Le champ magnétique terrestre affecte la performance des panneaux photovoltaïques

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Des chercheurs de l’Université multimédia du Kenya ont affirmé que le champ magnétique terrestre affecte la performance des panneaux solaires de la même manière que les champs des lignes électriques, des transformateurs et d’autres équipements électriques.

Le groupe kenyan a analysé les performances d’un panneau solaire multi-cristallin influencé par un champ magnétique statique dont les caractéristiques sont l’équivalent du “champ géomagnétique” qui protège la Terre du vent solaire.

Les scientifiques ont observé que le champ magnétique statique entraînait une variation considérable des paramètres de tension et de courant du panneau, du facteur de remplissage, de la puissance maximale et de l’efficacité de conversion. Les variations ont été produites par l'”effet Hall”, qui détermine les différences de tension dans un conducteur électrique. Selon les scientifiques, la tension de Hall affecte la mobilité des porteurs par le biais de la magnétorésistance, qui à son tour entraîne une augmentation de la résistance des cellules en présence d’un champ magnétique.

Effet

Lorsque le champ statique a été augmenté au cours de l’expérience, le courant de court-circuit du module solaire et le courant au point de puissance maximale ont considérablement diminué, tandis que la tension à vide et la tension au point de puissance maximale ont légèrement baissé. Ensemble, ces paramètres ont engendré une augmentation du facteur de remplissage du panneau et une diminution de la puissance maximale, ainsi qu’une baisse de 0,21 % du rendement de conversion.

Les valeurs enregistrées sont applicables pour les endroits situés entre l’équateur et une latitude de 50°, ont déclaré les chercheurs,

« Les résultats ont révélé une augmentation de la surface active par kilowatt de 0,08 m²/kW d’énergie électrique produite, ce qui se traduit par une augmentation des coûts d’installation de 1,31 %, en raison d’une diminution de l’efficacité », a déclaré le groupe kenyan.

L’intensité du champ magnétique terrestre se situe entre 25 000 et 65 000 nano-Tesla (nT) avec des valeurs de 31 000 à 58 000 nT entre l’équateur et 50° de latitude.

La complexité du champ géomagnétique le rend difficile à observer et à prévoir. Selon des études récentes, le champ a perdu environ 9 % de sa force au cours des 200 dernières années et a montré plus de faiblesse dans la région de l'”anomalie de l’Atlantique sud” qui s’étend de l’Afrique à l’Amérique du Sud.

Les résultats de l’étude ont été présentés dans le document “Investigation into the effects of the earth’s magnetic field on the conversion efficiency of solar cells“, publié dans Renewable Energy et sur le site web de ScienceDirect.