Contribution à l'analyse des performances électriques et thermiques des modules photovoltaïques de différentes technologies
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Date
2016
Authors
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Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
Cette thèse traite des performances électriques et thermiques des modules photovoltaïques (PV)installés dans différentes conditions. Les modules PV ont usuellement une garantie avec un niveau de puissance acceptable pouvant aller jusqu’à 25 ans, mais il y a un manque de retours d’expériences permettant de valider cette durée de vie. Nous avons proposé de réaliser des procédures expérimentales basées sur des essais dans le milieu d’exposition et un essai accéléré sur différentes technologies de modules photovoltaïques pour mieux connaître l’évolution des performances électriques des modules PV dans le temps et dans un environnement donné. Plusieurs études expérimentales ont d’abord permis d’évaluer l’impact de l’ombrage sur les performances électriques de différents modules PV au silicium, l’ombrage étant causé par différentes contraintes environnementales dans des sites urbain et saharien. Une perte de puissance de plus de 50% pour les modules ombragés dans le milieu urbain et d’environ 80% dans le milieu désertique est trouvée. Le vieillissement de deux centrales PV dans un site saharien et méditerranéen après respectivement 28 ans et 10 ans de service a ensuite été étudié. L’identification des modes de dégradation avec le vieillissement naturel a été menée par des inspections visuelles sur site et la mesure des caractéristiques courant-tension a permis de déterminer les taux de dégradation engendrés. Les résultats obtenus montrent que les modules étudiés dans le site saharien présentent en moyenne un taux de dégradation de 1,22 %/an correspondant aux taux de dégradation moyens pour Tilonia en Inde et pour l’Arizona. Les modules étudiés dans le site méditerranéen présentent en moyenne un taux de dégradation de puissance de 1,36%/an après 10 ans, ce qui est en accord avec le taux de dégradation moyen des modules installés à Hamamatsu (Japon). Enfin, dans le but de comprendre les modes de dégradation qui surviennent à différentes périodes de la vie d’une nouvelle technologie de modules PV, une campagne de tests accélérés en laboratoire a été menée. Les tests de chaleur humide 85°C/85% rh ont été conduits sur un ensemble de modules MWT (Metal Wrap Through) fabriqués par ECN (Energy Center of the Netherlands, Pays-Bas). Les résultats obtenus montrent que les modules ayant un encapsulant à base de polyoléfine ont une faible perte de puissance, de 0,3% après 2000 heures d’essai en chaleur humide, contrairement aux modules ayant un encapsulant EVA pour lesquels la réduction est de 1,6%. Ce travail de thèse permet finalement de donner une base de données intéressante à exploiter pour améliorer la maîtrise du comportement et la durabilité des modules PV sur leurs cycles de vie.
Description
121 f. : ill. ; 30 cm. (+ CD-Rom)
Keywords
Module MWT, Performances, Vieillissement, Dégradation, Ombrage, Photovoltaïque
Citation
Option : Electronique