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Modélisation numérique du couplage thermique photoélectrique pour des modules photovoltaïques sous faible concentration

Thèse de Marko PAVLOV, doctorant de l'équipe TSF - 25 octobre 2016 au Limsi

La faible exploitation de l'irradiation inter-rangée limite la production des modules photovoltaïques (PV). Le projet « Aleph » explore l'intérêt d'ajouter des réflecteurs plans entre les rangées pour augmenter la production, et dégage des règles claires permettant l'optimisation géométrique de l'ensemble. Ce travail présente une modélisation multiphysique du système, des simulations numériques de son comportement, et la comparaison avec des données expérimentales. Deux technologies de module PV sont considérées : silicium amorphe (a-Si) et silicium polycristallin (p-Si). Les mesures montrent des gains énergétiques importants grâce aux réflecteurs. Les gains sont plus importants pour les modules a-Si que p-Si. La modélisation associe un modèle optique de lancers de rayons par méthode Monté-Carlo sous EDStaR, un modèle photoélectrique sous SPICE, et un modèle thermique empirique. Le modèle complet est calibré avec des données expérimentales en utilisant un algorithme évolutif. Une fois calibré, le modèle démontre une bonne performance en simulant la puissance générée par les modules en fonction des données atmosphériques et radiatives.

Jury

  • Philippe BLANC, Directeur de Recherche, MINES ParisTech, Rapporteur
  • Daniel LINCOT, Directeur de Recherche, Chimie ParisTech, Rapporteur
  • Pere ROCA i  CABARROCAS, Directeur de Recherche, École Polytechnique, Examinateur
  • Radovan KOPECEK, Deputy Chairman, ISC Konstanz, Allemagne, Examinateur
  • Anne MIGAN-DUBOIS, Maître de Conférences, UPMC, Encadrante
  • Michel PONS, Directeur de Recherche, CNRS, Directeur de thèse

Publications

article

  • Marko Pavlov, Anne Migan-Dubois, Vincent Bourdin, Michel Pons, Martial Haeffelin, Jordi Badosa, Experimental and Numerical Study of the Influence of String Mismatch on the Yield of PV Modules Augmented By Static Planar Reflectors (2015) , doi : 10.1109/JPHOTOV.2015.2478057, see online

communications

  • Marko Pavlov, Anne Migan, Vincent Bourdin, Michel Pons, Martial Haeffelin, Jordi Badosa, Experiment and modelling of photovoltaic modules under solar flux augmented by planar reflectors in a Paris suburb climate (2015)
  • Marko Pavlov, Anne Migan-Dubois, Vincent Bourdin, Michel Pons, Jordi Badosa, Martial Haeffelin, A Study of the Impact of Climate on the Optimal Geometry of a LCPV System (2015)
  • Anne Migan-Dubois, Thomas Mambrini, Jordi Badosa, Martial Haeffelin, Joaquim Nassar, Marko Pavlov, Vincent Bourdin, Multi-technology photovoltaic module test bench on the SIRTA meteorological and climate observatory (2015)
  • Marko Pavlov, Anne Migan, Vincent Bourdin, Michel Pons, Martial Haeffelin, Jordi Badosa, Experimental and numerical study of the influence of string mismatch on the yield of PV modules augmented by static planar reflectors (2015)
  • Marko Pavlov, Anne Migan-Dubois, Vincent Bourdin, Michel Pons, Jordi Badosa, Martial Haeffelin, Modélisation du « string mismatch » dans les installations PV équipées de réflecteurs (2015)
  • Marko Pavlov, Anne Migan-Dubois, Vincent Bourdin, Michel Pons, Martial Haeffelin, Jordi Badosa, Modèle intégré d'un système photovoltaïque sous faible concentration (2015)
  • Jordi Badosa, Joaquim Nassar, Anne Migan-Dubois, Vincent Bourdin, Marko Pavlov, Thomas Mambrini, Martial Haeffelin, Banc de caractérisations avancées de modules photovoltaïques de différentes technologies installé à l'observatoire atmosphérique du SIRTA (2015)
  • Anne Migan-Dubois, Jordi Badosa, F. Lapouge, Joaquim Nassar, Thomas Mambrini, Marko Pavlov, Vincent Bourdin, Synthèse des activités photovoltaïques au SIRTA (2015)
  • Jordi Badosa, Vincent Bourdin, Chun-Yi Chia, Yi Hong, Alexandre Jaffre, Anne Migan-Dubois, Joaquim Nassar, Marko Pavlov, Michel Pons, Mesures et modélisation du comportement de panneaux photovoltaïques en environnement réel (2015)
  • Vincent Bourdin, Marko Pavlov, Michel Pons, Anne Migan, Thomas Mambrini, Jordi Badosa, Gwennaelle Le Bars, Martial Haeffelin, Joaquim Nassar, Amélioration de la production photovoltaïque par l'emploi de miroirs plans (2014)
  • Marko Pavlov, Vincent Bourdin, Michel Pons, Anne Migan, Thomas Mambrini, Martial Haeffelin, Jordi Badosa, Modélisation numérique du couplage thermique photoélectrique pour des modules photovoltaïques sous faible concentration (2014)

 

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