Des scientifiques espagnols ont testé des modules photovoltaïques dans des conditions d'ombrage partiel, dans le but de mieux comprendre la formation de points chauds nuisant aux performances.L'étude révèle un problème potentiel affectant particulièrement les modules demi-cellules et bifaciaux, qui peut entraîner une perte de performances accélérée et n'est pas couvert par les normes de test/certification actuelles.
Dans l’étude, les modules de panneaux solaires ont été intentionnellement ombragés pour créer des points chauds.
Réduire de moitié les cellules de silicium et les rendre capables de produire de l'électricité à partir de la lumière du soleil frappant les deux côtés sont deux innovations qui ont permis d'augmenter le rendement énergétique à un coût de production supplémentaire minime.Par conséquent, ces deux secteurs ont connu une croissance rapide au cours des dernières années et représentent désormais le courant dominant dans la fabrication de cellules et de modules solaires.
Une nouvelle recherche, qui figurait parmi les lauréats d'un prix d'affiche auConférence PVSEC de l'UEqui s'est tenue à Lisbonne le mois dernier, a démontré que la combinaison de conceptions de cellules demi-coupées et bifaciales peut contribuer à la formation de points chauds et à des problèmes de performances, dans certaines conditions.Et les normes de test actuelles, avertissent les auteurs de l'étude, pourraient ne pas être équipées pour détecter les modules vulnérables à ce type de dégradation.
Les chercheurs, dirigés par le cabinet de conseil technique espagnol Enertis Applus, ont couvert des parties d'un module photovoltaïque pour observer son comportement sous un ombrage partiel."Nous avons forcé l'observation à approfondir le comportement des modules demi-cellules monofaciaux et bifaciaux, en nous concentrant sur la formation de points chauds et les températures atteintes par ces points", a expliqué Sergio Suárez, responsable technique mondial chez Enertis Applus."Fait intéressant, nous avons identifié des points chauds en miroir qui apparaissent dans la position opposée par rapport aux points chauds normaux sans raisons apparentes, comme des ombres ou des cassures."
Dégradation plus rapide
L'étude a indiqué que la conception de tension des modules demi-cellules peut provoquer la propagation des points chauds au-delà de la zone ombrée/endommagée."Les modules demi-cellules présentaient un scénario intrigant", a poursuivi Suárez.« Lorsqu'un point chaud apparaît, la conception parallèle de tension inhérente au module pousse d'autres zones non affectées à développer également des points chauds.Ce comportement pourrait suggérer une dégradation potentiellement plus rapide des modules demi-cellules en raison de l’apparition de ces points chauds multipliés.
L’effet s’est également révélé particulièrement fort dans les modules bifaciaux, qui ont atteint des températures de point chaud jusqu’à 10 °C supérieures à celles des modules simple face de l’étude.Les modules ont été testés sur une période de 30 jours dans des conditions d'irradiation élevée, avec un ciel nuageux et clair.L’étude devrait bientôt être publiée dans son intégralité, dans le cadre des actes de l’événement EU PVSEC 2023.
Selon les chercheurs, ces résultats révèlent une voie menant à une perte de performances qui n'est pas bien couverte par les normes de test des modules.
"Un point chaud singulier sur la partie inférieure du module pourrait provoquer plusieurs points chauds supérieurs, qui, s'ils ne sont pas traités, pourraient accélérer la dégradation globale du module en raison d'une augmentation de la température", a déclaré Suárez.Il a en outre noté que cela pourrait accorder une importance supplémentaire aux activités de maintenance telles que le nettoyage des modules, ainsi que la configuration du système et le refroidissement du vent.Mais il serait préférable de détecter le problème dès le début et cela nécessiterait de nouvelles étapes de test et d’assurance qualité au stade de la fabrication.
"Nos résultats mettent en lumière un besoin et une opportunité de réévaluer et éventuellement de mettre à jour les normes pour les technologies demi-cellules et bifaciales", a déclaré Suárez."Il est essentiel de prendre en compte la thermographie, d'introduire des modèles thermiques spécifiques pour les demi-cellules et d'ajuster la normalisation des gradients thermiques aux conditions de test standard (STC) pour les modules bifaciaux."
Heure de publication : 17 octobre 2023