D’après pv magazine International
Des scientifiques algériens ont proposé une nouvelle plateforme d’essai de vieillissement accéléré pour les modules photovoltaïques et ont développé une loi d’accélération novatrice pour la dégradation par érosion du sable. Leurs résultats ont été présentés dans l’article « A novel acceleration law for sand erosion degradation of photovoltaic modules », publié dans Renewable Energy. Des scientifiques de l’Université Ahmed Draia d’Adrar, de l’Université de Médéa et du Centre de Développement des Énergies Renouvelables (CDER) ont mené cette recherche.
« Contrairement aux modèles existants, notre recherche introduit une loi spécifiquement conçue pour l’érosion du sable, en intégrant à la fois la vitesse du vent et la densité du sable pour des prédictions de durée de vie plus précises dans les environnements désertiques, a déclaré l’auteur correspondant, Abdelkader Elkharraz, à pv magazine. L’un des facteurs les plus nuisibles affectant la fiabilité des modules photovoltaïques dans les environnements désertiques est l’érosion par le sable. Le bombardement constant des particules de sable, propulsées par des vents forts, peut provoquer à la fois une dégradation mécanique et optique de la surface du module. Cette dégradation se manifeste de différentes manières, notamment par l’abrasion de la couche de verre protecteur, les rayures sur le revêtement antireflet, et l’accumulation de poussière et de débris, réduisant ainsi la transmission de lumière et la production d’énergie globale. »
La plateforme d’essai sur mesure conçue par l’équipe permet de contrôler les paramètres influençant l’érosion du sable. Elle comprend un mécanisme d’alimentation en sable qui régule la densité du sable, un ventilateur à vitesse variable pour contrôler la vitesse du vent, et une plateforme de rotation permettant l’exposition sous tous les angles. L’installation utilise du sable provenant de zones de désertification, caractérisé par des grains plus gros et irrégulièrement formés, ce qui entraîne une érosion plus agressive.
Quatre modules photovoltaïques en silicium monocristallin ont été testés par l’équipe ; deux d’entre eux étaient des modules neufs de 100 W Dinel Solaire, tandis que les deux autres étaient des modules Visel de 80 W déjà utilisés. Sous la condition d’essai 1, ils ont été bombardés avec une densité de sable de 5,8 g/m3 et une vitesse de 12 m/s ; sous la condition d’essai 2, la densité était de 10,3 g/m3 et la vitesse de 15 m/s, respectivement. Selon l’équipe, la condition 1 représentait un « environnement accélérant sévère », tandis que la condition 2 représentait « un environnement encore plus accélérant et plus sévère ».
La nouvelle loi d’accélération, surnommée la loi Elkharraz-Boussaid d’après ses développeurs, prend en compte la vitesse du vent et la densité du sable, et calcule finalement le temps moyen jusqu’à la défaillance (MTTF), qui représente le temps moyen jusqu’à la défaillance d’un système dans des conditions d’exploitation spécifiques. Associé à un programme d’analyse de données basé sur la logique floue, le modèle pourrait alors déterminer le facteur d’accélération (AF). L’AF quantifie le rapport entre le taux de dégradation sous conditions de test accélérées et les conditions réelles.
Les données collectées ont été corrélées avec des données réelles de vent provenant d’une centrale solaire à Adrar, en Algérie. Cet ensemble de données a ensuite été utilisé pour projeter des durées de vie réalistes pour ces modules dans des conditions typiques d’exploitation désertiques, a poursuivi le professeur Abdelkader Elkharraz. Notre modèle, couplé à un programme de logique floue pour l’analyse des données, a estimé une durée de vie significativement plus longue pour les modules VISEL (46,8 ans) par rapport aux modules DINEL (31,6 ans) dans la région d’Adrar, en Algérie. Les taux de dégradation annuels plus faibles (0,64 % contre 1,38 % pour VISEL et DINEL, respectivement) sont cohérents avec la littérature existante et soulignent le potentiel du modèle pour prédire avec précision la durée de vie des modules dans les régions sujettes au sable. »
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