D’après pv magazine International
Un groupe de recherche en Inde a comparé expérimentalement les performances des systèmes photovoltaïque (PV) et photovoltaïques-thermiques (PVT) dans des conditions réelles et a constaté que les installations PVT offrent des avantages significatifs en matière de stabilité, notamment dans les environnements chauds. Les conclusions figurent dans l’article intitulé « Enhancing solar energy efficiency through comparative analysis of photovoltaic and hybrid photovoltaic-thermal systems », récemment publié dans Solar Energy Materials and Solar Cells. Des chercheurs du Government College of Technology, d’Annapooranaa Engineering College, du Hindusthan College of Engineering and Technology, de la Saveetha University et de la Chitkara University (Inde) ont contribué à cette étude.
Les deux systèmes ont été installés sur un toit à un endroit non précisé. L’installation comprenait des modules PV et PVT, des pyranomètres, des thermomètres, ainsi qu’un système de refroidissement par gravité pour le dispositif PVT. Les chercheurs ont également utilisé une méthode d’apprentissage automatique appelée Random Forest pour classifier l’efficacité opérationnelle des systèmes.
« La nouveauté du présent travail réside dans son approche intégrée, combinant expérimentation sur le terrain en temps réel, classification de l’efficacité basée sur le machine learning, et comparaison détaillée des performances thermo-électriques entre les systèmes PV et PVT utilisant des modules à pérovskites », ont déclaré les chercheurs. « Contrairement aux études antérieures qui se concentraient principalement sur des simulations ou des expériences en laboratoire isolées, cette étude a été menée dans des conditions environnementales dynamiques à l’aide de capteurs calibrés et d’un collecteur thermique adaptatif. »
Le système PV utilisait un module en silicium monocristallin d’une puissance maximale de 60 W, avec une efficacité de 15,2 %. Le module comportait 36 cellules et mesurait 680 × 540 × 35 mm. Le système PVT utilisait également un module en silicium monocristallin de 60 W. Son collecteur thermique était composé d’un tube en cuivre intégré dans une plaque absorbante en aluminium, avec de l’eau comme fluide caloporteur. Il a atteint un rendement thermique maximal de 43,37 %.
L’analyse a été réalisée sur une période de 10 jours en juillet 2024. Les données enregistrées pendant les périodes nuageuses ou pluvieuses ont été exclues en raison d’une irradiation solaire incohérente. Les données moyennes de rayonnement solaire global provenaient de la station météorologique Natal-A304, exploitée par Inmet.
Les résultats ont montré que la puissance électrique du système PV variait entre 35,85 W et 49,55 W, avec une efficacité comprise entre 6,62 % et 8,43 %. Le système PVT a produit entre 36,21 W et 49,54 W, avec une efficacité électrique de 7,25 % à 8,67 %. Son rendement thermique maximal était de 43,37 %, et il a généré jusqu’à 315,6 W de puissance thermique.
Le modèle Random Forest a atteint une précision de prédiction de 97 % pour la classification des performances en zones de faible, moyenne et haute efficacité. « Cette approche de modélisation prédictive a été vérifiée expérimentalement à l’aide de données horaires, renforçant ainsi son applicabilité pour la surveillance et le contrôle en temps réel », ont-ils précisé. « L’étude a mis en évidence une augmentation de 291,6 % de l’énergie thermique produite par rapport à l’énergie électrique dans les systèmes PVT. Ces résultats démontrent les avantages en matière de performance et de stabilité des systèmes PVT, en particulier dans les environnements chauds. »
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