REDUCTION OF MISMATCH LOSSES IN GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEMS USING ALTERNATIVE TOPOLOGIES
Résumé
The expansion of photovoltaic (PV) systems has revealed the presence of losses due to module coupling, better known as mismatch losses, depriving producers from additional and available electric energy. This thesis aims to better understand the causes and mechanisms of mismatch losses in grid-connected installations. Two solutions to reduce these losses are proposed, studied, and compared. The modelling of PV systems submitted to shade for power production forecasts will be presented and validated experimentally. The first solution proposed consists in modifying the connection scheme of the array. Then, alternative grid-connected PV system topologies aiming to reduce module mismatch through power electronic device implementation within the solar array will be studied. This work will conclude with a global comparison of the proposed solutions based on the study of residential and commercial-sized installations.
L'expansion des systèmes photovoltaïques (PV) a mis en évidence la présence de pertes par couplage des modules, ou pertes par mismatch, privant les producteurs d'énergie électrique supplémentaire. Cette thèse vise à mieux comprendre les causes et mécanismes des pertes par mismatch dans le cas des installations connectées au réseau électrique. Deux solutions pour réduire ces pertes sont proposées, étudiées et comparées. La modélisation des champs PV soumis à l'ombrage pour la prévision de production électrique sera abordée et le modèle validé expérimentalement. Une première solution consistant à modifier le schéma de câblage du champ sera présentée. Ensuite, des architectures alternatives de systèmes raccordées au réseau visant à limiter le mismatch des modules grâce à l'implantation d'électronique de puissance seront évaluées. Pour conclure ce travail, une comparaison globale des solutions sera menée en s'appuyant sur des systèmes de tailles résidentielle et commerciale.
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