Brevet FR2964759A1 — publié le 20120316

Commande du fonctionnement d'un panneau photovoltaïque La présente invention concerne une commande de fonctionnement d'au moins un panneau photovoltaïque, notamment de la puissance électrique que produit le panneau. En référence à la figure 1 représentant la puissance produite par le panneau (courbe en traits pointillés), ici en fonction de la tension V aux bornes d'électrodes du panneau, il apparaît généralement un pic de puissance maximale PM correspondant au régime de fonctionnement normal du panneau. Dans certains cas, il peut être souhaité d'abaisser cette puissance, notamment lorsqu'une maintenance d'un panneau particulier dans un parc de panneaux doit intervenir, ou encore en cas de vol du panneau par un tiers malveillant. Dans de tels cas, une commande du fonctionnement du panneau photovoltaïque fait passer habituellement la puissance produite par ce panneau de la valeur maximum PM à la valeur zéro. Il s'en suit, de fait, que le panneau est en court-circuit (application d'une tension nulle aux bornes du panneau), alors qu'un fort courant qui, par exemple, a pour origine une réinjection de courants issus d'autres panneaux montés en parallèle, peut circuler encore dans le panneau. Cette situation est susceptible d'endommager le panneau, voire de le brûler en créant alors un départ d'incendie. La présente invention vient alors améliorer la situation. Elle propose à cet effet un procédé de commande du fonctionnement d'au moins un panneau photovoltaïque. Comme décrit précédemment en référence à la figure 1, ce panneau est agencé pour fonctionner selon au moins un point de fonctionnement nominal correspondant à une puissance maximale que produit le panneau. Le panneau est relié à un module de commande pour piloter le fonctionnement du panneau. En particulier, le module de commande est agencé pour piloter le fonctionnement du panneau selon au moins : - le fonctionnement nominal précité, à puissance maximale, ou selon un fonctionnement dégradé du panneau (notamment en cas de vol ou pour des situations de maintenance. Au sens de l'invention, le fonctionnement dégradé correspond à une production de puissance inférieure à la puissance maximale précitée, mais non nulle. En particulier, cette puissance dans le mode de fonctionnement dégradé est intermédiaire entre la puissance maximale et la puissance nulle. Dans une réalisation particulière, le module de commande pilote le fonctionnement du panneau en tension. Ainsi, dans le mode de fonctionnement dégradé, la tension appliquée au panneau est intermédiaire entre une tension nulle et une tension correspondant à la puissance maximale précitée. Bien entendu, d'autres variantes sont admises, notamment une commande en courant. Dans une réalisation avantageuse, le module de commande est : intégré au panneau et relié à une nappe de connexion interne du panneau (telle que par exemple une bande de connexion interne à la structure du panneau), d'une part, et à un ou plusieurs câbles de connexion à un réseau de distribution, d'autre part. Ainsi, le module de commande peut être agencé pour détecter (notamment en cas de vol du panneau) une coupure de câble de connexion au réseau de distribution. En particulier, le module de commande comporte préférentiellement des moyens de détection d'une coupure de câble de connexion au réseau de distribution, et, le cas échéant, le module de commande est agencé pour commander le fonctionnement dégradé. Dans un mode de réalisation, le module de commande comporte un régulateur (par exemple en tension aux bornes du panneau) et des moyens pour piloter ce régulateur (par exemple un microcontrôleur ou autre). En complément ou en variante d'une réalisation dans laquelle le module comporte des moyens de détection d'une coupure de câble, le module de commande peut en outre être agencé pour : détecter une modification dans une réception de signal issu d'un centre de contrôle et, le cas échéant, déclencher le fonctionnement dégradé du panneau. Ce signal peut être par exemple un signal radiofréquence que reçoit répétitivement le panneau ou son module de commande, et, si ce signal n'est plus reçu ou s'il est reçu avec une intensité différente ou encore si un autre signal est reçu, le module de commande déclenche le mode de fonctionnement dégradé. Dans un exemple de réalisation, le signal peut comporter un identifié crypté du panneau photovoltaïque et tant que le module de commande reconnaît cet identifiant, le fonctionnement normal du panneau se poursuit. Le mode dégradé est enclenché en revanche en cas de détection de non-reconnaissance de cet identifiant. Il est possible aussi d'utiliser des moyens de triangulation sur l'intensité des signaux reçus de différents centres de contrôle. Par exemple, le module de commande peut comporter des moyens radiofréquences de détection de changement de position (notamment suite à un déplacement imprévu du panneau, par exemple en cas de vol par un tiers malveillant). Là encore, le module de commande est avantageusement