Quel rendement des modules photovoltaïques après 20 ans ?

Les modules de la première installation photovoltaïque de France raccordée au réseau, mise en service par HESPUL en 1992, une l’association spécialisée dans le développement des énergies renouvelables et de l’efficacité énergétique, ont été testés.

Cette étude, réalisée par les laboratoires CEA de l’Institut National de l’Energie Solaire (INES) et l’organisme de certification Certisolis, conclut que les modules n’ont perdu que 8,3 % de leur puissance initiale.

Aujourd’hui, les principaux fabricants garantissent une baisse de puissance maximale de l’ordre de 20 % sur 20 ou 25 ans. Le résultat de cette étude montre que les performances de ces modules sont bien supérieures aux valeurs garanties.

Pour en estimer la performance, les modules de cette installation ont été démontés et testés en laboratoire selon les normes internationales en vigueur. Le fabricant japonais Kyocera a été associé à cette étude pour fournir les caractéristiques électriques initiales des modules, ainsi qu’une cellule de référence permettant de réaliser un étalonnage des appareils de mesure à l’identique de celui utilisé à l’époque de leur fabrication.

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fredo

on a ici un instantané au bout de 20 ans (-8,3%) ce qui est peu, mais pas après 20 ans comme le suggère le titre de la brève d’Enerzine. D’autres mesures confirment ce chiffre, dont celle du 1er système PV en réseau d’Europe (Suisse, Mai 1982) qui a donc 30 ans cette année et qui fonctionne toujours sans problème. En 2002, la mesure était à -9%. 10 ans après, en 2012 donc, il serait interessant d’avoir une nouvelle mesure.

enerZ

Effectivement, nous avons là un jalon à 20 ans. Mais le titre ouvre le débat sur la question du rendement sur une plus longue durée. Sinon, merci pour votre lien. La rédaction

trimtab

Comme j’ai fait déjà remarqé en juillet 2010, il y a mieux : En fait, quelqu’un peut m’expliquer EXACTEMENT ce qui ‘se fatigue’ dans un cellule PV ? Y a t’il un ‘viellissement’ au niveau atomique ?, moleculaire ?, que sais-je, car tant que le cellule ( un morceau de ‘roche’ solide et ‘inanimé’ ! ) n’est pas cassé………pourquoi il se dégraderait ? Si certes, la ‘connectique’ et le ‘cadre’ peut se fragiliser avec l’age, l’effet ‘photovoltaique’ du cellule lui-même, ne continue-t-il pas ad infini, car une réaction ‘naturelle’? trimtab

trimtab

Je savais qu’a l’époque j’avais trouvé mieux encore: 60 ans et toujours pas ‘retraité’ (comme moi !) Alors un siecle de vie ‘utile’, qui sait ? trimtab

fredo

le point à surveiller après 20 ans donc semble être le jaunissement de l’encapsulant des cellules. Ce jaunissement est-il progressif, entraîne-t-il une opacité, à partir de quand? Avis bienvenus.

Samivel51

En plus de ces bons resultats, peut-on estimer que les panneaux recents, mieux concus, se comporteront encore mieux? Et quid des panneaux en couche mince? Quel recul a-t-on?

Lionel_fr

Pour orienter les recherches, les cellules PV sont de gros composants electroniques (diodes). Or les composants ont une génération de plus que les panneaux PV et surtout les contraintes de fiabilité ont été largement évaluées notamment par l’armée américaine. Vous pouvez faire des recherches sur MTBF (temps moyen entre deux pannes) ou la norme militaire US qui porte le joli nom de MIL-HDBK-217F Bien sûr, chaque composant a ses spécificités et certains n’ont aucun intéret ici (condensateurs qui concerneraient plutôt les onduleurs) Par contre transistors, diodes et leurs dérivés (triodes, triacs) ainsi que les circuits intégrés dont la fabrication est très similaire à celle des cellules. On y trouve les contraintes de cycles thermiques, qualité de fabrication et d’alimentation qui sont transposables aux cellules dans le cas d’une ombre portée sur une partie de panneau par exemple : dans ce cas la résistance des cellules à l’ombre augmente et affectent toutes les cellules sur le même circuit. Il faut ajouter l’exposition aux radiations notamment UV, condensation et gel et tout ce qui concerne la corrosion dont l’opacification du verre fait partie je suppose. En revanche , je n’ai rien trouvé sur la migration des ions entre couches dopées , il semble que ce phénomène n’entre pas dans nos échelles de temps

trimtab

En effet, on a souvent evoqué ce ‘problème’ de jaunissement voir de ‘délamination’ possible de couches ‘encapsulantes’ (qui semble être EVA ou TEDLAR), donc il est difficile de trouver des infos de leur ‘performances’ à longue terme, mais vu qu’on protège ensemble avec du verre trempé (et on ne change pas ses fenêtres ‘sécurit’ tous les 20 ans !) je pense que la ‘limite d’age’ physique de l’ensemble va bien au delà de chiffres souvent avancés. Donc avis des experts: 1: Un cellule PV ‘vieillisse’ comment ? 2: Les propriètés ‘longues termes’ des matières d’encapsulation. Car pour les ‘vitres’ (tant qui ne sont pas péter avec une boule de pétanque maladroite !) qui protègent l’ensemble ? Ceux de Notre Dame ont quelques siecles et ce n’est pas du ‘Sécurit !’ trimtab

Tchal

des baffes faut distribuer des baffes pendant jusqu’à 20 ans

Catalan

la France se fait encore remarquer en coulant la profession mais en creant PV cycle… oui la france est un pays de chiffonniers ! changer vous vos vélux tous les 20 ans et les passez vous chez ines ? merci le rapport charpin, pour avoir fait de la charpie de nos entreprises!

a trimtab

Là, je ne vais pas pouvoir aider! C’est une sorte de cataracte, si je comprends bien? Mais bon, Lionel vous a donné des pistes, c’est le principal. Mon bonjour à Simone.

