Soutenance de thèse: Caio Felippe ABE (5 MARS 2024)

Centre: UMR SPE

Projet: ENR

Discipline : Mécanique des fluides, Energétique, Thermique, Combustion, Acoustique et mention: Energétique, génie des procédés

Titre de la thèse: Etude comparative des performances de modules photovoltaïques et de leur sensibilité aux paramètres extérieurs basée sur une analyse expérimentale

Résumé vulgarisé:

Différentes technologies de modules photovoltaïques sont plus ou moins disponibles sur le marché. Quatre d’entre elles sont étudiées ici : Si-monocristallin monofacial et bifacial, Si-polycristallin et multi-jonction sous très haute concentration. Si les générateurs monofaciaux sont bien connus, les modules bifaciaux monocristallins sont de conception plus récente et leur part augmente de plus en plus sur le marché du fait leurs meilleures performances ; les modules multijonction sous concentration, avec leur rendement élevé (≈ 45%) sont très peu développés du fait de leur coût. Si les modules conventionnels utilisent uniquement le rayonnement solaire incident sur la face avant, les modules bifaciaux convertissent également celui arrivant sur la face arrière. Les modules multijonction sous concentration ne convertissent que le rayonnement direct, seule composante pouvant être concentrée. 

L’objectif de cette thèse en cotutelle internationale avec l’Université do Vale do Rio dos Sinos au Brésil est de comparer les performances de ces différentes technologies soumises aux mêmes conditions météorologiques et montées sur un système de suivi du soleil ; on a observé à un pas de temps fin l’influence de nombreuses grandeurs météorologiques (rayonnement solaire, température, vent, humidité, masse d’air) sur leurs performances qui varient en fonction de l’instant de la journée, du type et de la composition spectrale du rayonnement incident. Une attention toute particulière a été portée aux modules photovoltaïques bifaciaux qui semblent avoir un avenir prometteur. Ce travail permettra de trouver quelle technologie est la mieux adaptée à un climat donné.

Popularized summary:

Different photovoltaic module technologies are more or less available on the market. Four of them are studied here: Si-monocrystalline (monofacial and bifacial), Si-polycrystalline, and multi-junction under very high concentration. If monofacial generators are well known, bifacial monocrystalline modules are of more recent design, and their share is increasing more and more on the market due to their best performance; multijunction modules under concentration, with a high efficiency (≈ 45%), are very little developed due to their high cost.

While conventional modules use only incident global solar radiation arriving on front side, bifacial crystalline modules also convert the radiation arriving on their rear face. Multijunction modules under concentration only convert direct radiation, the only component that can be concentrated.

The objective of this international joint supervision thesis with the University of Vale do Rio dos Sinos in Brasil is to compare the performances of different photovoltaic module technologies subject to the same weather conditions and mounted on the sun tracking system; We observed at a fine time step the influence of numerous meteorological parameters (solar radiation, temperature, wind, humidity, air mass) on their performances which vary greatly depending on the time of day, the type and spectral composition of the incident radiation. A special attention was paid to bifacial photovoltaic modules which seem to have a promising future. This work will allow to  see which technology is best suited to a given climate.

La soutenance aura lieu le mardi 5 mars à 10H, heure locale, UNISINOS University, Brésil

En savoir plus: Résumé scientifique