FR3095093A3 - Repair process for photovoltaic panels - Google Patents
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Abstract
Procédé de réparation de panneaux photovoltaïques La présente invention concerne un procédé de réparation d’un panneau photovoltaïque comprenant une couche d’encapsulation transparente correspondant à une couche externe du panneau photovoltaïque, ledit procédé comprenant une étape d’application d’un vernis polymérique sur une zone de la couche d’encapsulation nécessitant une réparation, ledit vernis polymérique étant transparent et résistant aux rayonnements ultra-violets. Figure pour l’abrégé : Fig. 2The present invention relates to a method of repairing a photovoltaic panel comprising a transparent encapsulation layer corresponding to an outer layer of the photovoltaic panel, said method comprising a step of applying a polymeric varnish to a area of the encapsulation layer requiring repair, said polymeric varnish being transparent and resistant to ultraviolet radiation. Figure for the abstract: Fig. 2
Description
Afin de faciliter leur implantation, des panneaux photovoltaïques flexibles ont été développés. Ces panneaux flexibles sont dépourvus d’une plaque rigide, comme une plaque de verre, ce qui leur permet de pouvoir s’adapter à la forme d’un support non plan. De plus, l’absence d’une telle plaque rigide permet de réduire le poids du panneau photovoltaïque ce qui simplifie son transport et son installation.In order to facilitate their installation, flexible photovoltaic panels have been developed. These flexible panels do not have a rigid plate, such as a glass plate, which allows them to be able to adapt to the shape of a non-planar support. In addition, the absence of such a rigid plate makes it possible to reduce the weight of the photovoltaic panel, which simplifies its transport and installation.
Cependant, l’absence d’une plaque rigide rend le panneau photovoltaïque plus fragile car la couche d’encapsulation, par exemple une couche polymérique devient la couche externe du panneau photovoltaïque de sorte que le panneau photovoltaïque peut subir des dégradations ou accrocs lors de son transport ou de son installation.However, the absence of a rigid plate makes the photovoltaic panel more fragile because the encapsulation layer, for example a polymeric layer becomes the outer layer of the photovoltaic panel so that the photovoltaic panel can suffer damage or tears during its transportation or installation.
Or, de telles dégradations de la couche externe polymérique peuvent conduire à une perte des propriétés diélectriques du panneau photovoltaïque et notamment à un échec à l’essai du courant de fuite en milieu humide (selon la norme CEI 61215) de sorte que ces panneaux photovoltaïques endommagés doivent être mis au rebut, ce qui constitue des pertes financières importantes pour les fabricants, ou alors remplacés lorsqu’ils sont intégrés à une installation solaire, ce qui constitue une perte de productivité et donc des pertes financières pour les exploitants de telles installations.However, such degradation of the outer polymeric layer can lead to a loss of the dielectric properties of the photovoltaic panel and in particular to a failure of the leakage current test in a humid environment (according to standard IEC 61215) so that these photovoltaic panels damaged must be scrapped, which constitutes significant financial losses for the manufacturers, or else replaced when they are integrated into a solar installation, which constitutes a loss of productivity and therefore financial losses for the operators of such installations.
La présente invention vise donc à fournir une solution permettant de limiter le nombre de panneaux photovoltaïques mis au rebut, notamment les panneaux photovoltaïques dont la couche externe est une couche polymérique tels que les panneaux photovoltaïques flexibles ou les panneaux rigides bifaciaux (dans ce cas, la face avant comprend une plaque de verre mais la face arrière transparente est parfois dépourvue d’une telle plaque de verre).The present invention therefore aims to provide a solution making it possible to limit the number of photovoltaic panels discarded, in particular photovoltaic panels whose outer layer is a polymeric layer such as flexible photovoltaic panels or bifacial rigid panels (in this case, the front face includes a glass plate but the transparent rear face is sometimes devoid of such a glass plate).
La présente invention vise également à limiter le remplacement de panneaux photovoltaïques défectueux dans une installation solaire.The present invention also aims to limit the replacement of defective photovoltaic panels in a solar installation.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif et des dessins annexés parmi lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and non-limiting example, and the appended drawings, among which:
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.In these figures, identical elements bear the same references.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference is to the same embodiment or that the features apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined or interchanged to provide other embodiments.
