Diode de dérivation
Une diode de dérivation est une diode câblée en parallèle avec un groupe de cellules à l'intérieur d'un module photovoltaïque. En fonctionnement normal elle reste inactive, mais lorsqu'un groupe de cellules passe à l'ombre et que sa production chute, la diode conduit et laisse le courant de chaîne contourner le groupe ombré, ce qui évite qu'il étrangle toute la chaîne et prévient les points chauds.
La diode de dérivation est un composant petit mais décisif, présent dans chaque module en silicium cristallin. Elle est câblée en parallèle avec un groupe de cellules en série, et son unique rôle est d'offrir au courant un chemin de remplacement quand une partie du module ne peut plus le porter.
La raison de son existence tient au câblage en série. Les cellules d'un module, et les modules d'une chaîne, sont raccordés en série et partagent donc un seul courant. La cellule la plus faible, la plus ombrée, fixe le plafond de ce courant. Sans protection, une seule cellule sous l'ombre d'une feuille ramènerait toute la chaîne à son niveau et, pire, serait poussée en polarisation inverse et chaufferait jusqu'à former un point chaud capable d'endommager définitivement le module.
La diode règle les deux problèmes d'un coup. Lorsque la production d'un groupe de cellules descend sous le courant de chaîne, la diode de dérivation placée à ses bornes devient passante. Le courant de chaîne traverse alors la diode au lieu des cellules ombrées. Le reste du module continue de produire, et le groupe ombré est protégé de l'échauffement par polarisation inverse.
La contrepartie est une perte en marche d'escalier. L'activation d'une diode retire du circuit l'ensemble de son groupe de cellules, donc le module perd la tension de cette sous-chaîne. C'est pourquoi la perte par ombrage n'est pas linéaire : couvrir quelques cellules peut faire tomber un tiers d'un panneau. Une modélisation correcte doit représenter ce comportement plutôt qu'appliquer un pourcentage lissé.
Pourquoi c'est important pour les installateurs photovoltaïques
Les diodes de dérivation expliquent pourquoi la perte par ombrage est en paliers et non progressive, et pourquoi une bonne étude tient les chaînes hors de l'ombre partielle au lieu de supposer un abattement forfaitaire. SolarVis construit le comportement de la chaîne à partir de la courbe modélisée de chaque module, diodes de dérivation et structure à demi-cellules comprises : le graphique des pertes de votre devis reflète la réaction réelle du panneau à l'ombre, pas une estimation approximative.
Questions fréquentes
- Combien de diodes de dérivation dans un module ?
- Un module classique de 60 ou 72 cellules embarque en général trois diodes de dérivation dans la boîte de jonction, chacune protégeant une sous-chaîne d'environ 20 à 24 cellules. Quand une sous-chaîne est ombrée, seul ce tiers du module est contourné : le module délivre encore près des deux tiers de sa production au lieu de tomber à zéro.
- Les diodes de dérivation suppriment-elles la perte par ombrage ?
- Non. Elles limitent les dégâts sans les effacer. Quand une diode s'active, la contribution du groupe de cellules ombré est entièrement perdue et la tension du module chute de la part correspondant à cette sous-chaîne. Les diodes de dérivation empêchent une seule cellule ombrée d'entraîner toute la chaîne, elles ne récupèrent pas l'énergie perdue.
- Quelle différence avec une diode de blocage ?
- La diode de dérivation se place en parallèle d'un groupe de cellules et détourne le courant autour d'une section ombrée ou défaillante à l'intérieur d'un module. La diode de blocage se place en série avec une chaîne et empêche le courant d'y revenir en sens inverse, par exemple la nuit ou depuis une chaîne parallèle plus productive. Position différente, fonction différente.
