Qu’est-ce que le P.I.D. photovoltaïque
Description du Potential Induced Degradation
L’acronyme P.I.D., pour Potential Induced Degradation, signifie Dégradation Induite par le Potentiel. L’adoption de systèmes photovoltaïques aux dimensions croissantes, et donc l’utilisation de chaînes avec des tensions de plus en plus élevées, a entraîné le fait qu’on se retrouve avec des valeurs de tension sur les cellules négatives par rapport à la terre, ce qui provoque une polarisation qui entraîne un court-circuit et l’extinction progressive des modules.
Cela génère une réduction importante des performances de l’ensemble du système, avec une dégradation qui peut atteindre 70%.
Cet effet de polarisation des cellules est causé par des courants parasites qui se forment entre les cellules et la structure métallique de support des modules, connectée à la terre. Cela consiste en une migration de charges négatives provenant des matériaux utilisés dans les modules photovoltaïques à travers le cadre, qui est généralement branchée à la terre.
La présence continue de la Dégradation Induite par le Potentiel cause dans le temps un aplatissement de la courbe IV des modules et une perte constante de puissance.
Dans les modules avec des cellules P-Type, l’effet est plus important dans les cellules les plus proches du pôle négatif de la chaîne, tandis que dans les modules à cellules N-Type – qui exigent la mise à la terre du pôle positif – l’effet est plus important dans les cellules les plus proches du pôle positif.
À la différence des autres causes de détérioration, le P.I.D. est le seul phénomène qui, si on l’arrête à temps, permet de restaurer le système et donc de récupérer la puissance de l’installation photovoltaïque.
Les modules P.I.D. Free
ou High P.I.D. Resistance
ne sont pas immunes contre P.I.D. et peuvent se dégrader jusqu’à 5%
La Réglementation dit qu’un module est P.I.D. Free ou High P.I.D. Resistance s’il passe avec succès le test standard CEI 62804.
STANDARD
Conditions du test :
de perte de puissance
P.I.D. Free
Doivent être considérés « P.I.D. Free » ou « High P.I.D. Resistance » les modules qui, après un test, ont une perte inférieure à 5% et ne présentent pas de défauts graves.
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On calcule qu’avec une perte de puissance de 5% à cause du phénomène du P.I.D., on subit une perte économique d’environ 206 320€. Au contraire, si l’on installe immédiatement les dispositifs APID, en prévention du phénomène P.I.D., l’investissement sera de 9280€ sans aucune perte, avec un ROI (pour l’acquisition d’APID) de 12 mois.
Les causes du P.I.D.
Pour quelles raisons le P.I.D. se développe-t-il
Dans les installations photovoltaïques installées avant 2008, le pôle négatif des chaînes (ou positif selon le type de cellule) est branché à la terre.
Mais cette connexion n’est plus compatible avec la structure de la nouvelle génération d’onduleurs Transformerless (sans transformateur d’isolation) car cela crée un court-circuit vers la terre. Pendant le fonctionnement de l’onduleur, cela fait que la tension de chaîne va « se centrer » sur le potentiel zéro de terre. Si nous avons 700V entre le positif et le négatif d’une chaîne, le pôle positif de la chaîne se retrouvera à près de +350V par rapport à la terre, tandis que le pôle négatif sera à près de -350V : les tensions pourraient être différentes en raison d’asymétries liées à la conception de l’onduleur, mais le principe reste le même.
Ces hautes tensions sur les pôles génèrent des courants parasites qui traversent tout le module jusqu’à provoquer l’effet P.I.D. photovoltaïque. Il est important de préciser que les modules photovoltaïques sont certifiés pour des tensions d’exploitation positives de 1000V DC et non pas pour des tensions négatives.
Dans les modules N-Type (Sunpower ou BenQ de vieille génération), qui nécessitent de la mise à la terre du pôle positif, le problème est le remplacement des onduleurs, car dans les modèles actuellement installés, il n’est pas possible de brancher le positif à la terre : c’est la raison de l’apparition du P.I.D., qui entraîne la diminution de puissance du panneau photovoltaïque.
Les autres causes sont :
Effets de la Dégradation Induite du Potentiel
Les effets provoqués par la présence du P.I.D. photovoltaïque peuvent être maîtrisés et absorbés dans le temps, mais uniquement si l’on intervient avec une certaine rapidité.
La dégradation et la perte de puissance de l’installation photovoltaïque peuvent bouleverser le business plan rédigé pendant la phase de conception d’une installation photovoltaïque, avec des conséquences économiques très graves et exponentielles.
Un exemple italien
Nous fournissons ci-après un exemple de dommage économique dû à la Dégradation Induite du Potentiel.
Voici l’installation photovoltaïque de 1MW d’un de nos clients italiens, où la dégradation due au P.I.D., commencé en 2012, a atteint en deux ans 6,69%, pour un dommage économique de 66 000€. Si l’on n’avait pas installé APID en 2014, en 2020 le pourcentage de diminution de la puissance aurait atteint -15%, pour une perte économique totale de 525 000€.
En substance, il y a deux effets techniques de la dégradation et de la perte de puissance dans les panneaux photovoltaïques.
- La polarisation, qui cause l’extinction des cellules photovoltaïques mono-pôles, c’est-à-dire de type cristallin, avec technologie P-Type.
- Dans les modules N-Type (qui nécessitent de la mise à la terre du positif), le problème est le remplacement des onduleurs, car dans les modèles actuels, il n’est pas possible de brancher le positif à la terre. C’est cela qui cause le PID. En revanche, sur les modules labellisés P.I.D. FREE ou HIGH P.I.D. RESISTANCE, une perte de puissance de 5% liée au P.I.D. est possible.
- L’électro-corrosion du TCO, un phénomène dû à la non résolution du P.I.D. qui génère une réaction électrochimique entre l’humidité et le sodium à l’intérieur de la vitre de couverture des modules, causée par les courants de fuite. Le dommage est irréversible et exige le remplacement des modules.
APID 
la solution au P.I.D. photovoltaïque
APID est un générateur universel de tension (max.1000V) développé pour le rétablissement de modules affectés par le P.I.D. photovoltaïque et pour la prévention de l’apparition du phénomène sur les modules à risque. Dans les systèmes installés depuis longtemps, il permet de récupérer la puissance perdue jusqu’à 100%, il empêche la corrosion du TCO et protège les nouvelles installations contre l’effet P.I.D. photovoltaïque, dès leur premier jour.
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