Dans la description suivante, on entend par « couche frontale », la surface du laminât flexible exposée en premier aux rayons solaires à l’état installé du laminât flexible. De même, on entend par « couche arrière » dans la description suivante, la couche opposée à la couche frontale, c’est-à-dire la surface qui est impactée en dernier par les rayons solaires lors de leur passage à travers le laminât à l’état installé du laminât.In the following description, the term "front layer" means the surface of the flexible laminate first exposed to the sun's rays in the installed state of the flexible laminate. Similarly, the term "rear layer" in the following description means the layer opposite the front layer, that is to say the surface which is last impacted by the sun's rays during their passage through the laminate at the installed state of the laminate.
Ensuite, on entend par « transparent » dans la description suivante, un matériau, de préférence incolore, à travers lequel la lumière peut passer avec une absorption d’intensité maximum de 10% pour les longueurs d’ondes comprises en particulier entre 280 nm et 1300 nm.Then, the term "transparent" in the following description means a material, preferably colorless, through which light can pass with a maximum intensity absorption of 10% for wavelengths comprised in particular between 280 nm and 1300nm.
De plus, on entend dans la description suivante par « flexible » un élément qui, lors de l’application d’un certain rayon de courbure, ne perd pas son intégrité physique ou ses performances électriques.In addition, in the following description, “flexible” means an element which, when applying a certain radius of curvature, does not lose its physical integrity or its electrical performance.
On entend également par « résistant aux rayonnements ultra-violet ou résistant aux UVs » un matériau dont les caractéristiques mécaniques et optiques sont peu ou pas altérées au cours du temps lorsque soumis à un rayonnement ultra-violet.The term “resistant to ultraviolet radiation or resistant to UVs” also means a material whose mechanical and optical characteristics are little or not altered over time when subjected to ultraviolet radiation.
La présente invention concerne un procédé de réparation d’un panneau photovoltaïque. Le panneau photovoltaïque est par exemple réalisé par un laminât flexible comprenant une pluralité de couches flexibles.The present invention relates to a method for repairing a photovoltaic panel. The photovoltaic panel is for example produced by a flexible laminate comprising a plurality of flexible layers.
En référence aux figures 1 et 2, il est représenté un laminât flexible 1 de cellules photovoltaïques 3. Le laminât flexible 1 comprend au moins une couche de cellules photovoltaïques 3 connectées entre elles, et une couche frontale 5 et une couche arrière 7 d’encapsulation de la couche de cellules photovoltaïques 3. Les couches frontale 5 et arrière 7 d’encapsulation prenant la couche de cellules photovoltaïques 3 en sandwich (visible sur les figures 2 et 3) afin de protéger les cellules photovoltaïques 3 notamment d’agressions extérieures et également de maintenir ces cellules photovoltaïques 3 les unes avec les autres. Les couches d’encapsulation s’étendent latéralement au-delà des cellules photovoltaïques de manière à les encapsuler. A l’état installé du laminât flexible 1, les rayons lumineux pénètrent d’abord par la couche frontale d’encapsulation 5 et, lorsqu’ils ne sont pas captés par la couche de cellules photovoltaïques 3 sortent par la couche arrière d’encapsulation 7. Ainsi, au moins la couche frontale d’encapsulation 5 est transparente afin de permettre aux rayons solaires d’atteindre la couche de cellules photovoltaïques 3 pour permettre la conversion de leur énergie photovoltaïque en énergie électrique. De plus, ce laminât flexible 1 peut par exemple être obtenu par un procédé de lamination classique, c’est-à-dire par élévation de la température d’un empilement des différentes couches formant ce laminât flexible 1 puis par pression sur cet empilement pendant une durée déterminée sous vide ou sous atmosphère inerte par exemple. Par ailleurs, la flexibilité du laminât est obtenue