L’installation de panneaux solaires est un investissement à long terme. Les modules en silicium cristallin ont aujourd’hui une durée de vie moyenne de 25 à 30 ans. Avec le temps, leur performance diminue progressivement, notamment sous l’effet de phénomènes comme la dégradation induite par le potentiel (PID).
Qu’est-ce que l’effet PID des panneaux solaires ?
L’effet PID, ou dégradation induite par le potentiel, apparaît lorsque les modules fonctionnent sous haute tension pendant une longue période. Cette condition peut générer des courants de fuite entre le verre, le matériau d’encapsulation et le cadre, entraînant une migration d’ions positifs vers la cellule photovoltaïque.
L’accumulation de charges à la surface de la cellule peut endommager la jonction PN et dégrader la passivation, ce qui réduit le facteur de remplissage, le courant de court-circuit et la tension en circuit ouvert. Le module délivre alors une puissance inférieure aux valeurs prévues, avec une baisse globale de performance.
Quelles sont les causes de l’effet PID dans les panneaux solaires ?
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Qualité des matériaux
La composition du verre et des matériaux d’encapsulation influence directement le risque de PID, notamment en présence d’humidité. -
Conditions environnementales
Les températures élevées et l’humidité accélèrent les courants de fuite et augmentent la probabilité du phénomène PID. -
Tension du système
Des tensions plus élevées, comme dans les systèmes 1500 V, augmentent le risque par rapport aux systèmes 1000 V.
Comment tester la performance anti-PID des panneaux solaires avant leur sortie d’usine ?
La résistance au PID est évaluée par des essais sous haute tension dans des conditions contrôlées de température et d’humidité.
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À température et humidité définies, la surface vitrée du module est recouverte d’un matériau conducteur (feuille métallique ou tissu humide) et une tension est appliquée entre la borne de sortie et la surface recouverte pendant une durée déterminée.
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Le module est soumis à une tension de -1000 V DC entre la borne de sortie et le cadre en aluminium pendant 96 heures, dans un environnement à 85 % d’humidité relative et à haute température.
Avant et après les essais, les modules sont testés en puissance, en fuite humide et par imagerie EL. La comparaison des résultats permet d’identifier l’apparition d’un PID ; en cas de dégradation, l’imagerie EL révèle des cellules partiellement noircies.
Ces méthodes d’essai visent à vérifier la résistance au PID selon la norme IEC 62804, utilisée comme référence pour l’évaluation de la stabilité des modules.
Comment les panneaux solaires peuvent-ils éviter l’effet PID en cours d’utilisation ?
L’effet PID peut être réversible ou irréversible selon son origine. Lorsqu’il résulte de réactions électrochimiques internes, il peut provoquer un décollement de couches minces ou une corrosion galvanique, phénomènes difficiles à corriger. En revanche, lorsque le PID est lié à des facteurs externes, plusieurs solutions permettent d’en limiter l’apparition et les effets.
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Utilisation de dispositifs anti-PID
Les boîtiers anti-PID modifient la polarisation électrique provenant de l’onduleur afin de neutraliser les effets négatifs de la tension sur les modules. Ils empêchent une polarisation prolongée d’une même branche et réduisent ainsi le risque d’accumulation de potentiel négatif dans les cellules. -
Conception du système d’installation
Les températures élevées favorisent les courants de fuite et accélèrent le PID. Une conception adaptée du système, avec une ventilation suffisante et une bonne dissipation thermique des modules, onduleurs et boîtiers de distribution, contribue à limiter ces effets. Lorsque cela est possible, la mise à la terre de la borne négative CC de l’onduleur peut également réduire le risque. -
Encapsulation efficace des modules
L’humidité joue un rôle clé dans le déclenchement du PID. Une encapsulation performante empêche la pénétration de vapeur d’eau et limite la formation de réactions chimiques dans le film EVA, qui pourraient générer des ions mobiles responsables de la dégradation.
Les fabricants mettent en place des protocoles de test internes pour contrôler la résistance des modules au PID et garantir une qualité de production constante.
