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Les panneaux solaires mis à l’essai

Mars 2021

Par Allison De Toni, de Ressources naturelles Canada à Ottawa, et Passy Longuet, de CanmetÉNERGIE à Varennes (Québec)

Le solaire est une forme d’énergie renouvelable qui gagne en popularité pour de nombreuses raisons, l’une des principales étant sans doute la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Il n’y a rien de surprenant à ce que les technologies de l’énergie solaire photovoltaïque (PV) progressent au Canada à mesure que de nouveaux produits entrent sur le marché et que des entreprises fabriquent des systèmes de plus en plus imposants. Mais dans quelle mesure ces nouveaux systèmes pourront-ils compléter le réseau énergétique? Quel est le véritable niveau d’efficacité de ces panneaux? Quelles sont les exigences particulières à satisfaire dans notre climat nordique?

Ressources naturelles Canada a installé un nouveau simulateur solaire de pointe à grande échelle dans son centre d’essai PV à Varennes (Québec) qui l’aidera à répondre à ces questions et à bien d’autres. Grâce à cette acquisition, les chercheurs canadiens peuvent maintenant vérifier directement si les spécifications fournies par les fabricants de panneaux solaires soutiennent la comparaison avec le rendement constaté en laboratoire dans des conditions contrôlées. « On établit de nouvelles normes pour mesurer le rendement PV à mesure qu’apparaissent de nouvelles technologies », précise Christopher Baldus-Jeursen, agent de recherche à CanmetÉNERGIE à Varennes.

 
Un homme en tenue de sécurité évalue un grand panneau solaire. Texte à l'écran : De nouvelles marques et de nouveaux modèles apparaissent constamment sur le marché.

Un grand panneau solaire est évalué avant d'être testé.

La mesure du rendement : le facteur « climat canadien »

Le laboratoire de Varennes mesure le rendement des modules PV depuis 1993. Et aujourd’hui, grâce au nouveau simulateur, les chercheurs et les ingénieurs de CanmetÉNERGIE disposent de tout ce dont ils ont besoin pour continuer d’évaluer le rendement à long terme des systèmes PV dans les conditions climatiques propres au Canada.

Il est essentiel de comprendre le rendement de ces produits dans un environnement contrôlé pour assurer le respect des normes nationales et internationales. Les données sur le rendement aident également les développeurs à concevoir leurs systèmes. Les simulateurs solaires se divisent en deux catégories selon leur surface d’illumination : un appareil de table illumine une seule cellule de quelques centimètres de diamètre, alors qu’un système beaucoup plus gros pour modules illumine un panneau PV entier. Bien que les simulateurs solaires pour modules soient courants dans les chaînes de production industrielle au Québec et en Ontario, les chercheurs canadiens en PV en ont peu à leur disposition. Le nouveau simulateur solaire de Varennes répond aux besoins de ces chercheurs en leur permettant de mettre à l’essai des panneaux PV dont la surface peut atteindre trois mètres carrés.

Deux hommes portant des casques de sécurité à l'extérieur d'un simulateur solaire dans un laboratoire. Texte à l'écran : Ce nouveau simulateur solaire aide à mesurer les caractéristiques des modules PV dans des conditions contrôlées.
À l'intérieur d'une chambre sombre, deux hommes placent un panneau solaire sur le banc d'essai. Texte à l'écran : Lors d’un test de module réalisé dans des conditions normales, le panneau solaire est placé dans une chambre assombrie
À l'intérieur de la chambre noire, le panneau solaire est exposé à un flash de lumière. Texte à l'écran : Le module PV est exposé à un flash de lumière dont le spectre est proche de celui du spectre solaire.
Des disques durs d'ordinateurs empilés enregistrent des informations. Texte à l'écran : La puissance, la tension et le courant produits par le module solaire

Pour voir le simulateur solaire à l’œuvre, visionnez la vidéo Le soleil dans une boîte : un simulateur solaire à la fine pointe de la technologie.

Comment fonctionne le simulateur?

« Le simulateur solaire a une chambre thermostatique qui peut contrôler avec beaucoup de précision la température d’un module ainsi qu’un flash longue durée qui permet de mesurer des modules haut de gamme », explique Christopher Baldus-Jeursen.

Le panneau solaire est placé à l’intérieur d’une chambre noire où il est exposé à un flash de lumière dont le spectre est proche de celui du soleil. La puissance, le courant et la tension produits par le panneau sont ensuite mesurés pendant quelques millisecondes, puis les données recueillies sont transmises à un ordinateur pour être analysées à l’aide d’un logiciel spécialisé.

Le simulateur peut aussi évaluer le rendement d’un panneau soumis à différentes températures et intensités lumineuses. On peut réduire l’intensité lumineuse pour simuler des conditions de faible ensoleillement, et on peut régler la température entre 10 °C et 75 °C.

« Le simulateur solaire est indispensable pour mesurer le rendement des modules au début et à la fin du cycle de vie d’un système de panneaux solaires », indique Alexandre Côté, ingénieur à CanmetÉNERGIE à Varennes. « Il nous permet de déterminer le taux de dégradation des paramètres de rendement et de comparer des systèmes dans différents climats canadiens. »

Au service de l’industrie, des universités et des simples citoyens

Grâce au simulateur solaire, Christopher et Alexandre peuvent mettre à l’essai de nouvelles technologies industrielles et des panneaux solaires à haut rendement. Ils peuvent aussi offrir des services de mesure aux universités et aux entreprises. Par exemple, l’équipe peut aider une université à évaluer le rendement d’un prototype de module PV qu’elle vient de concevoir ou encore aider une entreprise en démarrage à vérifier la véracité de ses affirmations concernant une nouvelle technologie. Le nouveau simulateur permet aussi à l’équipe d’aider à établir de nouvelles normes de mesure pour les panneaux solaires et à évaluer les bonnes pratiques les plus récentes et les normes applicables dans l’industrie.

Ces services et d’autres aspects du travail de Christopher et d’Alexandre à CanmetÉNERGIE à Varennes ont un effet réel sur la vie des Canadiens.

« J’ai choisi de travailler dans le domaine des énergies renouvelables parce qu’il combine deux de mes intérêts – le génie et les questions environnementales, plus particulièrement le réchauffement planétaire », confie Christopher. « La filière photovoltaïque est en croissance, et je suis ravi de pouvoir contribuer à son développement et à la transition vers une société sobre en carbone. »

Pour de plus amples renseignements :

Énergie solaire photovoltaïque

CanmetÉNERGIE – Centre d’essai PV à Varennes

Regardez :

Le soleil dans une boîte : un simulateur solaire à la fine pointe de la technologie

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