Gros plan sur la dégradation induite par le potentiel dans les cellules solaires

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D’après pv magazine International

L’effet PID (dégradation induite par le potentiel) désigne tout un éventail d’impacts différents qui, d’après les observations réalisées sur le terrain, réduisent la performance des modules PV. La progression de ces impacts varie cependant en fonction des matériaux du module, des conditions d’installation et d’autres facteurs généralement liés à des fuites de courant des cellules PV vers le cadre du module ou d’autres éléments.

Des scientifiques de l’Université de York, au Royaume-Uni, ont examiné les répercussions de l’effet PID sur une installation PV de 1,2 MW à Barcelone en Espagne au cours d’une étude pluriannuelle démarrée en 2019. Celle-ci a eu recours à des images par drone thermique pour repérer les strings de modules concernés par l’effet PID en recherchant les modules présentant une température de surface élevée. Les chercheurs ont ainsi découvert quatre strings touchés par l’effet PID après une année de fonctionnement, et continuent de les observer.

Dans l’article « Field study on the severity of photovoltaic potential induced degradation », publié dans la revue Scientific Reports, le groupe de chercheurs démontre que la dégradation de ces strings avait été causée à l’origine par un défaut à la terre au niveau des onduleurs du projet. En comparant les résultats des strings concernés à ceux d’un string « sain » du même projet, ils ont essentiellement conclu que, même aux endroits où la PID semble avoir des répercussions limitées sur les performances globales du système, l’apparition de l’effet PID pouvait engendrer une chute soudaine des performances à n’importe quel moment ou presque.

De plus, ce phénomène peut commencer à évoluer sur un string à tout moment ou presque, ce qui signifie que des tests ou une imagerie par drone devraient être réalisés plus souvent pour l’éviter. L’étude démontre en outre qu’un boîtier « anti-PID », relié aux strings identifiés après une année de fonctionnement, pourrait éviter la propagation des pertes de performances liées à la PID et même permettre une restauration du dispositif dans une certaine mesure, bien que certains modules aient présenté une réduction permanente de leurs performance – d’où l’intérêt de détecter rapidement l’effet PID.

PID par polarisation

Dans le cadre d’autres travaux de recherche récemment publiés, des scientifiques sous l’égide de l’Université de Tsukuba au Japon ont mené une analyse poussée de l’un des effets PID connu sous le nom de « PID par polarisation » (polarization PID). Il s’agit de l’effet PID affichant la progression la plus rapide. Il a été mis en évidence dans différentes architectures de cellules et a présenté une résistance aux méthodes d’atténuation courantes, notamment le passage à un encapsulant POE.

Dans l’article « Mechanistic Understanding of Polarization-Type Potential-Induced Degradation in Crystalline-Silicon Photovoltaic Cell Modules » paru récemment dans Advanced Energy & Sustainability Research, le groupe d’universitaires élabore un modèle pour les effets PID de type polarisation et met en lumière deux facteurs qui les caractérisent.

« Les deux caractéristiques suivantes ont revêtu une importance toute particulière : la polarisation à l’origine de la dégradation n’est pas toujours négative. Elle dépend du dopage utilisé en surface, précisent-ils. De plus, l’effet PID de type polarisation se propage considérablement plus vite que les autres types de PID. Il arrive à saturation très rapidement. Il convient donc d’élaborer un modèle qui tienne compte de ces caractéristiques. »

Les chercheurs ont appliqué leur modèle « K-Center » à différentes situations, illustrant sa capacité à expliquer avec précision les différents effets PID. En poursuivant leurs développements, ils espèrent en faire un outil précieux pour comprendre et atténuer les pertes de performances causées par la PID de type polarisation.

Traduction effectuée par Christelle Taureau.

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