IMPACT DE LA POUSSIERE SUR LA PERFORMANCE DES MODULES PV

IMPACT DE LA POUSSIERE SUR LA PERFORMANCE DES MODULES PV

La majorité des études publiées sur les dispositifs solaires photovoltaïques se sont généralement centrées sur l’étude du rayonnement disponible, la conception et la taille des systèmes, les stratégies d’opération efficaces ainsi que les paramètres qui affectent le rendement de ces systèmes tels que les facteurs climatologiques et géographiques, l’orientation, l’inclinaison et les paramètres géométriques des dispositifs, la fabrication et les matériaux utilisés…etc. Les publications relatives à ce thème remontent à plusieurs milliers d’auteurs provenant d’un grand nombre de recherche qui ont analysé et argumenté en détail les caractéristiques du rendement des plusieurs types de technologies. Toutefois, rare sont les études qui examinent les effets des dépôts de saleté et de l’accumulation de poussière. Le problème n’a pas encore été bien étudié. Ce rapport fournit une évaluation de l’état actuel de la recherche dans l’étude de l’impact de la poussière sur la production des modules photovoltaïques. Un cadre pour comprendre les divers facteurs qui régissent les mesures de poussière et d’atténuation ont été discutées dans le présent document.

Etat de l’art Un module photovoltaïque présente des pertes angulaires liées à son comportement nominal.

On compte plusieurs facteurs: la radiation directe, la radiation diffuse, l’angle d’incidence de la radiation, la situation géographique et la saleté (poussière). Ce dernier facteur a une influence variable sur le module PV (selon qu’elle soit modérée ou élevée) et peut affecter grandement sa performance surtout dans les zones désertiques. De telles zones d’implantation ont comme inconvénient d’accélérer les phénomènes d’encrassement par le sable et la poussière [16]. Des études menées par Nimmo et Seid [17] indiquent qu’une couche de poussière de 4mm (d’épaisseur) par mètre carré diminue la conversion d’énergie solaire de 40% plus de six mois. En Arizona, la poussière se déposant chaque mois atteint environ 4 fois cette épaisseur. Les taux de dépôts sont encore plus élevés au Moyen-Orient, en Australie et en Inde. Hottel et Woertz [18] ont été parmi les pionniers de l’enquête sur l’impact de la poussière sur les systèmes photovoltaïques. Les paramètres des modules se réduisent rapidement avec l’accumulation de poussière sur la surface des panneaux photovoltaïques. L’information sur le type de poussière est nécessaire pour quantifier son effet sur la puissance pouvant être générée. Les auteurs de l’article ont déduit que la dégradation du rendement photovoltaïque ne dépend pas uniquement de la densité de poussière accumulée mais également du type de poussière et du dimensionnement. Il est à ajouter que les particules de poussière les plus fines ont d’avantage un effet négatif sur le rendement que les particules les plus grosses. Cela est due au fait que les particules fines se dispersent de manière plus uniforme en laissant moins d’espace entre elles pour permettre à la lumière de s’introduire. Les auteurs ont monté aussi que la pente des courbes correspondant à des particules fines est légèrement supérieure à celle des grosses particules, ce qui rend le rendement des cellules photovoltaïques plus sensibles à l’accumulation de poussière des particules du premier type [19]. La quantité de poussière déposée sur une superficie dépend de plusieurs facteurs tels que la poussière dans l’atmosphère, l’orientation et l’inclinaison des dispositifs, la localisation géographique, la direction et l’intensité du vent, la saison [20]. Comme conséquence de cette forte dépendance, l’estimation des quantités de poussière est très difficile durant certaines saisons de l’année. Pour des modules avec un angle d’incidence normale au soleil, les dépôts de saleté produisent une perte maximale de 3% dans l’intensité du courant de court-circuit durant les périodes pluvieuses. Les modules récupèrent 1% de leur puissance lorsqu’il pleut [21]. II-3 Impact de la poussière sur les caractéristiques de performance Comme un exemple pratique, nous présentons ici l’influence de la poussière sur les caractéristiques de performance de quelques modules PV pendant leur exposition en milieu naturel.

Iescription de base des modules de test Nous disposons dans cette partie deux modules identiques en paire.

Ils sont de marques SPECcomportant chacun 36 cellules en monocristallin rectangulaire (102,6×99,6cm2) avec une puissance crête de 150W. Le tableau (II-1) nous donne les caractéristiques techniques du module fourni par les constructeursDans cette étude, on analyse l’effet occasionné par les dépôts de poussière sur les caractéristiques de performance des modules. Et pour se faire, on dispose deux modules photovoltaïques de fabricant et de technologie identiques montés sur un même support, incliné d’un angle de 15° par rapport à l’horizontale et orienté plein sud. Le premier module est nettoyé chaque semaine juste après avoir relevé les mesures tandis que le deuxième n’est pas nettoyé pendant toute la durée de l’expérience qui a duré un mois et quinze jours. L’expérience s’est déroulée dans le site du CERER (Centre d’Etudes et de Recherches sur les Energies Renouvelables) en fonctionnement réel et naturel. Nous n’avons ni spécifié le type de poussière considéré dans cette étude ni leur taille. Les modules sont exposés à l’air libre dans les conditions.