Les panneaux photovoltaïques Voltec Solar à l’épreuve de notre « crash test »
Les équipes du CEA ont soumis des panneaux photovoltaïques du fabricant français Voltec Solar à une séquence intensive de stress en laboratoire. L’objectif était d’évaluer leur fiabilité dans des conditions exigeantes. Les résultats confirment la qualité et la résistance des panneaux Voltec Solar.
Des essais plus exigeants que la norme
Pour répondre à la norme IEC 61730-2, séquence C, les panneaux photovoltaïques doivent passer plusieurs épreuves successives. Ils sont exposés aux radiations UV, soumis à des cycles thermiques, puis testés à travers des cycles de gel et de dégel.
Cette séquence réglementaire constitue une base importante, mais elle reste limitée lorsqu’il s’agit d’évaluer la résistance réelle d’un panneau solaire sur le long terme, dans un environnement extérieur soumis à des contraintes multiples.
Pour aller plus loin, le CEA a donc développé sa propre séquence d’essais. Cette méthode renforcée permet de tester les panneaux dans des conditions plus représentatives de la réalité terrain. Il s’agit d’une forme de « crash test » appliquée aux modules photovoltaïques.
La méthode du CEA ne consiste pas simplement à augmenter les doses prévues par la norme. Elle cherche plutôt à reproduire les sollicitations cycliques et la combinaison de plusieurs facteurs de stress : le vent, l’humidité, les variations de température et les contraintes mécaniques.
Cette approche est donc plus proche de l’environnement réel auquel les panneaux photovoltaïques sont exposés lorsqu’ils sont installés sur une toiture, une ombrière, un bâtiment industriel ou une grande centrale solaire.
Une première étape de cyclage mécanique
Les panneaux Voltec Solar ont d’abord été soumis à un cyclage mécanique. Ce test consiste à appliquer de manière répétée une pression sur le panneau. L’objectif est de vérifier si les cellules photovoltaïques et les interconnexions qui les relient conservent leur intégrité malgré les contraintes.
Ce type de sollicitation permet de simuler les efforts que peuvent subir les modules en conditions réelles, notamment sous l’effet du vent, des charges ponctuelles ou de certaines variations mécaniques répétées.
Chaleur humide, UV renforcés et cycles répétés
Après le cyclage mécanique, les panneaux sont exposés à une chaleur humide. Cette étape permet de contrôler la bonne tenue des propriétés barrières des matériaux et d’observer leur comportement face à l’humidité.
Les panneaux passent ensuite par une séquence comparable à la séquence C de la norme IEC 61730-2, mais cette fois-ci répétée trois fois. Le protocole ajoute également une augmentation importante du stress UV.
La dose UV appliquée est multipliée par 12 pour chaque face du panneau. Cette contrainte supplémentaire renforce fortement l’exigence du test et permet de vérifier la tenue des modules dans un scénario de vieillissement accéléré.
La séquence mise en place par le CEA combine donc plusieurs facteurs de stress : contraintes mécaniques, chaleur humide, exposition UV renforcée, cycles thermiques et cycles de gel/dégel.
Une diminution de puissance inférieure à 5 %
Les résultats montrent que les panneaux fabriqués par Voltec Solar résistent très bien à cette séquence de stress renforcée. La diminution de puissance reste inférieure à 5 % après les essais.
Ce résultat est particulièrement significatif, car 5 % correspond à la limite demandée par la norme, alors même que les essais réalisés ici sont plus sévères que les tests standards.
de diminution de puissance après une séquence de stress renforcée.
pour la dose UV appliquée sur chaque face du panneau.
pour la répétition de la séquence comparable à la norme IEC 61730-2.
Des analyses par électroluminescence rassurantes
Les analyses par électroluminescence montrent quelques altérations au niveau des interconnexions. Cependant, ces altérations n’ont pas d’impact majeur sur la performance globale des panneaux.
Les images obtenues sont cohérentes avec les mesures électriques. Elles confirment l’intégrité des panneaux face à une pénétration significative d’humidité, à des déconnexions complètes de cellules ou à une altération notable de celles-ci.
Les contrôles réalisés montrent donc que les modules conservent leur cohérence structurelle et électrique malgré la séquence de vieillissement accéléré.
Une couche de passivation stable
Les essais n’ont pas non plus mis en évidence d’altération de la couche de passivation. Cette couche joue un rôle important dans le rendement des panneaux, car elle contribue à limiter la recombinaison des électrons et des trous en surface.
La tension de circuit ouvert, appelée Voc, reste stable sur l’ensemble de la séquence. Les pertes mesurées sont très limitées, comprises entre -0,2 % et -0,3 %.
Cette stabilité est un indicateur important de la qualité des cellules et de la bonne tenue des matériaux utilisés dans la fabrication des panneaux photovoltaïques Voltec Solar.
Un test d’intégrité largement supérieur à l’exigence de la norme
Un autre test permet de s’assurer de l’intégrité du panneau vis-à-vis de la sécurité des biens et des personnes. Sur ce point, les résultats obtenus sont également très favorables.
La valeur mesurée atteint 12,6 G.Ohms.m2, alors que la norme exige 40 M.Ohms.m2. Le résultat obtenu représente donc environ 315 fois la valeur limite requise.
Avec une valeur d’isolement environ 315 fois supérieure à la limite demandée, les panneaux Voltec Solar démontrent une excellente tenue sur l’un des critères essentiels de sécurité.
Une inspection visuelle sans détérioration
L’inspection visuelle finale n’a montré aucune détérioration significative. Aucun phénomène de corrosion n’a été constaté sur le cadre.
Les connecteurs et la boîte de jonction restent également intègres. La face arrière ne présente pas de dégradation de type « farinage ».
Cette absence de détérioration visible confirme la bonne tenue des matériaux et la maîtrise des procédés de fabrication.
Une qualité confirmée pour les panneaux Voltec Solar
L’ensemble de ces essais met en évidence la qualité des panneaux Voltec Solar. Les résultats obtenus valident à la fois le choix des matériaux et les procédés de fabrication utilisés par le fabricant français.
Les panneaux testés démontrent une bonne résistance face à des sollicitations mécaniques, thermiques, UV et hygrométriques renforcées. Ils conservent également un niveau de performance élevé après une séquence de vieillissement accéléré.
- Résistance mécanique confirmée après cyclage répété.
- Bonne tenue face à la chaleur humide.
- Exposition UV renforcée avec une dose multipliée par 12.
- Diminution de puissance inférieure à 5 %.
- Stabilité de la tension de circuit ouvert Voc.
- Valeur d’isolement environ 315 fois supérieure à l’exigence de la norme.
- Aucune détérioration visuelle significative constatée en fin d’essai.
Ces éléments placent Voltec Solar parmi les fournisseurs de panneaux photovoltaïques de premier rang, que ce soit pour des applications résidentielles ou pour des projets de grandes centrales.
Pour en savoir plus sur la méthode du CEA
Ces travaux sont réalisés dans le cadre de l’ITE INES.2S. Cet institut de la transition énergétique est porté par le CEA.
Sa mission est de contribuer au développement en France d’une filière industrielle dédiée à l’intégration de l’énergie solaire photovoltaïque, en cohérence avec les objectifs de la Programmation Pluriannuelle de l’Énergie.
L’ITE INES.2S est cofinancé par le gouvernement français dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir.
Pour en savoir plus sur la méthode du CEA : consulter l’article de l’INES sur le vieillissement accéléré des panneaux solaires .
