on doute Shocked

Tu as raison, il faudrait associer la mesure de l'ensoleillement pour avancer... Si quelqu'un connait une solution abordable pour mesurer ce paramètre...

Je vais continuer à enregistrer les paramètres de mon onduleur en augmentant la fréquence des mesures (on peut descendre jusqu'à la seconde). Celà permettra peut être de comprendre ces phénomènes transitoires, qui me semblent plutot liés au fontionnement des celulles que de l'onduleur. J'enregistre la tension Udc et le courant Idc des panneaux, la puissance produite et la température des panneaux.

Je posterai les graphiques. Si les données intéressent quelqu'un, ce sera avec plaisir. Je peux les fournir sous Excel.

Je précise qu'il s'agit là de pure curiosité intellectuelle et que ça ne m'empêche pas de dormir Laughing

Souvent présent Inscrit le : 19 Juil 2007 Messages : 1333

Voici le resultat d'hier, passages nuageux et Soleil en deux images car je ne peux pas enregister une courbe en une seule fois et ce fonction de l'echelle du logiciel :

image1 :

On voit tres bien un pic rapide a 2600W, mais c'est le seul, les autres representent le passage des nuages, peut etre aussi les deux a 2400W.
Avec tout ca j'ai quand meme produis hier durant 11h40 (lu sur l'onduleur), 10,584KWh, pour 6,234KWh de surplus, comme quoi le surplus n'est pas negligeable, j'en suis a 101KWh de surplus depuis le 15/2/2008.

Souvent présent Inscrit le : 19 Juil 2007 Messages : 1333

Courbe d'hier, beau temps avec quelques passages de cirrus,

Courbe un peu desaxee parce que je suis a l'OSO, donc la montee est lente puis le meilleur rendement se trouve a Midi au Soleil (13h local) puis decline lentement jusqu'au couche vers 18h.