Concept
Performance Ratio (PR)
Le Performance Ratio mesure quelle part de l’énergie qu’une centrale solaire pouvait produire a été convertie en électricité. Formule IEC 61724-1 et exemple chilien.
Concept
Dégradation des panneaux solaires
La dégradation est la perte progressive et permanente de puissance d’un panneau solaire au fil des années. La revue la plus citée, celle du NREL, a réuni près de 2 000 mesures de terrain couvrant quatre décennies et a trouvé une médiane de 0,5 % par an. Elle se distingue de l’encrassement, réversible par un nettoyage, et des pannes, qui touchent des panneaux isolés.
En bref
- Médiane de la littérature : 0,5 % par an ; moyenne, 0,8 %.
- À Santiago, une étude de deux ans a mesuré entre 1,3 % et 2,8 % par an selon la technologie.
- L’encrassement n’est pas de la dégradation : il se récupère par un nettoyage.
- Pour faire jouer une garantie, il faut mesurer la puissance, pas l’estimer.
Quel niveau est normal
Dirk Jordan et Sarah Kurtz, du NREL, ont passé en revue les taux de dégradation publiés en 40 ans d’essais de terrain. À partir de près de 2 000 mesures, ils ont obtenu une médiane de 0,5 % par an et une moyenne de 0,8 %. L’écart entre les deux chiffres est parlant : la plupart des panneaux vieillissent lentement et quelques-uns le font très vite.
Les données chiliennes disponibles sont plus élevées. L’étude de Fraunhofer Chile et de l’Universidad Católica à Santiago, en 2014 et 2015, a mesuré sur ses champs photovoltaïques :
| Technologie | Dégradation annuelle mesurée |
|---|---|
| Polycristallin | 1,29 % |
| Monocristallin | 1,74 % |
| Couche mince | 2,77 % |
Deux ans sont une période courte pour mesurer la dégradation, et les premières années d’un panneau sont généralement celles où la perte est la plus forte. Ce sont néanmoins des chiffres mesurés au Chili, et il convient de les garder à l’esprit lorsqu’on examine une projection de production à 25 ans.
Pourquoi ils se dégradent
| Mécanisme | Ce que c’est |
|---|---|
| Dégradation induite par la lumière (LID) | Perte initiale durant les premières heures ou semaines d’exposition |
| Dégradation induite par le potentiel (PID) | Courant de fuite entre les cellules et le cadre, dans les strings à haute tension |
| Microfissures | Fissures dans les cellules qui, avec le temps, isolent des fragments |
| Décoloration de l’encapsulant | Le matériau qui protège les cellules s’assombrit sous le rayonnement ultraviolet |
| Délamination et humidité | Séparation des couches qui laisse entrer l’eau et corrode les contacts |
| Défaillance de la feuille arrière | Fissuration qui expose des parties sous tension |
La chaleur, le rayonnement ultraviolet et les écarts de température les accélèrent presque tous. C’est pourquoi le nord du Chili est un environnement exigeant, et c’est la raison d’être de consortiums comme AtaMoS-TeC.
Ce qui n’est pas de la dégradation
- Encrassement. Il se récupère par un nettoyage. À Santiago, il peut faire perdre entre 0,13 % et 0,56 % de rendement par jour.
- Nouvelles ombres. Un arbre qui a poussé ou une construction voisine.
- Pannes ponctuelles. Une diode, un connecteur ou un string déconnecté.
Les confondre conduit à des décisions coûteuses : remplacer des panneaux qui étaient seulement sales, ou accepter comme « dégradation normale » une panne qui était sous garantie.
Comment on la mesure
- Tendance du Performance Ratio. Avec plusieurs années de données et un capteur d’irradiation fiable, la pente du PR montre la dégradation de l’ensemble.
- Courbes I-V. On mesure la puissance réelle d’un string ou d’un panneau et on la compare à celle de la plaque signalétique, en corrigeant de l’éclairement et de la température.
- Laboratoire. Un simulateur solaire mesure le panneau dans les conditions standard. C’est la preuve qu’accepte un fabricant.
La garantie
Les panneaux ont deux garanties distinctes. La garantie produit couvre les défauts de fabrication. La garantie de performance assure que la puissance ne descendra pas sous un certain pourcentage sur une longue durée, généralement avec une perte maximale la première année et une pente fixe ensuite. Les valeurs exactes figurent dans le certificat de garantie de chaque fabricant et il faut les lire avant d’acheter, pas au moment de la réclamation.
Questions fréquentes
Ce que l’on demande le plus souvent
De combien un panneau solaire se dégrade-t-il par an ?
La médiane des mesures de terrain publiées est de 0,5 % par an, selon la revue de Jordan et Kurtz (NREL). Une étude de deux ans à Santiago a trouvé des valeurs plus élevées, entre 1,29 % et 2,77 % par an selon la technologie.
Combien de temps dure un panneau solaire ?
Il n’a pas de date de fin : il continue de produire tant qu’il ne tombe pas en panne, un peu moins chaque année. Les garanties de performance des fabricants couvrent généralement 25 ans ou plus.
Comment savoir si mes panneaux se sont dégradés plus que la normale ?
En mesurant. Un audit compare la production réelle à la production attendue, écarte l’encrassement et les pannes, et mesure la puissance d’un échantillon de strings au moyen de courbes I-V.
Sources
D’où viennent les données
- Jordan, D. et Kurtz, S., Photovoltaic Degradation Rates — An Analytical Review, Progress in Photovoltaics 21 (2013).
- Urrejola et al., Effect of soiling and sunlight exposure on the performance ratio of photovoltaic technologies in Santiago, Chile, Energy Conversion and Management 114 (2016).
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