Table des matières
- Introduction
- Pourquoi les panneaux solaires produisent-ils des reflets ?
- Comment les panneaux solaires IBC réduisent-ils les reflets ?
- Dans quels scénarios les considérations liées aux reflets doivent-elles être particulièrement prises en compte ?
- Conclusion
Dans la quête d'une Terre plus respectueuse de l'environnement, l'énergie solaire est progressivement devenue un phare d'espoir, attirant une attention croissante ces dernières années en tant qu'alternative propre aux combustibles fossiles. Les modules photovoltaïques (PV) sont au cœur de cette technologie, convertissant la lumière du soleil en énergie électrique grâce à l'effet photovoltaïque. En tant que pierre angulaire des énergies renouvelables, les modules photovoltaïques représentent une direction majeure pour le développement durable et la réduction de l'empreinte carbone. Cependant, un problème courant avec les modules PV est la réflexion et l'éblouissement. Alors, pourquoi ces phénomènes se produisent-ils avec les modules photovoltaïques ? Comment les modules photovoltaïques IBC résolvent-ils ce problème?
Pourquoi les panneaux solaires produisent-ils des reflets?
Pendant le processus de conversion de la lumière du soleil en énergie électrique, toute la lumière n'est pas absorbée par les modules photovoltaïques. Une partie de cette lumière est réfléchie, et cette réflexion peut entraîner des reflets dans certaines circonstances. Voici quelques facteurs clés influençant l'éblouissement des panneaux solaires :
1. Surfaces Réfléchissantes des Modules Photovoltaïques
- Surface de Verre Lisse : Les modules photovoltaïques utilisent généralement des surfaces en verre lisse pour protéger les cellules solaires. Bien que cette conception améliore la durabilité des panneaux, elle peut également réfléchir davantage de lumière dans des conditions lumineuses, entraînant une plus grande réflectivité.
- Bandelettes Photovoltaïques : Dans les panneaux photovoltaïques traditionnels, la surface est couverte d'une grille d'électrodes métalliques (bandelettes photovoltaïques). Ces grilles aident non seulement à collecter le courant, mais elles réfléchissent également une partie de la lumière. En raison de la nature métallique des bandelettes photovoltaïques, elles peuvent augmenter la réflexion de la lumière, accentuant ainsi le potentiel d'éblouissement.
2. Caractéristiques de Surface des Matériaux Photovoltaïques
Les matériaux utilisés dans les modules photovoltaïques influencent également la réflexion de la lumière. Les cellules solaires avec des surfaces plus lisses ou sans traitements anti-reflets efficaces sont plus susceptibles de produire des reflets.
3. Angle d'Installation et Angle d'Élévation Solaire
Lorsque l'angle solaire est faible, la lumière est plus susceptible d'être réfléchie par les surfaces réfléchissantes des panneaux solaires, augmentant ainsi l'intensité des reflets. Cela est particulièrement vrai tôt le matin ou en fin de journée lorsque le soleil est à un angle plus bas, ce qui provoque une lumière réfléchie plus intense. De plus, plus l'angle solaire est bas, plus les panneaux reçoivent de lumière directe, ce qui exacerbe le problème de l'éblouissement.
4. Impact de l'Environnement Environnant
L'environnement entourant les modules photovoltaïques peut également influencer la production d'éblouissement. Des surfaces réfléchissantes telles que des plans d'eau, des zones enneigées ou des bâtiments vitrés peuvent interagir avec l'éblouissement produit par les panneaux solaires, amplifiant potentiellement l'effet de reflets.
Comment les panneaux solaires IBC réduisent-ils les reflets ?
1. Que sont les modules photovoltaïques IBC ?
La technologie IBC (Interdigitated Back Contact) déplace toutes les lignes de la grille d'électrodes à l'arrière de la cellule solaire, éliminant ainsi l'ombrage causé par les lignes de grille à l'avant. La jonction PN et les points de contact métalliques sont disposés à l'arrière de manière entrelacée, réduisant ainsi l'obstruction de la lumière solaire. Avec une structure de capture de lumière composée de textures en forme de pyramides et de couches anti-reflets, les modules IBC maximisent l'utilisation de la lumière incidente. Ces modifications structurelles augmentent considérablement l'efficacité de conversion, offrant un design plus pur de cellules solaires monofaciales qui augmente la surface de production effective, améliore la génération d'énergie et renforce l'attrait esthétique.
