Les utilisateurs de systèmes photovoltaïques croient généralement que les températures élevées et les longues heures d'ensoleillement en été augmentent la production d'énergie de l'installation, et que plus la température est élevée, plus la production est importante. Mais en fait, les centrales photovoltaïques ont "peur de la chaleur" et "peur du froid", les températures extrêmement élevées et basses peuvent affecter les performances de la production d'énergie photovoltaïque.
Pourquoi la température a un impact sur le photovoltaïque
Le principe des systèmes photovoltaïques consiste à utiliser l'effet photovoltaïque produit par la lumière frappant un semi-conducteur pour convertir directement l'énergie lumineuse en électricité. D'une manière générale, de bonnes conditions de luminosité en été permettent de produire plus d'électricité. Cependant, la chaleur extrême est une autre histoire.
En raison des caractéristiques de température du module lui-même, une augmentation de la température entraînera une perte de la puissance de sortie. En été, lorsque la température atteint 35-40°C, la face arrière du module peut atteindre 50-70°C et la température de la jonction de travail des cellules du module peut même dépasser 80°C. Lorsque la température de fonctionnement nominale est dépassée, le rendement de la conversion photovoltaïque diminue proportionnellement, ce qui affecte le rendement de la production d'électricité.
Prenons l'exemple du coefficient de température de la puissance du module PV de 0,4 %/°C, la puissance de crête du module à 25°C est de 300 W, alors la perte de puissance de crête à 80°C = 0,4 %/°C * (80-25)°C = 22 %, la puissance de sortie de crête = 300 W * (1-22 %) = 234 W. Ainsi, on peut voir que l'augmentation de la température entraînera une perte importante de la puissance de sortie du module, si les autres conditions restent inchangées. ce qui signifie que la production d'électricité sera réduite de 22 %.
Outre la perte d'efficacité, la température affecte également la stabilité à long terme de la cellule photovoltaïque. Les températures élevées peuvent accélérer la dégradation des matériaux utilisés dans la cellule, ce qui peut entraîner une réduction de la durée de vie du système.
Quels aspects du PV sont affectés par la température
1. Entraîne une réduction de la puissance de sortie du module PV
Les modules PV ont généralement trois coefficients de température : la tension en circuit ouvert, la puissance de crête et le courant de court-circuit. Lorsque la température augmente, la puissance de sortie du module PV diminue. Le coefficient de température de pointe des modules PV se situe approximativement entre -0,38 et 0,44%/°C, c'est-à-dire que plus la température augmente, plus la puissance de sortie des modules PV diminue. Théoriquement, pour chaque degré d'augmentation de la température, la production d'énergie de l'installation photovoltaïque diminue d'environ 0,44 %.
Dans des études pratiques, il a été démontré que les cellules solaires en silicium cristallin produisent environ 20 % de puissance en plus à une température d'environ 20 degrés qu'à 70 degrés. En d'autres termes, si l'endroit où est installée la centrale photovoltaïque bénéficie de conditions de luminosité moyennes, mais que la température annuelle moyenne est relativement basse, sa production d'électricité est beaucoup plus élevée que dans les zones où la lumière est trop forte et la température trop élevée.
2. Affecte la durée de vie de l'onduleur et des autres pièces
Dans les systèmes PV, les modules PV craignent la chaleur, tout comme l'onduleur. L'onduleur est constitué de nombreux composants électroniques, et les principaux composants génèrent de la chaleur lorsqu'ils fonctionnent. L'augmentation de la température a un impact important sur les performances des composants de l'onduleur, et la température ambiante de la boîte de puits et de l'onduleur sous haute température plus la chaleur émise par le fonctionnement de l'équipement est beaucoup plus élevée que la température extérieure.
3. La formation d'un effet de point chaud affecte la durée de vie des composants
Les températures locales élevées peuvent produire des points chauds, ce qui peut affecter la durée de vie du module PV. L'effet de hot-spot endommagera dans une certaine mesure les cellules solaires, une partie de l'énergie générée par les cellules solaires avec la lumière étant susceptible d'être consommée par les cellules ombragées. L'effet de point chaud dans les centrales photovoltaïques entraînera directement une réduction de 30 % de la durée de vie des modules photovoltaïques, ce qui peut provoquer une défaillance des modules à long terme.
Pendant la saison des températures élevées, les modules photovoltaïques sont ombragés par les fientes d'oiseaux, les mauvaises herbes, les feuilles, etc. et sont sujets à l'effet de point chaud, lorsque la température locale des modules photovoltaïques peut atteindre plus de 100°C. L'effet de point chaud réduit les performances du module PV, ce qui entraîne une perte de puissance de sortie pour toute la chaîne de modules PV.
Conclusion
La température a un impact significatif sur la performance et la stabilité des systèmes PV. La température optimale des modules pour la production d'électricité est de 24-25 degrés C. Bien que le rayonnement solaire soit le meilleur en juillet et août, la production d'électricité n'est pas la plus élevée, et les mois de production d'électricité les plus élevés pour les installations PV domestiques sont avril et mai.
Il est important de gérer cet effet pour maximiser la production d'énergie et garantir la fiabilité à long terme de votre système photovoltaïque. En comprenant la relation entre la température et les performances des systèmes photovoltaïques, il est possible de prendre un certain nombre de mesures pour entretenir les systèmes photovoltaïques afin d'optimiser leur rendement et leur efficacité, ce qui en fait une source d'énergie renouvelable plus attrayante.
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