En Espagne, des scientifiques ont testé des modules PV dans des conditions d’ombrage partiel afin de mieux comprendre la formation de hotspots qui nuisent au rendement. L’étude révèle un problème spécifique aux modules bifaciaux à demi-cellules, qui pourrait entraîner des pertes de rendement accélérées et qui ne figure pas dans les normes de test et de certification.
Selon un article de pv magazine International, couper en deux les cellules en silicium et les rendre capables de générer de l’électricité des deux côtés a permis d’augmenter le rendement énergétique à moindre coût de production. Ces deux technologies ont donc connu une croissance rapide ces dernières années et représentent désormais la majeure partie des cellules et modules solaires fabriqués.
Toutefois, une étude récente présentée lors de la Conférence EU PVSEC à Lisbonne le mois dernier a montré que les conceptions utilisant des demi-cellules et des modules bifaciaux pourraient contribuer à la formation de hotspots et à des problèmes de rendement dans certaines conditions. Les auteurs de l’étude attirent l’attention sur le fait que les normes d’essais actuelles ne sont pas forcément capables de détecter les modules vulnérables à ce type de dégradation.
Les chercheurs, dirigés par Enertis Applus, un cabinet de conseil technique basé en Espagne, ont recouvert certaines parties d’un module PV pour observer son comportement lorsqu’il est partiellement ombragé. Selon Sergio Suárez, responsable technique mondial chez Enertis Applus, ils ont volontairement accentué l’ombre pour observer de près le comportement des modules à demi-cellules monofaciaux et bifaciaux, en se concentrant sur la formation de hotspots et les températures atteintes à ces endroits. Ils ont remarqué l’apparition de hotspots en miroir à un endroit opposé par rapport aux hotspots habituels, sans raison apparente.
Selon l’étude, la tension prévue pour les modules à demi-cellules pourrait être à l’origine de la propagation des hotspots au-delà de la zone ombragée/endommagée. Les modules à demi-cellules ont affiché un comportement intrigant où lorsqu’un hotspot apparaît, la tension en parallèle pousse d’autres zones non touchées à produire également des hotspots. Cela pourrait indiquer une dégradation potentiellement accélérée des modules à demi-cellules en raison de la multiplication de ces hotspots.
Ce phénomène a également été observé à des niveaux particulièrement élevés dans les modules bifaciaux, où les hotspots ont atteint des températures jusqu’à 10°C supérieures à celles des modules monofaciaux de l’étude. Les modules ont été testés pendant 30 jours dans des conditions d’irradiation élevée, par temps nuageux et dégagé. L’étude devrait bientôt être publiée intégralement après la Conférence EU PVSEC 2023.
Selon les chercheurs, ces observations soulignent une lacune entraînant des pertes de performances qui ne sont pas correctement couvertes par les normes d’essai des modules. Un seul hotspot situé dans la partie inférieure du module peut potentiellement provoquer plusieurs hotspots dans la partie supérieure. Si ce problème n’est pas traité, l’augmentation de la température peut accélérer la dégradation globale du module. Sergio Suárez souligne également l’importance de la maintenance, telle que le nettoyage des modules, la disposition du système ou le refroidissement par le vent. Cependant, il est préférable de détecter ce problème rapidement en ajoutant des mesures de tests et d’assurance qualité lors de la fabrication.
Les conclusions de cette étude mettent en évidence la nécessité de réévaluer et éventuellement de mettre à jour les normes concernant les technologies à demi-cellules et bifaciales. Il est essentiel de prendre en compte la thermographie, d’intégrer des comportements thermiques spécifiques pour les demi-cellules et d’adapter la normalisation des gradients thermiques dans les conditions d’essai normalisées pour les modules bifaciaux.
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