Laboratoire pour des systèmes photovoltaïques

Le laboratoire photovoltaïque de la Haute école spécialisée bernoise, situé à Berthoud, se consacre à l’étude des systèmes photovoltaïques depuis 1988. L’évaluation du comportement à long terme des installations photovoltaïques en matière de sécurité, de fiabilité et de rendement énergétique fait partie des compétences fondamentales des quelque douze spécialistes du laboratoire. Une attention particulière est accordée aux onduleurs, dont le comportement sur le réseau électrique est étudié dans le laboratoire photovoltaïque.

Compétences clés: contrôler, mesurer et évaluer

Les installations photovoltaïques, il y a peu encore des produits de niche, se sont aujourd’hui démocratisées. Bientôt, elles deviendront, avec l’énergie hydraulique, le principal pilier de l’approvisionnement énergétique de la Suisse. Dans la recherche appliquée, cette évolution a fait naitre de nouveaux défis. Si dans les années 90, il s’agissait encore de démontrer que les installations photovoltaïques étaient en mesure de produire de l’électricité efficacement pendant plus de cinq ans, ce sont aujourd’hui des thèmes tels que la sécurité – p. ex. la protection contre les incendies – ou la conformité au réseau qui occupent le devant de la scène. Grâce à son succès commercial, la technologie photovoltaïque ne cesse de s’étendre à de nouveaux marchés. Chaque nouvelle application apporte en outre son lot de défis et de risques. Le laboratoire photovoltaïque de la BFH est néanmoins demeuré fidèle à ses compétences fondamentales: il vérifie et teste en pratique ce que les planificateurs et les installateurs de systèmes photovoltaïques ne sont pas en mesure de vérifier eux-mêmes. À cet effet, le laboratoire photovoltaïque développe en permanence de nouveaux concepts et appareils de mesure.

Prestations

Le laboratoire photovoltaïque met ses connaissances et son expertise à la disposition du secteur public et du secteur privé. Il offre les services suivants :

  • Tests d’onduleurs et de systèmes photovoltaïques tels que rendements, compatibilité électromagnétique (CEM), tests fonctionnels, analyse des dommages, étude du comportement au feu
  • Vérification des onduleurs et de leur conformité avec les exigences de raccordement au réseau de distribution (protection RI, alimentation sans panne, régulation de la puissance active et réactive)
  • Mesures de systèmes de batteries en collaboration avec le Centre BFH Stockage d’énergie
  • Mesure des perturbations électromagnétiques par conduction ou par induction en rapport avec les installations photovoltaïques
  • Vérification des modules photovoltaïques en laboratoire et sur le terrain (mesures des courbes caractéristiques, mesures thermographiques et d’électroluminescence, dégradation induite par le potentiel)
  • Mesures de la réflexion et de l’intensité lumineuse
  • Mesures en laboratoire haute tension (résistance de l’isolation, résistance aux coups de foudre directs et indirects)
  • Partenariat de recherche pour les projets Innosuisse
  • Calculs, études et expertises présentant un caractère de recherche

Toutes les prestations sont, dans la mesure du possible, fournies à des fins de formation avec la participation des étudiant-e-s de la Haute école spécialisée bernoise. Lorsqu’ils ne sont pas protégés par le droit de propriété d’un partenaire industriel, les résultats des recherches sont mis à la disposition du public sous forme de publications.

Compétences

Le domaine de recherche Systèmes photovoltaïques se penche sur des sujets de recherche relatifs aux modules photovoltaïques et aux composants qui s’y rattachent (p. ex. connecteurs, diodes, composants de modules intelligents, concepts de cellules et de raccordement).

Domaines de recherche couverts

  • Recherche appliquée pour les PME (Innosuisse)
    • Soutien lors du développement de produits (conception ou perfectionnement)
    • Mesures d’assurance qualité
    • Examen des fonctions de sécurité
  • Bancs de test en plein air avec surveillance des différents modules
  • Bancs de test en laboratoire
    • Mesures des courbes caractéristiques par flash test
    • Recherche de ruptures de cellules par électroluminescence
    • Évaluation du vieillissement des ruptures de cellules par fluorescence ultraviolette
    • Tests de lumière continue au moyen d’un simulateur de lumière solaire stabilisée (points d’échauffement localisés, effets de réchauffement)
  • Laboratoire haute tension et haute intensité pour les tests de composants
  • Surveillance à long terme et tests de qualité des installations photovoltaïques
  • Étalonnage de modules photovoltaïques

Contact

Le laboratoire d’onduleurs de la BFH est spécialisé dans trois domaines:

  • le raccordement des onduleurs au réseau (fonctions smart grid des onduleurs, protection RI, alimentation sans panne FRT);
  • la compatibilité électromagnétique (CEM);
  • les mesures de rendement.

Outre les onduleurs de réseau photovoltaïques purs, les systèmes en ilot ainsi que les systèmes photovoltaïques de stockage par batterie sont également testés. En étroite collaboration avec le laboratoire haute tension, la résistance des onduleurs aux coups de foudre directs ou indirects peut également être évaluée. Le laboratoire photovoltaïque fait partie du Centre BFH Stockage d’énergie à Bienne. Il dispose ainsi d’une infrastructure de test de grande qualité pour les batteries et les systèmes associés.

Le concept MUSCLE, développé à la BFH et basé sur un navigateur, constitue l’épine dorsale informatique du laboratoire d’onduleurs. Le concept open source se fonde sur des programmes Python qui pilotent les simulateurs et lisent les données enregistrées par les instruments de mesure au travers de systèmes embarqués.

Contact

Les études et les expertises réalisées par le laboratoire photovoltaïque sont souvent motivées par des thèmes de recherche appliquée étudiés dans le cadre de travaux de bachelor ou de master. Les travaux correspondants peuvent être complétés par des essais pratiques ou par le développement de logiciels ou d’outils simples. Les thèmes abordés sont les suivants:

  • Rendement énergétique
  • Consommation d’énergie propre de l’électricité solaire
  • Réflexion lumineuse (éblouissement) sur les surfaces en verre
  • Simulation de composants d’installations photovoltaïques (p. ex. simulation électrique de diodes de dérivation dans les modules photovoltaïques)

Le laboratoire photovoltaïque de la BFH dispose des infrastructures suivantes:

  • Diverses installations photovoltaïques d’âges et de technologies différents
  • Laboratoire d’onduleurs avec sources de courant alternatif et continu programmables et bancs de test pour onduleurs d’une puissance de 100 kVA
  • Banc d’essai pour microonduleurs et optimiseurs de puissance
  • Laboratoire haute tension pour évaluer les impacts de foudre directs et indirects, générateur de courant de choc (applications en courant alternatif et continu)
  • Équipements de test fixes et mobiles pour la mesure des champs électromagnétiques
  • Simulateur solaire et instrument pour flash test
  • Équipement de mesure de l’électroluminescence
  • Équipement de mesure de la fluorescence ultraviolette
  • Équipement de test mobile (instruments de mesure des courbes caractéristiques, caméras thermographiques)
  • Chambre climatique pour les tests d’humidité, de chaleur et de froid
  • Banc d’essai de connecteurs pour étudier le vieillissement des connecteurs photovoltaïques

À cela s’ajoute le riche équipement mis à disposition par le Centre BFH Stockage d’énergie à Bienne.

News et évenèments

Contact

Team

Publications