Dégât causé par un hotspot
Les systèmes solaires photovoltaïques ont besoin de la lumière du soleil pour produire de l’énergie. Les panneaux sont constitués d’un matériau semi-conducteur qui produit de l’énergie lorsque des photons atteignent la surface et activent des électrons.
Si une cellule ou un groupe de cellules d’un panneau solaire ne peuvent pas recevoir de lumière, elles ne peuvent pas produire d’énergie. Toutefois, la baisse de production d’énergie du panneau ne sera pas proportionnelle au nombre de cellules qui ne fonctionnent pas.
Les cellules solaires étant connectées en série, une cellule ou un groupe de cellules faibles affectent la production d’énergie de toutes les cellules de la même chaîne. Pour éviter cela, les fabricants utilisent des diodes de dérivation qui permettent au courant de contourner les cellules faibles.
Cependant, tous les panneaux solaires ne sont pas construits de la même manière. Le panneau solaire équipé de quatre diodes bypass dans quatre strings sera plus performant que celui équipé de deux diodes bypass et de deux strings dans des conditions d’ombrage différentes.
Cela signifie que plus le nombre de diodes bypass d’un panneau solaire est élevé, moins il y aura de problèmes liés à l’ombrage. Mais l’ombrage ne provoque pas seulement une baisse de la production d’énergie. Il existe un autre problème qui peut créer d’importants problèmes de sécurité et des pertes financières. Qu’est-ce que les hotspots et comment les éviter ?
Qu’est-ce que l’effet hotspot ?
L’effet de hotspot se produit lorsqu’un panneau solaire est ombragé et que le courant ne peut pas circuler autour des cellules faibles. Le courant finit par se concentrer dans quelques cellules, ce qui les fait surchauffer et peut les faire fondre.
En outre, les hotspots sont l’une des causes les plus courantes de dysfonctionnement des panneaux solaires. Par conséquent, lors de la conception de systèmes photovoltaïques, il est essentiel d’utiliser des diodes de bypass pour s’assurer que le courant peut circuler autour des cellules faibles et que les effets d’ombrage sont minimisés dans diverses conditions de rayonnement.
Les Hotspots sont encore assez courants dans les modules photovoltaïques actuels, et ce scénario devrait se maintenir car la technologie des modules photovoltaïques évolue vers des plaquettes plus fines, qui sont susceptibles de former des microfissures au cours des processus de fabrication, de transport et d’installation.
Comment les hotspots apparaissent sur les panneaux solaires ?
Lorsqu’une ombre est projetée sur un panneau solaire, le courant n’est pas réparti uniformément sur toutes les cellules photovoltaïques. Les cellules faibles situées dans l’ombre tirent le courant des cellules qui fonctionnent.
Cette dissipation d’énergie se manifeste sous forme de chaleur. Si la polarisation inverse dépasse la tension de ventilation de la cellule, cette dernière subit une augmentation de température et a un impact sur les cellules environnantes.
Cette condition conduit à un choc thermique et finalement à des hotspots. Ces zones chaudes provoquent le réchauffement des cellules adjacentes et entraînent une baisse significative de la puissance de sortie.
Les hotspots sur les panneaux solaires sont-ils visibles à l’œil nu ?
Les hotspots ne sont pas visibles à l’œil nu, sauf si vous pouvez voir une différence de couleur évidente, comme une tache brune sur le panneau solaire. Cependant, même si vous ne pouvez pas voir le hotspot, cela ne signifie pas qu’il n’est pas là.
Par conséquent, les performances des systèmes photovoltaïques doivent être contrôlées en permanence afin de déterminer la quantité d’énergie générée par chaque module.
Vous ne pouvez pas détecter efficacement la plupart des problèmes de hotspot sans une technique de mesure spécialisée. La thermographie est le moyen le plus efficace de détecter les points chauds.
Cette technique permet de prendre des images thermographiques des panneaux solaires pour voir s’il existe des zones chaudes qui doivent être traitées.
Une image thermographique est une photo ou une vidéo qui montre la répartition de la température des objets. Dans l’inspection des panneaux solaires, la thermographie permet de repérer les hotspots à la surface des panneaux solaires avec un taux de précision très élevé.
Les points en jaune représentent les hotspots
Comment prévenir les problèmes de hotspots sur les panneaux solaires ?
Une fois que les hotspots apparaissent, Il n’y a pas grand-chose que vous puissiez faire pour réparer les points chauds existants sur les panneaux solaires. En raison de la nature de ces défauts, les cellules non fonctionnelles sont surchauffées et dégradées au point d’endommager l’ensemble du panneau solaire.
Par contre, plusieurs mesures peuvent être prises pour prévenir et éviter les hotspots et leurs effets négatifs sur les panneaux solaires.
- Une bonne de conception des panneaux solaires
Une bonne conception de panneaux solaires tiendra toujours compte des problèmes de points chauds. Une mauvaise configuration peut entraîner des points chauds, en particulier si votre installation est susceptible d’être ombragée à certains moments de la journée.
- Maintenir un bon flux d’air
Les points chauds n’apparaissent pas n’importe où. Ils sont toujours le résultat d’une accumulation de chaleur, qui peut être le résultat d’un certain nombre de facteurs. Cependant, si votre système de panneaux solaires présente une faible circulation d’air, comme une couverture de protection, vous avez plus de chances de voir apparaître des points chauds.
- Utiliser des diodes bypass
L’utilisation de diodes de bypass sur chaque panneau solaire peut même empêcher la formation de points chauds. Les points chauds sur les panneaux solaires sont souvent causés par l’absence de diodes de by-pass. Aussi, ils permettent le passage du courant en cas de défaut ou d’ombrage, ce qui permet de maintenir la puissance de sortie.
- Utilisez un verre avec de bonnes propriétés thermiques
Les fabricants peuvent également utiliser des types de verre aux propriétés spécifiques permettant de réduire le gain de chaleur. Il est également judicieux d’utiliser une couche arrière à haute conductivité thermique pour permettre au panneau de dissiper la chaleur plus facilement.
- Nettoyez vos panneaux solaires
Un panneau solaire sale ou poussiéreux est susceptible de générer des effets de hotspots plus importants. Un nettoyage régulier des panneaux peut contribuer à réduire cet effet.
- Installez les panneaux en prenant en compte le bon angle et la bonne orientation
Une étude approfondie de la trajectoire du soleil vous permettra de choisir la bonne orientation de votre installation solaire et ainsi éviter les ombrages et hotspots.
- Installez les panneaux sans obstruction
Un moyen simple et efficace de réduire les effets de hot-spot est d’installer vos panneaux sans obstruction. Cela signifie qu’ils ne doivent pas être trop proches les uns des autres ni à l’ombre de quoi que ce soit d’autre, car cela entraînerait des ombres sur les autres panneaux.
Les arbres et les bâtiments sont les obstacles les plus courants dont il faut tenir compte. Il est également utile d’installer vos panneaux à l’écart des ombres.
Maintenant que vous en connaissez les causes, il est beaucoup plus facile d’éviter les hotspots ! Les fabricants Tier 1 testent toutes leurs cellules pour minimiser les risques de défauts, et les bons installateurs seront conscients des ombres potentielles – en utilisant des optimiseurs si nécessaire – et manipuleront les panneaux avec soin. Donc, si vous achetez des panneaux à bas prix, ne soyez pas surpris si des hotspots apparaissent. Orientez-vous plutôt vers une entreprise professionnelle qui propose des panneaux de qualité et qui conçoit le système selon les règles de l’art.