Sietaitsimple

c’était moi ci-dessus.

djiou

@Trimtab : La dégradation du rendement des cellules solaires au cours du temps est en particulier dû à l’augmentation des centres de recombinaison dans le matériau semi-conducteur. Ces centres de recombinaison, qui sont dûs à des défauts ponctuels ou des dislocations, empechent tout simplement le passage des électrons et donc la création d’un courant électrique. Dans les cellules solaires, les défauts (au sens matériau) jouent un double rôle. Ils sont tout d’abord nécessaires, car ils augmentent la conductivité électrique et permettent d’absorber plus de rayonnement incident (principe du dopage des semi-conducteurs). Mais lorsque leur concentration est trop importante, les défauts réduisent la possibilité de transporter les porteurs de charge, et donc le rendement. D’une part, ces centres de recombinaison sont crées par l’exposition prolongée à des rayonnements énergétiques, à savoir les UV, qui créent des défauts ponctuels, et réorganisent la maille cristalline. L’élèvation de la température interne du matériau (qui est liée au rayonnement incident) contribue également à ce phènoméne. D’autre part, les contraintes thermiques, telles que des grandes différences de températures entre la nuit et le jour, favorisent la création de dislocation à travers le matériau. Même conséquence, les électrons (et donc les trous) sont alors “bloqués”. . Par contre, on ne parle pas de “fatigue” du matériau car ce terme est utilisé pour caractériser un processus mécanique qui, sous l’action de contraintes locales, aboutit à l’apparition de (micro) fissures, voire à la rupture dans certains cas. A noter que les cellules solaires utilisées dans l’espace sont soumises à des rayonnements très énergétiques, qui dégradent donc trés rapidement ces matériaux. Les semi-conducteurs III-V (InGaN, GaAs, …) sont plutôt de très bons candidats car ils présentent une très grande résistance aux particules de 1 Mev, 2 Mev,…

trimtab

Merci d’abord pour ce voyage initiatique et erudit au coeur du cellule PV . Je dois admettre que, n’étant pas ‘scientifique’, je n’ai tous compris dans les subtilités des ‘recombinaisons’, ‘dislocations’ , ‘dopage’ et de ‘trous’, mais ‘grosso modo’ j’ai pigé (en image) le suivant: 1: Avec le temps il a bien un ‘changement’ au coeur même de la matière du cellule qui comme vous dites ….” réorganisent la maille cristalline”. 2: Que la matière cristalline ‘prend des coups’ du au ‘bronzage’ répété aux UV, la cellule perdant ainsi du rendement avec l’age ! 3: Que la température interne de la matière ainsi que les les ecarts thermiques jour/nuit contribue aussi à ce phénomene. Ce qui n’ai pas encore claire: 1: Ces changements sont ils definitifs et irreversibles (des nouveaux ‘trous’ ou ‘dislocations’ peuvent ils êtres ‘crées’ à un endroit pendant que d’autres se ferment ailleurs ?). 2: Le phénomène de ‘dégradation’ est il ‘linéaire’ et cumulatif, menant eventuellement au bout d’un long vie, à la ‘mort’ totale de la capacité de produit de l’électricité ? 3: Est ce que , pour les technologies amorphes ‘couches minces’ (diverserse et nombreuse), ces mêmes dégradations s’applique de la même manière ? 4: Et là je pousse un peu le bouchon ! Quand les deux technologies sont ‘couplées’ comme dans les panneaux PANASONIC/SANYO HIT, what’s the score ? 5: Et le ‘connectique’ entre les cellules (ces petits fils argentés quand voit sur tous les panneaux reliant les cellules entre eux), lui auusi encapsulé et donc pas accesible, ‘grille-t-il’ avec le temps ? A noter que les explication données, expliquent peut être le ‘longivité’ des exemples que j’ai donné plus haut en lien, car, dans les deux cas, ils étaitaient ‘enfermés’ pendant de nombreuses années à l’abri de la lumière, donc n’ont pas soufferts des affres des UV ! Ceci me mène à une pensée un peu ‘hors de la boite’ concerning le ‘curtailment’ possible du PV, car tant qu’un panneau est exposé, il produit, et je ne vois pas comment on peut ‘couper le jus’ ou la ‘mettre à la poubelle’ sans l’utiliser ! Et si on mettait des stores occultants (tel nos vulgaires Velux!) sur les panneaux !!? C’est peut être un peu ‘usine à gaz’ mais pour doublé (!??) la vie des panneaux…..??!! A midi en été, quand, en auto consommation local on a pas besoin (et qu’on ne peut le stocker – au moins pour le moment), que le ‘réseau’ n’a pas besoin, on met tous à ‘l’abri’ Et hop, on ne produit plus, car personne à besoin et en bonus on ‘prolonge’ la vie des panneaux car ils ne sont plus exposés aux méchants UVs estivale ……..”qui NE créent plus des défauts ponctuels, et réorganisent la maille cristalline……” Alors 100 ans de vie pour du PV trimtab revu et corrigé ? Faites vos jeux ! trimtab

Sensitryo

messieurs n’oublions pas que les modules d’il y a 25 ans etait des modules fait dans les regles de l’art et avec bcp d’attention. Desormais 70 % de modules sont fait en Chine et 50 % de ces 70 % ne tiendront meme pas 5 ans…voir meme 2 pour certains. Prenez en compte que tous les grd fabricant chinois preferent sous traiter dans l’usine du coin de la rue car cela leur coute moins cher que de produire dans leurs usines flambant neuve… Sensitryo

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