agencé pour commander le fonctionnement dégradé en cas de détection d'un tel changement de position du panneau. Ainsi, une consigne de commande d'un fonctionnement du panneau en mode dégradé avantageusement est émise, en tout cas de détection de vol du panneau. Toutefois, le mode dégradé correspond par exemple à une application de tension non nulle (mais insuffisante pour atteindre la puissance maximale), de sorte que le panneau volé n'est pas nécessairement alors en court-circuit et ne risque pas de nuire à la sécurité du site. De même, l'invention rend possible une intervention sélective sur un panneau particulier, notamment pour une raison de maintenance par exemple, dès lors que la tension de ce panneau n'est pas ramenée à zéro et que ce panneau n'est pas mis en court-circuit (avec les risques liés à une telle situation). Néanmoins, dans le cas d'un vol du panneau et de son fonctionnement conséquent en mode dégradé avec une puissance non nulle, une utilisation frauduleuse d'un panneau fonctionnant ainsi reste possible, même à puissance réduite. Il est alors proposé avantageusement une réalisation dans laquelle, dans ce mode de fonctionnement dégradé, le module de commande délivre une succession de consignes de fonctionnement du panneau à des puissances différentes, mais toutes intermédiaires entre ladite puissance maximale et la puissance nulle. En outre, cette succession est préférentiellement aléatoire dans le temps, et, en complément ou en variante, ces puissances de fonctionnement intermédiaires sont préférentiellement choisies aléatoirement. Ainsi, dans ces conditions, le comportement en puissance du panneau ne peut pas être anticipé par un utilisateur malveillant. Le panneau ne peut pas être utilisé convenablement, notamment interconnecté avec d'autres panneaux ou à un transformateur en aval. Dans une telle réalisation, le module de commande peut comporter avantageusement un générateur de séquences pseudo-aléatoires. En outre, l'accès à ce générateur peut être protégé. Les moyens possibles pour accéder à de telles séquences et les comprendre sont alors tellement onéreux et/ou fastidieux qu'un tiers malveillant est finalement dissuadé d'utiliser le panneau. Par ailleurs, dans une réalisation selon laquelle le module de commande est implanté dans le panneau et ses connexions sont soudées à une nappe interne du panneau, arracher le module de commande endommagerait la nappe de connexion et, de fait, le panneau lui-même, empêchant ainsi une réutilisation frauduleuse. La présente invention vise aussi un module de commande du fonctionnement d'au moins un panneau photovoltaïque, comportant : des moyens pour piloter le panneau pour fonctionner selon au moins un point de fonctionnement nominal correspondant à une puissance maximale que produit le panneau, et des moyens de réception d'une consigne d'interruption dudit fonctionnement nominal pour commander un fonctionnement dégradé du panneau. Au sens de l'invention, le fonctionnement dégradé correspond à une production de puissance intermédiaire entre la puissance maximale et une puissance nulle. Bien entendu, le module de commande peut comporter en outre des moyens pour mettre en oeuvre le procédé ci-avant, par exemple le régulateur précité, les moyens pour piloter le régulateur, le générateur de séquences pseudo-aléatoires, des interconnexions avec une nappe de connexion interne du panneau, d'une part, et avec d'autres panneaux ou le réseau de distribution, d'autre part, ou autres. La présente invention vise aussi un panneau photovoltaïque comportant un tel module de commande. En outre, ce module peut avantageusement être intégré au panneau. La présente invention vise aussi un programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé ci-avant, lorsque ce programme est exécuté par un processeur, notamment d'un module de commande au sens de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente la variation de la puissance produite par un panneau photovoltaïque en fonction de la tension V (courbe en traits pointillés), ainsi que la variation du courant I en fonction de la tension V (courbe en trait plein), la figure 2 illustre un panneau photovoltaïque au sens de l'invention, la figure 3 illustre un module de commande au sens de l'invention, en tant que détail de la figure 2, dans un exemple de réalisation dans lequel le module de commande est intégré au panneau, la figure 4 est un organigramme général illustrant un exemple d'algorithme d'un programme informatique au sens de l'invention, la figure 5 illustre les variations aléatoires de puissance produite par le panneau en mode de fonctionnement dégradé. En référence à la figure 1, la caractéristique de variation en courant I produit par le panneau en fonction de la tension V (constant jusqu'à une tension donnée) implique une variation en puissance P produite en fonction de la tension V présentant un maximum en puissance PM à la tension donnée précitée. Habituellement, la tension V est choisie pour que le panneau produise cette puissance maximale