2.Technologie de réduction des reflets dans les modules photovoltaïques IBC
Les modules IBC intègrent plusieurs avancées en matière de conception et de matériaux visant à réduire la réflexion de la lumière et les phénomènes d'éblouissement tout en améliorant les performances.
a. Conception à contact arrière
Les modules IBC utilisent une conception à contact arrière, avec des électrodes disposées à l'arrière des cellules photovoltaïques plutôt qu'à l'avant. Cette conception offre plusieurs avantages significatifs :
- Réduction de l'ombrage de la surface avant : La surface avant est dépourvue de bandes d'électrodes ou d'autres structures métalliques, permettant à la lumière de traverser la plaquette de silicium avec une obstruction minimale, ce qui réduit la réflexion et la dispersion de la lumière à la surface avant.
- Amélioration de l'efficacité d'absorption de la lumière : Toute la lumière peut directement illuminer les cellules photovoltaïques, augmentant ainsi le taux d'absorption et améliorant l'efficacité de conversion de l'énergie tout en réduisant les reflets causés par la réflexion de la lumière.
- Élimination de l'ombrage des lignes de grille : L'absence de lignes de grille à l'avant évite les pertes de courant dues à l'occultation de la lumière par les électrodes métalliques, maximisant l'utilisation des photons incidents, avec des courants de court-circuit environ 7 % plus élevés que ceux des cellules solaires traditionnelles.
b. Conception à faible réflexion
Les panneaux photovoltaïques n'absorbent pas toute la lumière incidente, et différents types de panneaux solaires montrent des performances variées en matière d'absorption et de réflexion de la lumière :
- Panneaux solaires monocristallins : Taux de réflexion allant de 0,2 % à 0,35 %
- Panneaux solaires polycristallins : Taux de réflexion allant de 0,25 % à 0,40 %
- Panneaux solaires à couche mince : Taux de réflexion allant de 0,50 % à 15,0 %
En tant que panneau solaire monocristallin, les panneaux IBC offrent une performance exceptionnelle en termes de réflexion. Les panneaux solaires en silicium monocristallin IBC de Maysun Solar, utilisant un procédé sans soudure, réduisent le taux de réflexion à seulement 1,7 %. Ce faible taux de réflexion atténue considérablement la pollution lumineuse pour l'environnement environnant et améliore les performances photovoltaïques globales.
c. Revêtement anti-reflet
La surface des modules IBC est recouverte d'un revêtement anti-reflet, une fine couche qui remplit les fonctions suivantes :
- Réduction de la lumière réfléchie : Le revêtement anti-reflet réduit considérablement la réflexion de la lumière sur la surface du module en contrôlant précisément la transmission et la réflexion de la lumière, minimisant ainsi la différence d'indice de réfraction entre le verre et l'air, ce qui diminue la génération d'éblouissement. Les matériaux couramment utilisés comprennent le nitrure de silicium (SiNx) et le dioxyde de titane (TiO₂).
- Amélioration des performances dans des conditions de faible luminosité : Ce revêtement améliore également l'efficacité de la production d'énergie des modules photovoltaïques dans des environnements de faible luminosité, permettant de meilleures performances par temps nuageux ou dans des conditions de faible éclairage.
d. Conception à cadre noir
Les modules IBC sont généralement équipés de cadres noirs, offrant les avantages suivants :
- Réduction de la réflexion et de l'éblouissement : Les cadres noirs peuvent absorber la lumière entrante, réduisant la réflexion et diminuant ainsi davantage les phénomènes d'éblouissement.