grâce aux matériaux constitutifs des différentes couches composant le laminât flexible. L’utilisation d’un tel laminât flexible 1, et notamment sa flexibilité, permet de faciliter son transport et son installation. De plus, la flexibilité de ce laminât permet également son adaptation à différents supports, y compris les supports incurvés. Les couches d’encapsulation 5 et 7 comprennent par exemple une résine d’encapsulation 4. Plus particulièrement, la résine d’encapsulation peut être choisie parmi les résines éthyl-vinylacétate (EVA), les résines époxy, ou encore les résines polyoléfines linéaires ou ramifiées. Selon un mode de réalisation particulier, la résine d’encapsulation utilisée au moins pour la couche frontale d’encapsulation 5 est une résine polyoléfine. L’utilisation d’une résine polyoléfine, au moins pour la couche frontale d’encapsulation 5, permet de prévenir le jaunissement de cette dernière lié au rayonnement ultra-violet. En effet, les résines polyoléfines ne subissent pas de jaunissement lors de leur exposition aux rayonnements ultra-violets. D’autre part, les polyoléfines sont hydrophobes et présentent une grande inertie aux solvants, aux acides et aux bases, ce qui permet une bonne protection des cellules photovoltaïques 3 encapsulées et contribue à l’intégrité du laminât 1 même lorsque celui-ci est exposé à des conditions agressives, comme par exemple lorsqu’il est installé dans des zones où l’atmosphère est corrosive.Referring to Figures 1 and 2, there is shown a flexible laminate 1 of photovoltaic cells 3. The flexible laminate 1 comprises at least one layer of photovoltaic cells 3 connected together, and a front layer 5 and a rear layer 7 encapsulation of the layer of photovoltaic cells 3. The front 5 and rear 7 encapsulation layers sandwiching the photovoltaic cell layer 3 (visible in FIGS. 2 and 3) in order to protect the photovoltaic cells 3 in particular from external attacks and also to maintain these photovoltaic cells 3 with each other. The encapsulation layers extend laterally beyond the photovoltaic cells so as to encapsulate them. In the installed state of the flexible laminate 1, the light rays first enter through the front encapsulation layer 5 and, when they are not captured by the layer of photovoltaic cells 3, exit through the rear encapsulation layer 7 Thus, at least the frontal encapsulation layer 5 is transparent in order to allow the solar rays to reach the layer of photovoltaic cells 3 to allow the conversion of their photovoltaic energy into electrical energy. In addition, this flexible laminate 1 can for example be obtained by a conventional lamination process, that is to say by raising the temperature of a stack of the different layers forming this flexible laminate 1 then by pressing on this stack for a determined period under vacuum or in an inert atmosphere, for example. Furthermore, the flexibility of the laminate is obtained thanks to the constituent materials of the various layers making up the flexible laminate. The use of such a flexible laminate 1, and in particular its flexibility, makes it easier to transport and install. In addition, the flexibility of this laminate also allows it to be adapted to different supports, including curved supports. The encapsulation layers 5 and 7 comprise for example an encapsulation resin 4. More particularly, the encapsulation resin can be chosen from ethyl-vinylacetate (EVA) resins, epoxy resins, or even linear or branched polyolefin resins. According to a particular embodiment, the encapsulation resin used at least for the front encapsulation layer 5 is a polyolefin resin. The use of a polyolefin resin, at least for the front encapsulation layer 5, makes it possible to prevent yellowing of the latter due to ultraviolet radiation. In fact, polyolefin resins do not undergo yellowing when exposed to ultraviolet radiation. On the other hand, polyolefins are hydrophobic and have great inertia to solvents, acids and bases, which allows good protection of the encapsulated photovoltaic cells 3 and contributes to the integrity of the laminate 1 even when the latter is exposed. to aggressive conditions, such as when installed in areas with a corrosive atmosphere.