PM (par exemple à l'aide d'un régulateur en tension, comme représenté sur la figure 3 décrite plus loin en référence à un exemple de réalisation). Néanmoins, au sens de l'invention, le régulateur est piloté pour produire une puissance plus faible, dans des conditions décrites plus loin, sans toutefois que cette puissance P soit nulle. En référence maintenant à la figure 2, un panneau photovoltaïque PV comporte des nappes de connexion NC (par exemple de modules photovoltaïques entre eux dans un panneau). Une nappe de connexion de terminaison, en particulier, relie le panneau à l'extérieur EXT (par exemple à un réseau de distribution ou à d'autres panneaux photovoltaïques) par l'intermédiaire de câbles de connexion C1, C2. Le module de commande au sens de l'invention est connecté, d'une part, à la nappe de connexion de terminaison NC précitée et, d'autre part, aux câbles C1, C2. En particulier, le module COM comporte des bornes B1, B2 (figure 3) soudées à la nappe de connexion NC, de sorte que son arrachage du panneau par une personne malveillante provoque la dégradation de la nappe et, de là, celle du panneau. Par ailleurs, le module COM est intégré au panneau et fixé dans l'épaisseur du panneau, par exemple par collage, de sorte que l'arrachage du module COM au panneau provoque une brisure locale du panneau entraînant des défauts d'étanchéité qui peuvent réduire drastiquement les capacités de fonctionnement du panneau, voire interrompre complètement son fonctionnement. Par exemple, le module de commande COM peut prendre la forme d'un circuit intégré moulé sur la sortie du panneau photovoltaïque. En outre, le module de commande COM comporte des moyens de détection d'une coupure de l'un au moins des câbles C1, C2 (flèche F de la figure 3), provoquant un fonctionnement dégradé du panneau, comme on le verra plus loin. En référence à la figure 3, le module COM comporte à cet effet des moyens MIC (par exemple un microcontrôleur ou autre) pour piloter un régulateur REG en tension du panneau. Plus particulièrement, le module de commande COM comporte, dans l'exemple représenté, un régulateur en tension REG dont les bornes B1, B2 sont connectées à la nappe de connexion de terminaison NC, d'une part, et aux câbles de connexion Cl, C2 au réseau de distribution EXT (éventuellement par l'intermédiaire d'autres panneaux photovoltaïques). Le régulateur REG est piloté, dans un exemple de réalisation, par un microcontrôleur MIC, capable de délivrer au régulateur une consigne de tension V : correspondant à la puissance maximale PM (figure 1), en cas de fonctionnement normal du panneau, ou à une puissance intermédiaire entre la puissance nulle et la puissance maximale PM, en cas de détection d'une situation anormale ou de maintenance. Par exemple en cas de maintenance, une intervention manuelle sur le module de commande peut déclencher un mode de fonctionnement dégradé dans lequel le panneau délivre une puissance intermédiaire non nulle. Ainsi, le panneau n'est pas en court-circuit, ce qui permet de n'avoir à appliquer le mode de fonctionnement dégradé qu'au seul panneau sur lequel doit intervenir la maintenance. Une telle réalisation est particulièrement avantageuse lorsque ce panneau est connecté en série à d'autres panneaux. Le module de commande COM comporte en outre, dans l'exemple représenté, un moyen de géo-localisation LOC, par exemple par triangulation sur des signaux radiofréquences échangés avec plusieurs stations de contrôle des panneaux parmi un ou plusieurs parcs. Ainsi, des situations anormales que le module de commande peut détecter sont par exemple : un déplacement du panneau (auquel cas le moyen de géo-localisation LOC ne reçoit plus de signal d'une station habituelle, ou ne reçoit plus ce signal avec la même intensité, et communique cette donnée au microcontrôleur MIC pour piloter une régulation selon le mode dégradé), une rupture de l'un des câbles Cl, C2 (auquel cas le microcontrôleur reçoit cette information (flèche F) et déclenche le mode dégradé), ou autres. Ainsi, alors qu'une solution connue aux problèmes de vol de panneau photovoltaïque est l'utilisation de "visseries" spécifiques permettant de fixer ceux-ci sur leur châssis, ou encore la mise en place de services de sécurité classiques (sociétés de gardiennage, vidéosurveillance, ou autres), la présente invention propose avantageusement une solution électronique embarquée dans un panneau photovoltaïque. En effet, en cas de vol de panneaux photovoltaïques, le temps d'intervention des sociétés de gardiennage peut être assez long et les panneaux volés peuvent ensuite être utilisés dans toute autre installation quelconque. La présente invention permet avantageusement de modifier les paramètres électriques d'un panneau photovoltaïque afin de dégrader ses performances. Préférentiellement, cette dégradation est aléatoire, comme décrit en détails ci-après en référence à la figure 5, en particulier en cas de non reconnaissance du panneau dans une installation (par exemple en cas de vol). Plus