Des chercheurs dirigés par des scientifiques de l’Université du Sud-Est, en Chine, ont mis au point un système autonome associant un générateur photovoltaïque et thermoélectrique (PV-TEG), conçu pour détecter les points chauds des panneaux solaires, gérer la chaleur localisée et transmettre sans fil les données de surveillance. Le système utilise un réseau de quatre générateurs thermoélectriques (TEG), qui produisent de l’électricité à partir des différences de température et fournissent également des signaux permettant de localiser les anomalies thermiques.

Les chercheurs ont d’abord modélisé une surface photovoltaïque de 500 mm sur 500 mm équipée de quatre TEG et d’un dissipateur thermique en aluminium. Dans les simulations, différentes positions des points chauds ont produit des profils de tension distincts sur les dispositifs, que l’équipe a utilisés pour reporter les anomalies sur des coordonnées bidimensionnelles. Les baisses locales de température simulées allaient de 8,15 K à 12,40 K.

L’équipe a également testé le système en extérieur sur un champ de panneaux solaires installé sur le toit d’un établissement de télécommunications à Taizhou, dans l’est de la Chine. Afin d’évaluer la précision de détection, elle a créé des perturbations thermiques à trois endroits à l’aide de ruban adhésif noir, mesuré les réponses de tension des TEG et comparé les positions reconstituées aux images infrarouges.

Lors des essais en extérieur, le système a localisé les points chauds avec une erreur d’environ 9,93 mm. Au point de mesure, il a réduit la température de surface photovoltaïque de jusqu’à 7,7 °C, avec une baisse moyenne de 5,4 °C dans la région surveillée.

L’électronique de surveillance a fonctionné sans alimentation externe, au moyen d’un supercondensateur qui déclenchait le fonctionnement à 4,0 V et s’arrêtait à 2,8 V pour se recharger. Au cours d’un essai diurne de 10 heures, le système a effectué environ 45 transmissions sans fil.

Les chercheurs indiquent qu’ils prévoient d’étudier les performances du système en présence de points chauds induits électriquement et dans des conditions extérieures plus complexes. Ces travaux, menés par des scientifiques de l’Université du Sud-Est et de l’Université de technologie de Sydney, ont été publiés dans Applied Thermal Engineering sous le titre « A self-powered PV-TEG system for integrated hotspot monitoring and local thermal management based on thermoelectric voltage response ».

Sources: pv magazine.