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Des tests menés par TÜV Rheinland et le CPVT examinent la réponse de la technologie HPBC 2.0 de LONGi à l'ombrage partiel, les résultats montrant des températures locales plus basses et une perte de puissance réduite par rapport aux modules TOPCon testés.
L'ombrage partiel est difficile à éliminer complètement des installations solaires. Des structures fixes peuvent souvent être prises en compte lors de la conception du système, mais les feuilles, les fientes d'oiseaux, la neige et la poussière peuvent masquer temporairement des cellules individuelles pendant le fonctionnement.
La surface physique affectée peut être petite, mais l'effet électrique peut s'étendre au-delà de la zone ombragée. Lorsqu'une cellule reçoit une irradiance inférieure à celle des cellules environnantes, le décalage de courant résultant peut réduire la production du module et provoquer la dissipation locale de l'énergie électrique sous forme de chaleur. Des points chauds sévères peuvent accélérer la dégradation des matériaux et affecter la fiabilité à long terme des modules.
Des tests indépendants menés par TÜV Rheinland et le Centre national de supervision et d'inspection de la qualité des produits photovoltaïques solaires de Chine, le CPVT, ont examiné la réponse de la technologie HPBC 2.0 de LONGi dans ces conditions. Les résultats montrent une perte de puissance plus faible et des températures locales considérablement plus basses par rapport aux modules TOPCon testés.
La gestion du courant au niveau de la cellule modifie la réponse à l'ombrage partiel
HPBC 2.0 combine l'architecture de cellule à contact arrière (Back Contact) de LONGi avec sa conception à faible conduction (Weak Conduction Design). La conception permet aux cellules individuelles de gérer leur chemin de courant en cas d'ombrage partiel.
Au lieu de s'appuyer uniquement sur les diodes de dérivation conventionnelles du module, le shunt de courant interne permet au courant de contourner la zone affectée sans activer la diode de dérivation. Ceci est conçu pour maintenir l'impact électrique plus étroitement confiné à la zone ombragée et permettre à une plus grande partie des cellules non affectées de continuer à contribuer à la production du module.
Cette distinction est importante car les diodes de dérivation conventionnelles des modules fonctionnent au niveau des sous-modules. Une ombre localisée peut donc affecter la contribution électrique d'une section considérablement plus grande d'un module.
Les tests TÜV enregistrent des températures de point chaud jusqu'à 60°C plus basses
TÜV Rheinland a comparé les modules HPBC 2.0 et TOPCon dans des conditions d'ombrage identiques, examinant à la fois l'atténuation de puissance et le comportement de la température locale.
Les températures locales sur les modules TOPCon testés ont dépassé 160°C, tandis que HPBC 2.0 est resté autour de 100°C, avec des températures de point chaud jusqu'à 60°C plus basses. HPBC 2.0 a également montré une atténuation de puissance significativement plus faible dans les mêmes conditions d'ombrage.
Le résultat thermique est pertinent au-delà de la production immédiate du module. Lorsque l'énergie électrique est dissipée sous forme de chaleur dans une cellule ombragée, des températures élevées soutenues peuvent augmenter le stress thermique sur les cellules et les matériaux du module. Limiter cette augmentation de température peut donc contribuer à la fiabilité à long terme du module ainsi qu'à ses performances sous ombrage.
Hi-MO X10 a également reçu la certification de classe A de TÜV Rheinland pour la résistance à l'ombrage selon sa spécification de test 2 PfG 2926. La certification fournit une évaluation indépendante de la réponse du module dans des conditions d'ombrage définies.
Les tests CPVT montrent une perte de puissance environ 70% plus faible sous ombrage d'une seule cellule
Des tests CPVT séparés ont quantifié l'effet sur la production du module. Lorsqu'une seule cellule était ombragée à 50%, Hi-MO X10 a enregistré une perte de puissance moyenne de 10,15%, contre 36,48% pour les modules TOPCon testés. Cela correspond à une perte de puissance environ 70% plus faible dans la condition d'ombrage testée.
La comparaison illustre la différence entre la perte de lumière solaire physique due à la couverture d'une partie d'une cellule et la perte électrique supplémentaire résultant du décalage de courant au sein du module. L'optimiseur d'ombrage (Shading Optimizer) de HPBC 2.0 est conçu pour limiter cet impact électrique plus large.
CPVT a ensuite décerné à Hi-MO X10 son certificat « Trois-Preuves » couvrant la protection incendie, la résistance à l'ombrage et les performances anti-accumulation de poussière.
Les toits complexes mettent en pratique la performance face à l'ombrage
L'effet de l'ombrage partiel est particulièrement pertinent pour les toits commerciaux et industriels, où les équipements de ventilation, les systèmes de protection contre la foudre, les structures voisines et d'autres installations peuvent créer des ombres fixes ou mobiles.
Chez Shanghai AB Food & Beverages Limited, producteur de la marque Ovaltine, les conduits de ventilation et les paratonnerres créent un ombrage localisé sur une partie du toit. L'entreprise a choisi Hi-MO X10 pour un système PV sur toiture de 670 kW. Selon les données du projet, l'installation permet d'économiser plus de 870 000 CNY en coûts d'électricité chaque année.
Une deuxième installation chez Chumponwarin Part., Ltd. en Thaïlande a présenté un scénario d'ombrage différent. Des fils de réseau traversant le toit de l'usine ont été identifiés comme une source d'ombrage lors de l'évaluation du projet. Un système de 974,08 kW utilisant Hi-MO X10 a ensuite été installé avec l'installateur local PPE Solar. Selon les données du projet, le système permet d'économiser environ 400 000 THB par mois, ce qui équivaut à environ un cinquième des dépenses d'électricité antérieures de l'installation.
Ces projets ne reproduisent pas des tests de laboratoire contrôlés. Ils illustrent le type de conditions de toiture dans lesquelles la réponse électrique à l'ombrage partiel devient pertinente pour la conception et l'exploitation du système.
La réponse à l'ombrage fait partie de la performance à long terme des modules
L'efficacité du module dans des conditions de test standard reste une métrique de performance centrale, mais les systèmes PV installés fonctionnent rarement sous un éclairement uniforme tout au long de leur durée de vie. La façon dont un module réagit lorsque des cellules individuelles sont temporairement ombragées peut donc influencer à la fois le rendement énergétique et le stress thermique.
Les résultats de TÜV Rheinland et du CPVT examinent ces effets séparément. Les tests TÜV montrent la différence de comportement de température locale et d'atténuation de puissance, tandis que les tests CPVT quantifient la différence de perte de puissance du module dans une condition d'ombrage d'une seule cellule définie.
Pour HPBC 2.0, les résultats fournissent des preuves du rôle joué par la gestion du courant au niveau de la cellule au sein de l'architecture Back Contact de LONGi. En confinant l'impact électrique de l'ombrage partiel plus étroitement à la zone affectée, la technologie est conçue pour conserver plus de puissance disponible tout en réduisant le chauffage localisé.
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