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Thème 1 : étude de l’évolution de performance énergétique des systèmes photovoltaïques
sous l’effet du vieillissement
Les systèmes photovoltaïques sont déployés dans des contextes d’utilisation très différents en termes de taille, d’utilisation et d’environnement. Pour améliorer le rendement de ces systèmes, il est important d’assurer le maintien de leur performance et de leur durabilité notamment dans des environnements hostiles (chaleur humide, irradiations dans l’espace, insolation UV élevée…) où des modes de dégradation sévères (opacification, corrosion, délamination, recombinaisons dans le semi-conducteur…) peuvent survenir.
L’objectif de cette recherche est de mieux comprendre l’influence d’une condition d’exploitation (lieu, climat, durée, utilisation) sur les performances énergétiques d’un système photovoltaïque donné.
L’approche consiste à identifier les modes de dégradation et à leur associer une ou plusieurs lois de vieillissement identifiées par l’analyse de données expérimentales : historiques du monitoring de centrales PV, caractérisitiques I-V après tests accélérés ou relevés de mesures in-situ, mesures spectroscopiques des niveaux profonds (DLTS). Une fois établie la loi décrivant la variation temporelle d’un indicateur, d’un paramètre ou d’une caractéristique du système, elle peut être introduite dans un modèle dynamique permettant de mener des études de sensibilité ou de projeter les performances sur une utilisation à long terme.
Thème 2 : optimisation des systèmes énergétiques par modélisation
Mes recherches sur le thème de l’optimisation des systèmes énergétiques par modélisation ont fait l’objet de mon mémoire d’HDR. Les études consistent à modéliser un système impliquant des transferts d’énergie et de masse, de valider ce modèle et d’optimiser le transfert par simulation selon un critère bien défini. L’ensemble des systèmes étudiés et les résultats marquants sont synthétisés dans le tableau II.2 où figurent les différentes approches utilisées :
- CFD volumes finis : résolutions équations de conservation de la masse, de la chaleur et du transfert radiatif (méthode Monte-Carlo, DOM) ;
- éléments finis avec réanalyse pour réduire les temps de calcul ;
- champ moyen : intégration sur une dimension ;
- analyse phénoménologique : simplification des équations pour les grandeurs d’ordres inférieurs ;
- fonctions de transfert.
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