Comme représenté sur la figure 3, au moins une des couches frontale 5 et/ou arrière 7 d’encapsulation peut également comprendre au moins une couche transparente de vernis 9 à base polymérique. La couche transparente de vernis 9 est déposée à l’extérieur du laminât flexible 1, c’est-à-dire de manière à être la première au contact des agressions extérieures. Ainsi, la couche transparente de vernis 9 est configurée pour assurer une protection du laminât flexible 1 et en particulier contre les dégradations liées aux rayonnements ultraviolets ou à l’humidité qui peuvent entraîner un jaunissement au moins de la couche frontale 5 qui peut nuire au bon fonctionnement du panneau photovoltaïque, ou encore aux impacts ou aux rayures qui peuvent nuire à l’intégrité des cellules photovoltaïques 3 ou de la couche frontale d’encapsulation 5 par exemple. En effet, la présence de cette couche transparente de vernis 9 permet de préserver l’intégrité physique du laminât flexible 1 dans le temps.As represented in FIG. 3, at least one of the front 5 and/or rear 7 encapsulation layers may also comprise at least one transparent layer of polymer-based varnish 9. The transparent layer of varnish 9 is deposited on the outside of the flexible laminate 1, that is to say so as to be the first in contact with external attacks. Thus, the transparent layer of varnish 9 is configured to ensure protection of the flexible laminate 1 and in particular against damage linked to ultraviolet radiation or humidity which can cause yellowing at least of the front layer 5 which can harm the good operation of the photovoltaic panel, or else to impacts or scratches which can harm the integrity of the photovoltaic cells 3 or of the front encapsulation layer 5 for example. Indeed, the presence of this transparent layer of varnish 9 makes it possible to preserve the physical integrity of the flexible laminate 1 over time.
L’au moins une couche transparente de vernis 9 est constituée par un vernis à base polymérique choisi parmi les vernis de type polyuréthane, les vernis de type acrylique, les vernis de type polyester, les vernis de type silicone, ou encore les vernis de type époxy. L’utilisation de tels vernis permet de garantir une bonne compatibilité de celui-ci avec les matériaux formant notamment les couches frontale 5 et arrière 7 d’encapsulation. Cela permet entre autre d’assurer une bonne résistance du laminât flexible 1 aux différents mécanismes de dégradations énoncés précédemment. De plus, de tels vernis présentent une bonne résistance aux agressions chimiques, et notamment acides.The at least one transparent layer of varnish 9 consists of a polymer-based varnish chosen from varnishes of the polyurethane type, varnishes of the acrylic type, varnishes of the polyester type, varnishes of the silicone type, or even varnishes of the epoxy. The use of such varnishes makes it possible to guarantee good compatibility of the latter with the materials forming in particular the front 5 and rear 7 encapsulation layers. This makes it possible, among other things, to ensure good resistance of the flexible laminate 1 to the various degradation mechanisms set out above. In addition, such varnishes have good resistance to chemical attacks, and in particular acids.
Par ailleurs, selon différentes variantes, le vernis peut comprendre au moins un additif auto-extinguible, comme par exemple de l’hexabromocyclododécane, afin de présenter des propriétés ignifuges. D’autre part, le vernis peut comprendre au moins un additif permettant d’améliorer la diffusion de la lumière. Selon encore une autre variante, le vernis peut comprendre au moins un additif permettant de convertir des photons de certaines gammes spectrales vers les gammes spectrales de conversion des cellules photovoltaïques 3, c’est-à-dire permettant une conversion « up » ou « down ». Dans le cas d’une conversion « up », deux photons d’une énergie assez faible sont combinés ensembles afin de former un photon d’énergie suffisante pour assurer le fonctionnement du panneau photovoltaïque. Une telle conversion « up » se produit donc pour les rayonnements infra-rouges arrivant sur le laminât flexible 1. Par ailleurs, de tels additifs permettant une conversion « up » peuvent par exemple être choisis parmi des ions terre rare dopés, des oxydes de terre rares dopés, ou encore des fluorures de terre rares dopés. D’autre part, dans le cas d’une conversion « down », un photon riche en énergie est séparé en deux photons de plus faible énergie afin d’assurer le fonctionnement du panneau photovoltaïque. Une telle conversion « down » se produit donc pour les rayonnements ultraviolets. Selon encore une autre variante, le vernis peut comprendre au moins un additif absorbant ou réfléchissant les rayonnements ultraviolets présentant une longueur d’onde inférieure à 400 nm, comme par exemple des benzophénones, des benzotriazoles, ou encore des photostabilisants aminés à encombrement stérique également connus sous l’acronyme HALS (pour l’abréviation anglaise de Hindered Amine Light