D’après pv magazine USA
Dans son index annuel des modules photovoltaïques, le Renewable Energy Test Center (RETC) a examiné les problèmes émergents dans la fabrication du verre solaire et la performance sur le terrain. Il a trouvé des rapports faisant état d’une augmentation inquiétante du nombre de vitres de panneaux solaires se brisant spontanément sur le terrain, parfois même avant la mise en service.
« Le bris de verre spontané est un exemple de mode de défaillance que nous n’avions pas l’habitude de voir. Lorsque j’ai commencé à travailler sur la fiabilité des modules solaires il y a sept ou huit ans, nous entendions surtout parler de bris de verre lorsque les opérations et les pratiques de maintenance étaient négligées », a déclaré Teresa Barnes, docteure en sciences, dirige le groupe de fiabilité photovoltaïque et de performance des systèmes au Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL).
Des verres plus fins
Aujourd’hui, ce n’est plus le cas, et l’équipe de fiabilité du NREL reçoit régulièrement des rapports sur des bris de verre dans des modules en silicium qui ne sont pas liés à des dommages directs dus à la maintenance ou à des tempêtes. L’équipe a constaté qu’au fil du temps, la qualité moyenne du verre solaire semble diminuer. « Autrefois, les modules passaient le test de charge statique IEC 61215 avec un facteur de sécurité élevé, poursuit Teresa Barnes. Aujourd’hui, les modules passent à peine le test de charge statique de base ou ne le passent pas avec des facteurs de sécurité plus élevés. Certains nouveaux modèles de modules ne passent tout simplement pas le test de charge statique minimale ».
L’équipe du NREL a commencé à émettre l’hypothèse que le verre endommagé des panneaux solaires subit un processus similaire à celui d’un pare-brise de voiture devant être remplacé. Lorsqu’un pare-brise est endommagé par un impact, il n’apparaît souvent que sous la forme d’une petite marque en forme d’étoile qui semble insignifiante. Mais lorsque des conditions météorologiques extrêmes, avec des températures très élevées ou très basses, se succèdent, la gravité du dommage est pleinement réalisée et une grande fissure est soudain visible sur toute la surface. « Nous pensons qu’une dynamique similaire pourrait être à l’origine de la rupture spontanée du verre solaire », indique l’équipe de recherches.
Des modules plus grands
Cette augmentation des ruptures est probablement due à la tendance à l’amincissement du verre solaire au fil du temps, avance le NREL. Mike Pilliod de Central Tension, qui s’est exprimé lors de l’atelier sur la fiabilité des modules photovoltaïques 2024 du NREL, a déclaré que n’importe quel fabricant peut tremper du verre de 3 mm. Mais en dessous de 3 mm, la trempe du verre est un processus difficile. Il a ajouté qu’à mesure que le verre s’amincit, il faut moins de défauts pour créer des failles limitant la résistance du verre. Ces défauts sont activement étudiés par le NREL afin de comprendre certains des pièges potentiels liés à l’utilisation de verre fin dans la fabrication de panneaux solaires.
Teresa Barnes évoque aussi une combinaison de facteurs : les modules sont de plus en plus grands, les cadres de plus en plus fins et les rails de montage de plus en plus rapprochés. Tous ces facteurs conduisent à des « modules larges et souples » qui exercent une plus grande pression sur la surface du verre, qui devient également plus mince dans de nombreux modules.
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L’équipe du NREL a indiqué que lors de l’atelier de cette année sur la fiabilité des modules photovoltaïques, les fabricants ont commencé à parler de l’introduction de cadres plus épais et de positions de montage plus larges. En outre, d’autres ont introduit des modules en verre trempé qui sont commercialisés comme étant résistants à la grêle et aux conditions météorologiques extrêmes.
L’impact de la grêle
GCube Insurance, un assureur pour les énergies renouvelables, a déclaré que bien qu’il ne représente que 1,4 % du nombre total de demandes d’assurance, environ 54 % des coûts encourus pour les pertes totales liées à l’énergie solaire peuvent être attribués à la grêle. Ces chiffres sont basés sur les données recueillies par Gcube au cours des cinq dernières années. Les coûts moyens s’élèvent à 58 millions de dollars par sinistre.
« Il y a dix ans, les gens vous chassaient de la réunion sur un rail si vous mentionniez la conception de modules spécifiques au climat. Le consensus était que cela coûterait tout simplement trop cher, se souvient Teresa Barnes. « Aujourd’hui, les modules spécifiques au climat et les tests spécifiques au climat commencent à être viables parce que nous mettons davantage l’accent sur les coûts totaux du système ». Il devient plus probable de voir des modules résistants à la grêle, en particulier sur un marché comme celui des États-Unis, où il peut être intéressant de payer plus cher au départ pour la résistance à la grêle.
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