D’après pv magazine International
Un groupe de chercheurs dirigé par des scientifiques de l’Université de Nanchang en Chine a proposé d’inclure des feuilles d’aluminium (Al) dans les modules photovoltaïques afin d’améliorer leur conductivité thermique dans le plan et de les refroidir de l’intérieur. L’équipe a proposé deux positions pour la feuille, les a fabriquées et les a comparées à un dispositif de référence sans feuille d’aluminium.
Les résultats ont été présentés dans l’article « Réduire la température des modules photovoltaïques à double vitrage monofaciaux en améliorant la conductivité thermique dans le plan », publié dans Next Energy. Les chercheurs de l’Université de Nanchang et du fabricant chinois de photovoltaïques Jiangxi Caihong Photovoltaic ont mené cette recherche.
« Les méthodes de refroidissement passif telles que le refroidissement par changement de phase et le refroidissement par radiation dissipent la chaleur de la surface du module photovoltaïque, mais l’on accorde moins d’attention à la conduction thermique dans le plan, près de la cellule solaire », ont expliqué les chercheurs. « Dans cet article, nous introduisons une feuille d’Al avec une bonne conductivité thermique dans la structure du module photovoltaïque pour dissiper la chaleur dans la direction transversale et augmenter simultanément l’uniformité de la température dans le plan du module photovoltaïque. »
Le premier modèle structurel plaçait la feuille d’Al de 0,5 mm d’épaisseur entre la cellule solaire en silicium cristallin (c-Si) et la couche d’acétate d’éthylène-vinyl (EVA), tandis que dans le second dispositif, elle était placée entre l’EVA et la couche de verre (EAG). Un module de référence a également été créé sans aucune couche de feuille d’Al. Toutes les couches avaient une surface de 250 mm sur 250 mm, à l’exception de la cellule, qui mesurait 156 mm sur 156 mm. Un thermocouple a été fixé à l’arrière de chaque module.
Le module photovoltaïque standard, l’EAG et les panneaux PV CAE ont été placés sur un support en même temps, avec le support orienté vers le sud à un angle d’inclinaison de 30°. « Les expériences en extérieur ont été menées en février 2024 sur le toit du bâtiment des matériaux de l’Université de Nanchang. Les données de température ont été collectées par l’enregistreur de température toutes les 1 minute », ont précisé les chercheurs.
Lors des tests réalisés par temps nuageux, l’effet de refroidissement maximum et moyen du module PV EAG, comparé au module de référence, était de 2,9 °C et 1,9 °C, respectivement. Les effets de refroidissement correspondants pour le module PV CAE étaient de 2,3 °C et 1,5 °C, respectivement. Par temps clair, l’effet de refroidissement maximum et moyen du module EAG était de 4,7 °C et 2,4 °C, respectivement ; et de 3,6 °C et 1,5 °C pour le CAE.
Pour évaluer l’effet de la feuille d’Al sur l’uniformité thermique dans le plan des mini-modules PV, un thermocouple supplémentaire a été ajouté au bord de chaque module. Alors que dans le module de référence, la différence maximale était de 20 °C, dans l’EAG, la différence a atteint 14,6 °C, et 14,9 °C dans le CAE.
Suite à ces résultats, le groupe a effectué une simulation par éléments finis des modules, qui a montré un écart par rapport à la configuration expérimentale, mais « globalement cohérent ». En se concentrant sur la structure EAG, qui a donné de meilleurs résultats et est également préférée pour la sécurité électrique, l’équipe a simulé un module commercial. Celui-ci utilisait des cellules PERC dans une structure de 6 X 10. « Les résultats montrent que la feuille d’aluminium réduit la différence de température sur l’ensemble du module photovoltaïque de 6,170 °C et améliore l’uniformité de la température par rapport au module photovoltaïque de référence », ont-ils constaté.
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