Stabilizer), comme par exemple du PEDA ou d’autres dérivés amine ou amino-éther de 2,2,6,6-tétraméthylpipéridine. L’utilisation d’un tel revêtement permet de prévenir la délamination des différentes couches composant le laminât flexible 1 et éventuellement la dégradation de certains composants du laminât flexible 1 à cause de l’énergie des rayonnements ultraviolets. De plus, l’absorption de ces rayonnements n’a pas un impact important sur les rendements de conversion du laminât flexible 1 car les longueurs d’ondes de ces rayonnements sont en dehors des gammes spectrales de conversion des cellules photovoltaïques 3. D’autre part, lorsque le vernis est destiné à être déposé sur la couche arrière d’encapsulation 7, celui-ci peut comprendre un additif tel que des pigments pour apporter une couleur au module photovoltaïque par réflexion ou par transmission.Furthermore, according to different variants, the varnish may comprise at least one self-extinguishing additive, such as for example hexabromocyclododecane, in order to have flame-retardant properties. On the other hand, the varnish can comprise at least one additive making it possible to improve the diffusion of light. According to yet another variant, the varnish may comprise at least one additive making it possible to convert photons of certain spectral ranges to the spectral conversion ranges of the photovoltaic cells 3, that is to say allowing an “up” or “down” conversion ". In the case of an “up” conversion, two photons of relatively low energy are combined together to form a photon of sufficient energy to ensure the operation of the photovoltaic panel. Such an “up” conversion therefore occurs for the infrared radiation arriving on the flexible laminate 1. Furthermore, such additives allowing an “up” conversion can for example be chosen from doped rare earth ions, earth oxides doped rare earth fluorides, or else doped rare earth fluorides. On the other hand, in the case of a "down" conversion, a photon rich in energy is separated into two photons of lower energy in order to ensure the operation of the photovoltaic panel. Such a "down" conversion therefore occurs for ultraviolet radiation. According to yet another variant, the varnish may comprise at least one additive which absorbs or reflects ultraviolet radiation having a wavelength of less than 400 nm, such as for example benzophenones, benzotriazoles, or alternatively hindered amine light stabilizers also known under the acronym HALS (for the English abbreviation of Hindered Amine Light Stabilizer), such as for example PEDA or other amine or amino-ether derivatives of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine. The use of such a coating makes it possible to prevent the delamination of the various layers making up the flexible laminate 1 and possibly the degradation of certain components of the flexible laminate 1 due to the energy of ultraviolet radiation. Moreover, the absorption of this radiation does not have a significant impact on the conversion yields of the flexible laminate 1 because the wavelengths of this radiation are outside the spectral conversion ranges of the photovoltaic cells 3. On the other hand hand, when the varnish is intended to be deposited on the rear encapsulation layer 7, it may comprise an additive such as pigments to provide color to the photovoltaic module by reflection or by transmission.
En référence à la figure 4, il est représenté le laminât flexible 1 selon un autre mode de réalisation particulier. Selon cet autre mode de réalisation particulier, le laminât flexible 1 comprend en outre une première 11 et une deuxième 13 couches intermédiaires disposées respectivement entre la couche frontale d’encapsulation 5 et la couche de cellules photovoltaïques 3 et entre la couche arrière d’encapsulation 7 et la couche de cellule photovoltaïques 3. Ces première 11 et deuxième 13 couches intermédiaires peuvent par exemple être constituées d’un tissu sec de fibres de verre sèches, c’est-à-dire ne présentant aucune résine d’encapsulation. L’ajout de telles couches peut par exemple permettre une meilleure diffraction de la lumière au niveau de la couche de cellules photovoltaïques 3 afin d’améliorer les rendements de production du laminât flexible 1 par exemple.Referring to Figure 4, there is shown the flexible laminate 1 according to another particular embodiment. According to this other particular embodiment, the flexible laminate 1 further comprises a first 11 and a second 13 intermediate layers arranged respectively between the front encapsulation layer 5 and the layer of photovoltaic cells 3 and between the rear encapsulation layer 7 and the layer of photovoltaic cells 3. These first 11 and second 13 intermediate layers can for example consist of a dry fabric of dry glass fibers, that is to say having no encapsulation resin. The addition of such layers can for example allow better diffraction of light at the level of the layer of photovoltaic cells 3 in order to improve the production yields of the flexible laminate 1 for example.
