Les clés pour garantir la qualité et la sécurité des modules

Processus de fabrication

Auparavant, les modules photovoltaïques n'étaient pas fabriqués selon des normes aussi strictes qu'aujourd'hui. Souvent, le processus de fabrication se terminait par l'installation du cadre. Le fabricant négligeait le boîtier de jonction, les câbles et les connecteurs, ces derniers étant ajoutés ultérieurement.

Au bout de quelques années, l'exposition aux intempéries révélaient que les modules présentaient une multitude de défauts, tels que points chauds, délamination, corrosion et autres défauts, qui altéraient leur fonctionnement. Les éléments ajoutés ultérieurement ne garantissant pas l'étanchéité du module, ces modules ont parfois provoqué des incendies. En outre, l'eau, l'air et les particules qui pénétraient dans les modules étaient à l’origine de dommages irréparables. Au cours des 30 dernières années, les fabricants ont tiré les leçons des défauts apparus en raison de l'exposition aux intempéries et ont optimisé leurs matériaux et leurs méthodes ; aujourd'hui, le module photovoltaïque est un produit résultant d'un processus de production et d'assemblage sophistiqué.

Fabrication et assemblage

Sur la base de la matrice cellulaire abritant les cellules photovoltaïques soudées entre elles, on ajoute deux couches d'EVA , la feuille arrière et le verre avant, ce qui donne la rigidité nécessaire au module avec le cadre en aluminium. Durant ce processus, toutes les impuretés sont éliminées, l'air et l'humidité sont extraits et l'assemblage est scellé à l’aide de silicone.

Le boîtier de jonction, les câbles et les connecteurs sont ensuite ajoutés sur la partie arrière. Pour assurer l'étanchéité du module, l’union entre le boîtier de jonction et le module est également scellée à l’aide de silicone. La soudure exigeant une grande précision, il s'agit d'une opération délicate. Le courant du module étant conduit par le biais des boîtiers de jonction, la qualité de ce processus s’avère fondamentale. Les moindres défauts peuvent avoir des conséquences désastreuses. Sur le terrain, la mauvaise qualité des soudures est souvent l'une des sources les plus fréquentes de pannes et d'endommagement. Afin de produire de l’électricité, un module photovoltaïque doit sortir l'usine au complet, préparé pour résister à 25 années et plus sans aucun problème, ainsi qu’à toutes sortes d'impacts climatiques, outre le rayonnement solaire direct.

Normes CEI

Outre le processus de fabrication, propre à chaque fabricant, les normes internationales visent à garantir la qualité et la sécurité des modules photovoltaïques. Pour leur utilisation en Europe, les normes CEI sont particulièrement importantes. En Amérique, et plus particulièrement au Mexique, ce sont les normes UL qui priment, bien que les normes CEI soient également importantes. Les deux certifications tentent d'harmoniser les standards et il est courant qu'une norme UL ait son équivalent dans la certification CEI, comme on peut le voir par exemple pour les normes que nous allons mentionner, CEI 61215 et CEI 61730.

La Commission électrotechnique internationale (CEI), un organisme indépendant et multinational, a élaboré de nombreuses normes et standards. Pour les modules photovoltaïques, les plus importants sont la norme CEI 61215 concernant l'homologation des modules photovoltaïques et la norme CEI 61730 liée à la sécurité du fonctionnement. En outre, la CEI publiera prochainement la mise à jour d'une norme propre aux boîtiers de jonction, la norme CEI 62790, qui définit les essais que ces derniers doivent passer avec succès, ce qui souligne l'importance de ce composant.

Chaque module qui ne répond pas à ces normes constitue un risque potentiel pour l'installation photovoltaïque. C'est pourquoi de nombreux législateurs exigent que les modules photovoltaïques installés sur leur territoire répondent à ces normes. Pour effecteur les essais, le fabricant envoie à un laboratoire indépendant des échantillons sélectionnés au hasard. Ce laboratoire effectue des essais définis dans les normes CEI, afin de vérifier la qualité du module ou du composant photovoltaïque et sa capacité à fonctionner sans panne pendant une période aussi longue. Dans le cas des modules, après la réalisation du test, la puissance réelle est mesurée pour vérifier que le test ne les a pas endommagés.

Tests de sécurité

Au cours des tests, les modules sont bombardés de boules de neige, exposés à des chaleurs et des froids extrêmes ou recouverts de flammes, comme le montre l'image ci-dessous.

Un autre exemple est le test MST 17, qui vérifie l'étanchéité des modules aux courants de fuite, très dangereux pour la sécurité de l'installation, car ils peuvent provoquer des chocs électriques et mettre en danger la vie des professionnels, en particulier lors de la maintenance.

Comme le montre l'image, l'ensemble du module photovoltaïque, y compris la boîte de jonction, les câbles et les connecteurs, est immergé dans l'eau, une tension est appliquée et les écarts éventuels sont mesurés. Seuls les modules étanches passent ces tests.

Conclusion

Pour que le module photovoltaïque puisse fonctionner sur une longue période sans aucun problème, son intégrité doit être garantie dès le départ. Cela signifie que le fabricant doit produire des modules photovoltaïques formant un assemblage de cellules, d'EVA, de feuille arrière, de cadre, de boîtier de jonction et d'autres éléments complètement étanche. Ce n'est qu'ainsi que le module peut fonctionner en toute sécurité et au maximum de ses performances pendant toute sa durée de vie. Le non-respect de ces exigences met en péril la rentabilité de l’installation et la santé des personnes et doit être strictement évité.