Comment identifier les défaillances du backsheet des panneaux solaires et quelles actions les propriétaires d’actifs doivent entreprendre pour protéger leur investissement ?
Défaillance du backsheet d’un panneau solaire – un problème à long terme ?
Le backsheet de votre panneau solaire peut-il compromettre la rentabilité de votre installation ? Un défaut moins connu peut affecter vos panneaux solaires : la dégradation du backsheet. Moins visible que d’autres défauts bien identifiés tels que les hot spots, le PID (Potential Induced Degradation), les défaillances de diodes, la corrosion, la délamination ou les fissures des cellules, ce problème a des conséquences similaires : une dégradation accélérée des performances et, à terme, une défaillance des panneaux solaires, impactant directement le coût actualisé de l’énergie (LCOE – Levelized Cost of Energy).
Avant d’entrer dans le détail de cette problématique, il est essentiel de rappeler ce qu’est la défaillance du backsheet et son rôle dans un panneau solaire.
Où se trouve ce matériau sur votre panneau et pourquoi est-il essentiel de l’inspecter ?
Le backsheet constitue la dernière couche située à l’arrière du module photovoltaïque et est fabriqué à partir d’une combinaison de polymères. Son rôle est essentiel : il protège les panneaux solaires contre les dommages environnementaux (rayonnement ultraviolet, humidité et pénétration de vapeur, sécheresse, vent, poussière et sable) et garantit que les panneaux restent électriquement isolés (évite tout contact direct avec les personnes).
Pour assurer une durée de vie de 25 ans, le backsheet doit posséder trois propriétés fondamentales : résistance aux intempéries, solidité mécanique et adhérence.
Depuis quelques années, la dégradation prématurée des backsheets a été identifiée de manière récurrente à travers différentes zones géographiques et climatiques et sur de nombreux modèles de modules solaires.
Deux facteurs peuvent expliquer en partie cette défaillance de qualité :
D’une part, l’industrie solaire a connu une croissance mondiale accélérée et inattendue ces dix dernières années, principalement due aux incitations gouvernementales. Cette forte croissance a conduit à des pics de demande considérables pour les panneaux solaires (les investissements mondiaux étant passés d’environ 12 milliards de dollars en 2005 à un maximum de 175 milliards de dollars en 2015, conservant un niveau élevé en 2016 et 2017 – Source : BNEF).
D’autre part, avec le ralentissement des subventions et des incitations, combiné à une augmentation de la demande d’investissements en capital, une forte baisse des prix des panneaux solaires a été observée. Cela a entraîné une réduction des standards de qualité et l’utilisation de matériaux moins coûteux sur la chaîne de production.
Comment détecter ce problème ?
La délamination et la fissuration du backsheet peuvent être visibles à l’œil nu, comme illustré sur les photos ci-dessous, et peuvent prendre différentes formes. Par exemple, de petites fissures à l’intérieur des couches et l’apparition de poussière blanche en surface sont des signes courants de ce défaut.
La délamination du revêtement peut également être observée, ce qui peut induire des hot spots.
L’utilisation de matériaux de mauvaise qualité est la principale cause de cette dégradation prématurée.
Historiquement, l’industrie photovoltaïque utilisait des backsheets à double fluoropolymère (deux couches de PVF/PVDF + PET), qui sont les plus coûteux mais aussi les plus résistants (typiquement Tedlar de DuPont ou Kynar d’ARKEMA).
Cependant, afin de réduire les coûts, l’industrie photovoltaïque a utilisé d’autres types de backsheets, tels que :
- Les fluoropolymères simples (une seule couche de PVF/PVDF + PET/EVA), qui sont moins chers mais moins résistants en raison de la réduction du nombre de couches.
- Les backsheets sans fluoropolymère (deux couches de PET/EVA), qui sont les moins coûteux mais nettement moins résistants à l’exposition aux UV.
Un backsheet de mauvaise qualité peut entraîner :
- Une dégradation des performances des panneaux
- Des coûts de maintenance supplémentaires
- Des frais additionnels liés aux inspections et remplacements (réclamations, tests en laboratoire, etc.)
Si votre centrale solaire est touchée par ce problème, la meilleure pratique recommandée par l’industrie est de remplacer les modules sous garantie.
Greensolver peut vous aider à évaluer la dégradation et les pertes engendrées, en utilisant des tests de courbes IV, des inspections thermiques infrarouges et, si nécessaire, des tests de vieillissement en laboratoire spécialisé.
Ces inspections permettront de déterminer si les panneaux affectés sont des cas isolés sur des lots problématiques, ou si la défaillance est systématique sur l’ensemble du site ou du portefeuille d’actifs.
En fonction des résultats, Greensolver peut recommander les meilleures actions à entreprendre pour limiter la dégradation des performances et améliorer votre LCOE.
De plus, Greensolver peut également accompagner et gérer le processus de réclamation et les négociations avec les fabricants de panneaux solaires.
Pour minimiser les risques liés à la qualité des backsheets, il est conseillé de :
- Choisir un fabricant de panneaux classé Tier 1, qui fait partie des leaders de l’industrie solaire et utilise généralement des matériaux de haute qualité.
- Éviter les panneaux solaires équipés de backsheets non résistants aux UV.
- Demander les certifications des panneaux solaires, notamment UL (UL1703) ou IEC (IEC61215 et IEC61730).
- Obtenir des informations critiques telles que les numéros de lot, les dates de fabrication et d’assemblage, ainsi que les conditions de stockage.
- S’assurer que les panneaux solaires possèdent des numéros de série.
- Vérifier la solidité financière et les antécédents du fabricant des panneaux. Prendre des conseils sur les assurances et garanties fournies, et comprendre précisément ce qui est et n’est pas couvert.
Nous sommes toujours disponibles pour vous accompagner et vous conseiller sur les achats et les aspects techniques avant la construction de votre centrale.
N’hésitez pas à nous contacter !
Co-auteurs : Ypatios Moysiadis & David Roissé
Date : 14/01/2019