Dans le cadre de leur commercialisation, les modules photovoltaïques doivent être homologués à partir d’essais normalisés (CEI 61215 pour les modules cristallins, CEI 61646 pour les modules en couches minces et CEI 62108 pour les modules à concentrations). De plus, pour établir la sûreté de fonctionnement de ceux-ci, les essais de la norme CEI 61730 doivent également être réalisés. Toutefois, il est à noter que les séquences d’essais décrits dans ces normes sont trop courtes pour déterminer la durée de vie d’un module photovoltaïque. Or, les fabricants garantissent tout de même la puissance de leurs produits sur une période très longue (80% de la puissance initiale au bout de 20 ou 25 ans suivant les fabricants) uniquement grâce aux normes citées précédemment. Une étude de fiabilité permettrait aux fabricants de déterminer la garantie sur leurs modules avec plus de certitude et d’évaluer les risques qu’ils prennent à garantir leurs produits tels qu’ils le font actuellement.

Différents modes de défaillance 

Par ailleurs, la règlementation thermique RT 2012 exige l’intégration d’une source d’énergie renouvelable pour chaque construction de maison individuelle. Ainsi, pour que le solaire photovoltaïque soit une solution pérenne utilisée par les architectes et, il est important de bien connaître sa fiabilité et sa durée de vie. 

Grâce aux diverses publications techniques sur le sujet, les différents modes de défaillance d’un module photovoltaïque cristallin ont été déterminés ainsi que les essais accélérés permettant de les reproduire. Un module est considéré défaillant lorsque sa puissance est inférieure à 80% de sa puissance initiale selon les garanties des fabricants. Deux modes de défaillances ont déjà été étudiées en détail durant l’étude : la décoloration de l’encapsulant qui engendre une perte importante de la puissance du module photovoltaïque et qui peut être reproduite par un essai d’exposition UV ; et la corrosion dans le module photovoltaïque qui peut être reproduite par un essai de chaleur humide.

Fiabilité et durée de vie moyenne 

Pour chaque mode de défaillance, une procédure d’essais de dégradation accélérée et un outil de simulation des conditions atmosphériques, développées pendant l’étude, peuvent être utilisés pour déterminer la courbe de fiabilité du module photovoltaïque dans les conditions réelles d’utilisation.

Enfin, lorsque la courbe de fiabilité est définie pour chaque mode de défaillance, la fiabilité totale du module photovoltaïque pourra être déterminée ainsi que sa durée de vie moyenne. Grâce à cette méthodologie, le fabricant peut indiquer précisément la durée de vie moyenne de ses modules photovoltaïque et être capable de définir la proportion de modules qui sera susceptible d’être défaillants pendant la période de garantie.

Laurent Perrin