particulièrement, l'invention permet de dissuader du vol d'un panneau photovoltaïque en bloquant son utilisation, sans présenter un danger notamment de départ d'incendie, de chocs électriques, ou de désactivation irréversible du panneau alors que cette désactivation aurait été appliquée par erreur. En outre, comme décrit aussi ci-après, l'invention permet aussi de reconfigurer le module photovoltaïque pour revenir à un fonctionnement optimal en cas de récupération du panneau. Dans un mode de réalisation, le fonctionnement dégradé du panneau est oscillatoire et aléatoire. Le microcontrôleur MIC peut contenir au moins un registre pour commander aléatoirement (selon une routine informatique programmée en ce sens) le fonctionnement du circuit de régulation REG de manière à modifier le point de fonctionnement (en tension et éventuellement en courant, donc en puissance de sortie) du panneau photovoltaïque afin de rendre celui-ci inutilisable dans une autre installation. Le module de commande permet aussi l'identification du panneau photovoltaïque (par exemple par communication avec un centre de contrôle) dans une installation d'origine, ce qui garantit ainsi son bon fonctionnement. Si la communication/connexion est interrompue entre le panneau et le centre de contrôle, dès la remise en connexion du panneau dans une autre installation, le module de commande, ne recevant plus le signal de son centre de contrôle habituel, détecte une situation anormale et déclenche un mode de fonctionnement aléatoire dégradé. Avantageusement, l'identification du panneau auprès du centre de contrôle peut être protégée. Par exemple, un registre du module de commande COM peut contenir un code unitaire qui permet l'identification du panneau dans l'installation grâce à un algorithme de cryptage par clefs publiques (algorithme AES sur 128 bits par exemple). Le mécanisme de mise en protection (étape 41 de la figure 4 décrite plus loin) peut s'effectuer : par le module de commande sur ordre du centre de contrôle, en utilisant un code unitaire et propre au panneau afin de différencier l'information d'activation stockée dans les différents panneaux : ainsi, le détournement d'un panneau donné, seul, peut être détecté spécifiquement ; l'information de protection est stockée dans une zone mémoire protégée du module de commande pour ne pas rendre possible facilement sa dévalidation, par vérification de la validation de l'information de protection qui peut intervenir par exemple chaque matin et en particulier à chaque démarrage de l'installation des panneaux, sur la base de l'information de protection précédente stockée en mémoire : une telle réalisation fait intervenir une lecture de l'information de protection chargée dans une zone mémoire préférentiellement volatile afin de surmonter d'éventuelles modifications "hors connexion" (entraînant nécessairement une remise à zéro dès la connexion suivante). Ainsi, en référence à la figure 4, suite à une étape d'initialisation 40, une activation de la protection (selon une routine en mémoire non volatile) est mise en oeuvre à l'étape 41. Une procédure d'identification du panneau est appliquée ensuite (étape de test 42). En cas de réussite dans cette procédure (flèche « oui » en sortie du test 42), le module de commande active le fonctionnement en mode « normal » du panneau à la puissance maximale PM (étape 45). En cas d'échec dans la vérification de l'identité du panneau (flèche « non » en sortie du test 42), le module de commande active le fonctionnement en mode « dégradé » du panneau à une puissance variant aléatoirement dans le temps et intermédiaire entre 0 et la puissance maximale PM (étape 43). Dans les deux cas, il est préférentiellement appliqué un délai (étape 44) avant une nouvelle interrogation (mise en oeuvre du test 42). Dans une réalisation donnée, le panneau est mis hors ligne par déconnexion (par exemple la nuit), à l'étape de fin 46. En mode dégradé, la puissance de sortie (commandée en tension et/ou en courant) peut être par exemple égale à 1% de la valeur maximale PM pendant un temps t1, puis passer à 10% pendant un temps t2, puis 5% pendant un temps t3, etc. Il sera préféré par exemple que la durée de fonctionnement en hautes puissances (par exemple 10%) soit inférieure à celle de fonctionnement en basses puissances (par exemple 1%). Ainsi, en référence à la figure 5, le fonctionnement en "mode normal" se fait au point de puissance maximum A. En cas de déconnexion du panneau (vol) et de reconnexion sur une autre installation, le module de commande pilote par défaut le fonctionnement normal au point A et vérifie ensuite si le panneau fait partie d'une installation d'origine de panneaux en réseau. Si tel n'est pas le cas, le module de commande pilote dans un premier temps un fonctionnement standard pendant un temps prédéfini puis pilote un fonctionnement dégradé au point B (1% de la puissance maximum) puis au point C, et ainsi de suite (D, E, ...) au cours d'une journée. Ce changement pseudo-aléatoire modifie constamment le fonctionnement du panneau qui devient instable et difficile (voire impossible) à gérer. En cas de récupération du panneau photovoltaïque, il est possible de le reconfigurer afin de lui rendre son fonctionnement d'origine, stable à la puissance maximale (point A de la figure 5). Toutefois, la désactivation du mode dégradé n'est possible ensuite que par application d'une procédure spécifique (entrée d'un code unitaire valide par un personnel de maintenance par exemple). Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite ci-avant à titre d'exemple ; elle s'étend à d'autres variantes. Ainsi, comprendra par exemple que le moyen de localisation (radiofréquence dans l'exemple présenté ci-avant) peut être implanté dans le panneau photovoltaïque tout en étant indépendant du module de commande, mais relié à ce dernier par un circuit ou autre. Par ailleurs, on a décrit ci-avant un module de commande relié à un unique panneau. Dans une variante, il peut être prévu un seul module de commande pour piloter plusieurs régulateurs de panneaux respectifs. Dans une telle réalisation, la coupure d'une connexion d'un régulateur au module de commande provoque le mode de fonctionnement dégradé du panneau comportant ce régulateur. REVENDICATIONS1. Procédé de commande du fonctionnement d'au moins un panneau photovoltaïque, ledit panneau étant agencé pour fonctionner selon au moins un point de fonctionnement nominal correspondant à une puissance maximale (PM) que produit le panneau, le panneau étant relié à un module de commande pour piloter le fonctionnement du panneau, le module de commande étant agencé pour piloter le fonctionnement du panneau selon au moins : ledit fonctionnement nominal à puissance maximale, ou selon un fonctionnement dégradé du panneau, caractérisé en ce que ledit fonctionnement dégradé correspond à une production de puissance inférieure à ladite puissance maximale (PM) et non nulle. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de commande pilote le fonctionnement du panneau, en tension, et en ce que, dans ledit fonctionnement dégradé, la tension appliquée au panneau est intermédiaire entre une tension nulle et une tension correspondant à ladite puissance maximale. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le module de commande est : intégré au panneau et relié à une nappe de connexion interne du panneau, d'une part, et à un ou plusieurs câbles de connexion à un réseau de distribution, d'autre part. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le module de commande comporte des moyens de détection d'une coupure de câble de connexion au réseau de distribution, et en ce que le module de commande est agencé pour commander le fonctionnement dégradé en cas de détection d'une coupure d'un ou plusieurs câbles de connexion du panneau au réseau de distribution. 12 5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le module de commande comporte un régulateur et des moyens pour piloter le régulateur. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de commande est agencé pour : détecter une modification dans une réception de signal issu d'un centre de contrôle et, le cas échéant, déclencher le fonctionnement dégradé du panneau. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de commande comporte des moyens radiofréquences de détection de changement de position, et en ce que le module de commande est agencé pour commander le fonctionnement dégradé en cas de détection de changement de position. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans ledit fonctionnement dégradé, ledit module de commande délivre une succession de consignes de fonctionnement du panneau à des puissances toutes intermédiaires entre ladite puissance maximale (PM) et la puissance nulle. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite succession est aléatoire dans le temps. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites 25 puissances de fonctionnement intermédiaires entre ladite puissance maximale (PM) et la puissance nulle sont choisies aléatoirement. 11. Procédé selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le module de commande comporte un générateur de séquences pseudo-aléatoires. 12. Module de commande du fonctionnement d'au moins un panneau photovoltaïque, comportant : 30des moyens pour piloter ledit panneau pour fonctionner selon au moins un point de fonctionnement nominal correspondant à une puissance maximale (PM) que produit le panneau, et des moyens de réception d'une consigne d'interruption dudit fonctionnement nominal pour commander un fonctionnement dégradé du panneau, caractérisé en ce que ledit fonctionnement dégradé correspond à une production de puissance intermédiaire entre ladite puissance maximale (PM) et une puissance nulle. 13. Module selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 2 à 11. 14. Panneau photovoltaïque, comportant un module de commande selon l'une des revendications 12 et 13. 15. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 11, lorsque ce programme est exécuté par un processeur.