Les modules sont constitués de cellules photovoltaïques. Ce sont les cellules photovoltaïques qui convertissent l’énergie radiative solaire en énergie électrique. Cette conversion est effectuée avec un rendement qui est compris entre 5 % et 19 % suivant la technologie.

Technologie	Rendement
SILICIUM MONOCRISTALLIN A HAUT RENDEMENT	Entre 20 % et 22 %
SILICIUM MONOCRISTALLIN	Entre 17 % et 20 %
SILICIUM POLYCRISTALLIN	Entre 15 % et 17 %
SILICIUM AMORPHE MULTICOUCHE	Entre 8 % et 13 %
SILICIUM AMORPHE MONOCOUCHE	Entre 4 % et 6 %

Un module étant constitué de plusieurs cellules connectées en série (ou plus rarement en parallèle), le rendement des modules se trouve quelque peu amoindri de 2 à 3 points par rapport au rendement des cellules.

Rendement théorique des modules

Le rendement indiqué sur les fiches techniques des modules est le rendement dans les Conditions Standard de Test (niveau de rayonnement P_i=1000 W/m², Température de cellule 25°C, AM=1.5).

Dans ces conditions STC, la puissance électrique fournie par le module est tout simplement la puissance crête (indiquée sur la fiche technique). Quant à la puissance radiative, elle est égale à 1000 W/m² multipliée par la surface du module (indiquée aussi sur la fiche technique).

Ainsi :

Prenons par exemple un module photovoltaïque de puissance crête 240 W_c dont la fiche technique nous donne les informations suivantes :



D’après la fiche technique, le rendement du module est η_module,STC=14.8 %. Il s’agit du rendement du module dans les conditions STC (niveau d’éclairement P_i=1000 W/m², Température de cellule 25°C, AM=1.5). La valeur de ce rendement peut se retrouver en utilisant le formule précédente avec P_c=240 W, P_i = 1000 W/m² et S_module=1.64×0.99=1.62 m².

Rendement réel des modules photovoltaïques

En pratique, les modules photovoltaïques ne se trouvent pas dans les conditions STC, notamment au niveau de la température des cellules. En effet, en condition normale d’utilisation, la température des cellules n’est pas de 25°C, mais plutôt de l’ordre de 50 °C. Cela dépend du niveau de ventilation :

	Modules peu ventilés	Modules ventilés	Modules bien ventilés
Température des cellules	55°C	50°C	45°C

Nous savons que la puissance d’une cellule (et par extension, d’un module) diminue lorsque sa température augmente. Cette diminution de la puissance en fonction de la température se quantifie grâce au coefficient de température de la puissance K_T(P).

D’après la fiche technique ci-dessous, K_T(P)=-0.41 %/°C.



Cela signifie que la puissance diminue de 0.984 W (0.41% × 240 = 0.984 W) lorsque la température des cellules augmente de 1°C.

Par conséquent, lorsque la température des cellules est 50°C (c’est-à-dire une augmentation de 25 °C par rapport aux conditions STC), la puissance du module a chuté de 0.984 × 25 =24.6 W. En d’autres termes, la puissance maximale du module dans les conditions de fonctionnement est P_50°C=215.4 W (au lieu de 240 W dans les conditions STC).

Calculons à présent le rendement du module dans ces conditions :

On constate que le rendement réel des modules est de 13.27 % au lieu de 14.8 % (rendement dans les conditions STC).

La température des cellules joue donc un rôle important dans la performance de l’installation photovoltaïque. Une bonne ventilation de la toiture photovoltaïque est donc essentielle afin de garantir une bonne qualité l’installation.

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