D’autre part, comme représenté en référence au mode de réalisation particulier de la figure 3, le laminât flexible 1 présente une unique couche transparente de vernis 9 disposée sur la surface de la couche frontale d’encapsulation 5. Selon une variante non représentée ici, le laminât flexible 1 peut présenter une couche transparente de vernis 9 disposée sur chaque couche frontale 5 et arrière 7 d’encapsulation. Par ailleurs, comme pour le mode de réalisation de la figure 2, le laminât flexible 1 peut présenter plus d’une couche transparente de vernis 9 sur l’une ou l’autre des couches d’encapsulation.On the other hand, as shown with reference to the particular embodiment of Figure 3, the flexible laminate 1 has a single transparent layer of varnish 9 placed on the surface of the front encapsulation layer 5. According to a variant not shown here , the flexible laminate 1 may have a transparent layer of varnish 9 disposed on each front 5 and rear 7 encapsulation layer. Furthermore, as for the embodiment of Figure 2, the flexible laminate 1 may have more than one transparent layer of varnish 9 on one or other of the encapsulation layers.
Selon une variante non représentée ici, la couche transparente de vernis 9 peut être déposée sur une seule face du laminât flexible 1 comportant une couche de cellules photovoltaïques 3 prise en sandwich entre la couche frontale 5 et la couche arrière 7 d’encapsulation, comme par exemple sur la couche frontale d’encapsulation 5.According to a variant not represented here, the transparent layer of varnish 9 can be deposited on a single face of the flexible laminate 1 comprising a layer of photovoltaic cells 3 sandwiched between the front layer 5 and the rear encapsulation layer 7, as by example on the front encapsulation layer 5.
De manière alternative à cette variante non-représentée, seule la couche arrière d’encapsulation 7 peut être recouverte de vernis, comme par exemple de vernis comportant des pigments.As an alternative to this variant not shown, only the rear encapsulation layer 7 can be covered with varnish, such as for example varnish comprising pigments.
Selon l’une ou l’autre de ces variantes non-représentées, le laminât flexible 1 peut comprendre en outre les première 11 et deuxième 13 couches intermédiaires.According to one or the other of these variants not shown, the flexible laminate 1 may also comprise the first 11 and second 13 intermediate layers.
Dans le cadre de la présente invention, le panneau photovoltaïque peut également être un panneau photovoltaïque rigide 1’ de type bi-facial comme représenté sur la figure 5. Le panneau photovoltaïque comprend alors une plaque rigide 15, notamment en verre, au niveau de sa surface frontale. La surface arrière transparente est par exemple réalisée par une couche d’encapsulation 7 qui peut comprendre ou non un vernis 9 sur sa face arrière. Le vernis 9 est par exemple un vernis polymérique tel que décrit précédemment.In the context of the present invention, the photovoltaic panel can also be a rigid photovoltaic panel 1' of the bifacial type as shown in FIG. 5. The photovoltaic panel then comprises a rigid plate 15, in particular made of glass, at its front surface. The transparent rear surface is for example produced by an encapsulation layer 7 which may or may not include a varnish 9 on its rear face. Varnish 9 is for example a polymeric varnish as described above.
En cas de dégradation d’une des couches externes du laminât flexible 1 ou de la face arrière d’un panneau photovoltaïque rigide bi-facial suite à des frottements ou des chocs trop importants par exemple, il est possible de procéder à une réparation de la partie endommagée par l’application d’un vernis qui peut être identique le cas échéant au vernis utilisé comme couche externe de protection du panneau photovoltaïque. La figure 8 représente un laminât flexible 1 comprenant une zone endommagée 17 correspondant à un enlèvement de matière localisé dans couche de résine d’encapsulation 4. Dans cet exemple, le laminât ne comprend pas de couche de vernis mais le procédé de réparation est identique dans le cas d’un laminât comprenant une ou plusieurs couches de vernis de protection 9 tel que décrit précédemment.In the event of degradation of one of the outer layers of the flexible laminate 1 or of the rear face of a bi-facial rigid photovoltaic panel following excessive friction or shocks, for example, it is possible to carry out a repair of the part damaged by the application of a varnish which may be identical, where appropriate, to the varnish used as the external protective layer of the photovoltaic panel. FIG. 8 represents a flexible laminate 1 comprising a damaged zone 17 corresponding to localized material removal in the encapsulation resin layer 4. In this example, the laminate does not comprise a layer of varnish but the repair process is identical in the case of a laminate comprising one or more layers of protective varnish 9 as described previously.
