Experimental and Numerical Study of the Influence of String Mismatch on the Yield of PV Modules Augmented By Static Planar Reflectors

International audiencePhotovoltaic (PV) modules are generally installed by the application of empirical rules aimed at reducing shadows during the periods of high solar irradiation. A traditional installation on a horizontal surface results in largely spaced rows of modules with a relatively low tilt angle. The addition of inter-row reflectors results in more direct and diffuse flux transmitted to the cells. The " Aleph " (Amélioration de l'Efficacité Photovolta¨que) project aims to define clear rules for optimal settings of systems of PV module rows with fixed inter-row planar reflectors in a given location and under a given climate. Two PV technologies are tested for performance with this type of system: amorphous silicon (a-Si) and polycrystalline silicon (p-Si). This work combines experiments on panel behavior in an outdoor environment on the SIRTA (Site Instrumental de Recherche par Télédétection Atmosphérique) meteorology platform and a multiphysics numerical model used to couple all the important physical phenomena and accurately describe the system behavior. The model includes a ray tracing radiation/optics module based on the Monte-Carlo method, as well as an electrical module simulated in SPICE. This work presents the influence of the string mismatch losses, present at periods of heterogeneous illumination, on the yield of PV modules augmented by static planar reflectors

Caractérisations avancées, modélisations multi-physiques et multi-échelles de dispositifs : des cellules aux modules photovoltaïques

Caractérisations avancées, modélisations multi-physique et multi-échelle de dispositifs : des cellules aux modules photovoltaïques.Mes travaux de recherche portent, d'une part, sur la modélisation de cellules photovoltaïques de nouvelle génération et de très haut rendement, et d'autre part, sur l'étude (caractérisation et modélisation) de modules photovoltaïques dans leur environnement.Mon activité de recherche actuelle est principalement dédiée aux caractérisations électriques de cellules et de modules photovoltaïques. L'objectif est d'étudier les mécanismes de défauts électriquement actifs. Des techniques de caractérisations propres à chaque technologie photovoltaïque, propres à chaque taille de dispositifs sont développées, des modélisations multiphysique et multi-échelle sont réalisées.Mes projets de recherche porteront sur les axes suivants : (i) continuer les modélisations de cellules photovoltaïques innovantes, très haut rendement et très bas coût ; (ii) étudier les dispositifs photovoltaïques de l'amont à l'aval, c'est-à-dire étudier, caractériser et modéliser les propriétés en partant du matériau, jusqu'au module, en passant par la cellule ; (iii) enrichir les caractérisations en extérieur avec de nouvelles techniques (thermographie infrarouge, électroluminescence, photoluminescence), des climats différents en France et à l'étranger, de fédérer les caractérisations avancées en extérieur existantes et construire une base de données évolutive et accessible à tous et avec des installations innovantes ; (iv) s'intéresser aux micro-réseaux autonomes ou connectés, thématique transverse aux pôles du GeePs. Les idées ne manquent pas pour développer les techniques de caractérisation, de modélisation et les savoirs que nous possédons déjà au GeePs. Les collaborations en cours de formalisation ne manquent pas non plus pour répondre à de futursappels à projets permettant d'obtenir des soutiens financiers.D'un point de vue enseignement, sur un total de 3068 heures d'enseignement, depuis 1998, la répartition est à peu près équilibrée, en moyenne, en licence et master, ainsi qu'en école d'ingénieurs et à l'UFR. Par choix, j'assure de plus en plus de cours magistraux (50%), tout en souhaitant avoir unevision cohérente des UE où j'interviens en conservant un groupe de TD (27%) et un groupe de TP (23%). Je donne un poids de plus en plus important à mes enseignements qui ont trait à l'énergie et à la production d'électricité en abandonnant progressivement mes cours de communications numériques.Aujourd'hui, la répartition est 40% d'énergie pour 60% de communications.Je suis membre du groupe d'expert des sections 61 et 63, du conseil de département et de l'EFU de la licence EEA de l'UPMC.J'ai encadré 5 doctorants (dont 2 thèses en cours), 3 étudiants en licence professionnelles, 11 étudiants en master

Mieux comprendre le comportement des modules photovoltaïques en fonctionnement réel

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Cellules tandem a base d'InGaN, sur ZnO, sur Si : Concept, etat de l'art et simulations

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New four-stage classification method for Fault Detection and Diagnosis applied to photovoltaic power plants

International audienceThere is an increasing interest both in academic or industry for health monitoring of photovoltaic (PV) power plants. The main reasons are safety issues and the loss of income due to faults or failures. In a PV power plant, on the DC side, the fault can affect a single cell, a module or a string. The fault effect or signature can be detectable or not, depending on the available information, the fault severity and the fault diagnosis method. From the abundant literature, there is a diversity of approaches based on different input data (array I-V characteristic , array or string maximum power point, module level power point, infrared images, etc.. .), different techniques (image processing, neural network, etc.. .) depending on fault types (mismatch, short-circuit, open-circuit, etc.. .). From the application point of view, it is not obvious to identify what would be the most efficient method to implement a condition-based maintenance that is now recognised as the most cost effective method. Therefore, we propose in this work from the analysis of the publications in 2017 to classify the fault detection and diagnosis methods through a framework defined in 4 steps: modelling, pre-processing, features extraction and features analysis

Outdoor characterization of amorphous silicon based photovoltaic modules: comparison of five different module structure

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Performance of PV array configurations under dynamic partial shadings

The partial shading effect (PSE) is responsible for most power losses in a photovoltaic (PV) system. By modifying the interconnections between PV modules, called PV array reconfiguration, it is possible to improve the power output under partial shading conditions (PSCs). Compared to research on static PSCs, the impact of dynamic PSCs on PV arrays is rarely mentioned, although it deserves to be studied. This paper studies the dynamic PSE on four traditional PV configurations and two reconfiguration techniques based on a 5 × 5 PV array. The four traditional PV configurations are Series-Parallel (SP), Bridge-Link, Honey-Comb, and Total-Cross-Tied (TCT). The two reconfiguration techniques are SuDoKu (SDK) representing Physical Array Reconfiguration (PAR) and Electrical Array Reconfiguration (EAR). The dynamic PSCs are simplified to three types based on the varying orientation: horizontal, vertical, and diagonal. Simulations are carried out with Matlab & Simulink. The performance comparison for the four traditional PV array and two reconfiguration techniques is based on daily energy losses. The results show that four traditional PV configurations techniques, in all PSCs' scenarios, EAR has the most stable performance and the lowest energy losses. The energy losses of SP connection are the largest in all PSCs cases. Although their performance varies depending on the partial shading case, Total-Cross-Tied and SudoDKu lead to the lowest energy losses