- Uniformité visuelle améliorée : Le cadre noir offre une apparence moderne qui s'intègre mieux à divers styles architecturaux tout en minimisant l'impact de la réflexion de la lumière sur l'esthétique du bâtiment.
e. Technologie de traitement de surface
- Surface texturée : En appliquant des textures ou des rainures de niveau micron sur la surface de la plaquette de silicium, les trajectoires d'incidence et de réflexion de la lumière sont modifiées, ce qui réduit ainsi la quantité de lumière réfléchie.
- Revêtement auto-nettoyant : Certains modules IBC utilisent des revêtements dotés de capacités auto-nettoyantes, réduisant l'accumulation de poussière et de saleté, maintenant une bonne transmission de la lumière et diminuant encore la réflexion et l'éblouissement.
Dans quels scénarios les considérations liées aux reflets doivent-elles être particulièrement prises en compte?
1. Photovoltaïque intégré au bâtiment (BIPV)
Dans les environnements urbains, en particulier dans les immeubles de grande hauteur et les zones urbaines denses, la réflexion de la lumière par les panneaux solaires peut perturber considérablement l'expérience visuelle des habitants des bâtiments environnants. La lumière réfléchie peut non seulement affecter les conditions de vie à l'intérieur des bâtiments, mais également créer des problèmes imprévus de pollution lumineuse la nuit ou dans des conditions de faible luminosité.
2. Zones résidentielles et commerciales
Lors de l'installation de panneaux solaires à proximité de zones résidentielles et commerciales, les reflets peuvent perturber la vie quotidienne des habitants et l'environnement de travail des employés. En particulier, la réflexion de la lumière solaire peut entrer par les fenêtres résidentielles, affectant ainsi le confort ; dans les zones commerciales, l'éblouissement peut gêner les employés qui utilisent des ordinateurs pendant de longues périodes.
3. Routes et installations de transport
La question de l'éblouissement est particulièrement importante lors de l'installation de panneaux solaires à proximité de routes et d'autoroutes fréquentées. La réflexion de la lumière sur la surface des panneaux solaires peut obstruer la ligne de vue des conducteurs, augmentant ainsi le risque d'accidents de la circulation.
4. Aéroports et installations aéronautiques
À proximité des aéroports et des installations aéronautiques, la réflexion de la lumière par les panneaux solaires peut interférer avec la visibilité des pilotes, affectant ainsi la sécurité des vols. En particulier près des pistes et des voies de circulation, de fortes réflexions lumineuses peuvent avoir un impact significatif sur les décollages et atterrissages des avions ainsi que sur les opérations au sol, augmentant ainsi les risques potentiels pour la sécurité aérienne.
5. Centrales solaires
Les grandes centrales solaires couvrent généralement de vastes surfaces avec de nombreux panneaux, de sorte que les problèmes d'éblouissement dans ces scénarios peuvent affecter l'environnement environnant et la circulation. Un grand nombre de panneaux peut entraîner une pollution lumineuse généralisée, impactant potentiellement de manière négative les résidents à proximité et la circulation, notamment si la disposition et la conception des réseaux photovoltaïques sont inadéquates.
Conclusion
Les modules photovoltaïques IBC présentent des avantages significatifs en matière de réduction de l'éblouissement. Leur conception unique avec des électrodes à l'arrière, leurs revêtements à faible réflexion et leurs technologies avancées de traitement de surface leur permettent de réduire efficacement la réflexion de la lumière et les reflets. Dans les applications pratiques, les modules photovoltaïques IBC non seulement améliorent l'efficacité de conversion photovoltaïque, mais réduisent également de manière efficace la pollution lumineuse, ce qui les rend essentiels pour les applications dans les bâtiments résidentiels, commerciaux, les installations publiques, et les grandes centrales solaires. À mesure que la technologie photovoltaïque continue de se développer et que les applications s'élargissent, les caractéristiques de réduction de l'éblouissement des modules photovoltaïques IBC démontreront encore davantage leurs avantages, contribuant de manière plus significative à la promotion des énergies renouvelables et à la protection de l'environnement.
Vous aimerez également: