Espérance de vie des panneaux solaires photovoltaïques

[Christophe]

Prédire l'espérance de vie des panneaux solaires

Les panneaux solaires sont exposés à diverses conditions environnementales, qui dégradent le matériau au fil des ans. Des chercheurs de l'Institut Fraunhofer de mécanique des matériaux (IWM) de Fribourg-en-Brisgau (Bade-Wurtemberg) ont développé une méthode par laquelle l'effet de ces influences peut être calculé sur le long terme. Ceci permet des prédictions fiables de la durée de vie des panneaux.

Bien que la plupart des fabricants de panneaux fournissent à leurs clients jusqu'à 25 ans de garantie, eux-mêmes ne savent pas se prononcer de façon fiable sur la durée de vie prévue des panneaux. Pour être autorisés au fonctionnement, les modules solaires doivent en effet répondre à certaines normes. Pour cela, ils sont exposés à des températures élevées ou à des charges mécaniques lourdes dans différentes expériences. "Cependant, les résultats indiquent uniquement sur la robustesse d'un nouvel exemplaire contre des charges extrêmes à court terme. Pour déterminer la durée de vie réelle, les effets liés à l'âge tels que la fatigue des matériaux sont au contraire pertinents, et ils ne se produisent qu'au fil du temps", explique Alexander Fromm, de l'Institut Fraunhofer IWM.

Les scientifiques de l'IWM travaillent, dans le cadre du projet "Fiabilité des modules photovoltaïques II" financé par le Ministère fédéral de l'environnement (BMU), à une nouvelle méthode de prédiction de la durée de vie des modules solaires. "Avec notre principe à deux volets, nous combinons les données de mesure réelles avec une simulation numérique", explique M. Fromm. Pour cela, les scientifiques étudient dans un premier temps sur le terrain l'impact du stress mécanique sur l'installation. En effet, le poids de la neige, les variations de température et les rafales de vent génèrent des contraintes mécaniques ou des déformations dans les panneaux. Ceci conduit à long terme à une fatigue du matériau. Le matériau d'enrobage à base de plastique et surtout les connecteurs de cellules (de minces bandes de cuivre avec lesquelles les cellules solaires sont reliées entre elles) sont particulièrement sensibles.

Afin de comprendre les facteurs qui influent sur le matériau, les chercheurs ont équipé un module solaire complet de capteurs mesurant, via les variations de résistance, les déformations sur la surface des composants. Ensuite, les contraintes mécaniques du matériau ont pu être calculées. Lors de l'évaluation, les scientifiques ont découvert que même un léger vent suffit à générer une vibration dans le module. Cette vibration est d'autant plus prononcée que la température ambiante est élevée. En outre, la fréquence d'oscillation augmente au cours du temps, car la matière plastique devient, sous l'action de rayonnements UV, plus rigide et cassante.

Par la suite, un modèle détaillé de simulation 3D a été développé pour le module solaire. Sur la base des résultats de mesure sur le terrain, des déductions à l'aide de calculs numériques sont faites pour expliquer comment les influences de l'environnement impactent à long terme les composants du module, et quelles contraintes mécaniques se produisent dans le matériau. "Nous avons par exemple constaté grâce à la simulation que la fragilisation induite par les UV joue un rôle dans la fatigue du matériau beaucoup plus important que nous le pensions", déclare M. Fromm. Afin de prédire la durée de vie d'un module, les chercheurs combinent les mesures sur le terrain avec des valeurs caractéristiques connues de résistance des matériaux correspondants. Ces chiffres illustrent à partir de quel degré de contrainte le matériau est susceptible de se briser ou de se détacher.

Le processus est prêt à être utilisé dès aujourd'hui. Pour créer des prédictions optimales et fiables, les développeurs ont néanmoins besoin de données sur les matériaux aussi détaillées que possible, ainsi que d'informations sur la géométrie du module à tester. "Notre méthode n'offre pas un test en masse, mais est au contraire adaptée à chaque client", explique M. Fromm. Sur la base de leurs calculs, les chercheurs peuvent ensuite non seulement tirer des conclusions sur la durée de vie prévue, mais mettre aussi en lumière un potentiel d'amélioration en termes de géométrie et de matériau. Enfin ces résultats permettent d'étudier les différents matériaux et les contraintes mécaniques caractéristiques de chacun d'entre eux dans le module.

http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /74063.htm

Via : http://www.isolation-chauffage.com/nouv ... 2/#msg5342

[machaon]

bonsoir christophe

demarche interressante ,et très "conventionnelle".

je peux juste dire que j'ai eu des PV qui dataient de 1988 env, soit plus de 25 ans d'age et qui produisaient toujours, malgres des conditions de vie plutot dures : air marin ,embruns, vent violents, vivrations, chaleur et humidité du pacific equatorial, et UV destructeurs à ces latitudes.

Je pense qu'en faisant des recherches et test en collaboration avec des antités possedant de PV anciens ,( particuliers , societes, organismes publiques) , on devrait obtenir rapidement et facilement des données permettant d'apprecier une duree de vie "en condition" , plus facilement que par la voie de la "modelisation informatique"?
Mais ceci sur du materiel ancien, (peut etre + robuste?) ne beneficiant pas des dernieres evolutions des materiaux !!

machaon

[moinsdewatt]

Des fois ça va pas au bout de l' éspérance de vie :

Incendie sur le toit d'un gros batiment Apple (en Arizona) qui comportait des panneaux solaires, et effondrement partiel du toit.
L' enquéte va chercher si c' est l' installation solaire qui a fait démarer l' incendie.

Solar panels on Apple plant in Arizona catch fire

27 May 2015

Firefighters responded to an emergency at one of Apple’s facilities in Mesa, Arizona on Tuesday afternoon after a blaze broke out in an area of solar panels fitted to the roof of the building.

According to local news reports, firefighters identified that the fire erupting on the 12-hecatare site was located only on a section of the roof overlooking a loading dock.

While around 50 people were forced to evacuate the building, over 100 firefighters were able to get the blaze under control in about 30 minutes, although a portion of the roof collapsed.

News reports noted that fire investigators are trying to find out if the fire was a direct result of the solar panels located upon the roof.

The facility features a lengthy history. First Solar was the original owner of the building, eventually selling it to Apple in 2012. Apple then leased it to GT Advanced Technologies (GTAT) in order to use the space as a factory to manufacture sapphire screens for handheld devices.

Ultimately, the sapphire-screen factory plans never came to fruition, as GTAT eventually filed for bankruptcy last year. As a result, Apple shifted the building’s purpose into that of a data centre, touting its green credentials

http://www.pv-tech.org/news/solar_panel ... catch_fire


http://www.macrumors.com/2015/05/26/app ... ches-fire/

[elephant]

Sur l'incendie, pas exclu: quand on voit les beaux arcs que l'on peu en tirer....et si la toiture est en matériaux bitumeux....

Sur la durée de vie: je pense que si elle était courte, on n'en aurait pas envoyé autant dans l'espace...et quand je vois certaines de mes centrales en service depuis plus de 30 ans ( en service 24h/24), je ne m'en fait pas trop !

[daimebag]

Ben dans l'espace, t'as pas de vents, pas d'humidité, pas d'atmosphères, donc quoi de plus normal...

[Forhorse]

Mais tu as des UV (A, B et même C) en pagaille, des rayons (X, gamma, j'en passe et des meilleurs) des températures extrêmes etc...
Je doute que ce soit plus "cool" pour les panneaux que sur terre.

[izentrop]

Mais tu as des UV (A, B et même C) en pagaille, des rayons (X, gamma, j'en passe et des meilleurs) des températures extrêmes etc...
Je doute que ce soit plus "cool" pour les panneaux que sur terre.

Les rayonnements ionisants en général, les rayons cosmiques étant les plus énergiques et heureusement filtrés par l'atmosphère terrestre http://www.astrosurf.com/luxorion/satel ... llance.htm

[Forhorse]

Sinon les miens sont mort après 6 ans de bon et loyaux services. Le décès est du... à une chute de 2m de haut, oups !
Voilà ce qui arrive quand on se dit "je les fixerais plus tard"

Le verre à éclaté en millier de petit morceau comme celui d'un pare-brise de bagnole.
Du coup quelqu'un sait ce qu'on fait d'un panneau PV HS ? ils les prennent à la déchetterie ?

[moinsdewatt]

Sinon les miens sont mort après 6 ans de bon et loyaux services. Le décès est du... à une chute de 2m de haut, oups !
Voilà ce qui arrive quand on se dit "je les fixerais plus tard"

Le verre à éclaté en millier de petit morceau comme celui d'un pare-brise de bagnole.
Du coup quelqu'un sait ce qu'on fait d'un panneau PV HS ? ils les prennent à la déchetterie ?

l' organisme adhoc est PVcycle.

lire : http://www.pvcycle.org/wp-content/uploa ... _web_2.pdf

[Forhorse]

Super, le point de collecte le plus proche est à 65Km de chez moi
En plus, en bonus c'est une déchetterie, grande chance que le gardien n'y connaisse rien et me refoule à l'entrée parce que je ne suis pas habitant de la zone desservie.