La figure 6 présente les différentes étapes du procédé selon la présente invention.Figure 6 shows the different steps of the method according to the present invention.
La première étape 101 est une étape préparatoire facultative de la zone endommagée du panneau photovoltaïque. Cette étape préparatoire vise à permettre une bonne adhésion du vernis sur la zone endommagée 17. Cette étape préparatoire peut être un nettoyage de la zone endommagée 17, par exemple à l’aide d’isopropanol mais peut également comprendre un ponçage de la zone endommagée à l’aide d’éléments abrasifs. L’étape préparatoire peut être une combinaison d’un ponçage et d’un nettoyage.The first step 101 is an optional preparatory step of the damaged area of the photovoltaic panel. This preparatory step aims to allow good adhesion of the varnish to the damaged area 17. This preparatory step may be cleaning the damaged area 17, for example using isopropanol, but may also include sanding the damaged area with using abrasive elements. The preparatory step can be a combination of sanding and cleaning.
La deuxième étape 102 concerne l’application d’un vernis polymérique transparent et résistant aux rayonnements ultra-violets au niveau de la zone endommagée 17. Le vernis est par exemple un vernis polyuréthane composé d’une base et d’un durcisseur qui sont mélangés dans une proportion prédéterminée avant l’application. Les proportions de base et de durcisseur peuvent varier en fonction de la viscosité voulue ou de la température ambiante. Le vernis polyuréthane est par exemple le vernis de finition polyuréthane acrylique bicomposant topcoat clear PU 360 UVR fabriqué par la société Map yachting.The second step 102 concerns the application of a transparent polymeric varnish resistant to ultraviolet radiation at the level of the damaged zone 17. The varnish is for example a polyurethane varnish composed of a base and a hardener which are mixed in a predetermined proportion before application. The proportions of base and hardener can vary according to the desired viscosity or the ambient temperature. The polyurethane varnish is, for example, the two-component acrylic polyurethane finishing varnish topcoat clear PU 360 UVR manufactured by the company Map Yachting.
L’application du vernis peut être réalisée par l’une des méthodes suivantes :
- à l’aide d’un pinceau ou d’une brosse,
- à l’aide d’une spatule,
- à l’aide d’une seringue,
- à l’aide d’un rouleau,
- par pulvérisation. La pulvérisation peut être de type pneumatique ou électrostatique ou sans air (« airless » en anglais).The application of the varnish can be carried out by one of the following methods:
- using a brush or brush,
- using a spatula,
- using a syringe,
- using a roller,
- by spraying. The spraying can be of the pneumatic or electrostatic type or without air (“airless” in English).
Pour l’ensemble de ces méthodes d’application, la couche de vernis appliquée a de préférence une épaisseur d’au moins 0,15 mm pour obtenir des propriétés diélectriques procurant une tension de claquage d’environ 6 kV avec un vernis ayant une rigidité diélectrique d’environ 50 kV/mm. En effet, l’application d’un vernis polymérique pour réparer un panneau photovoltaïque permet notamment de retrouver au moins une partie des capacités diélectriques perdues du fait de l’endommagement et notamment de limiter le courant de fuite en milieu humide qui constitue un test de sécurité pour les panneaux photovoltaïques.For all of these application methods, the layer of varnish applied preferably has a thickness of at least 0.15 mm to obtain dielectric properties providing a breakdown voltage of approximately 6 kV with a varnish having a rigidity dielectric of approximately 50 kV/mm. Indeed, the application of a polymeric varnish to repair a photovoltaic panel makes it possible in particular to recover at least part of the dielectric capacities lost due to the damage and in particular to limit the leakage current in a humid environment which constitutes a test of safety for photovoltaic panels.
La troisième étape 103 concerne une étape du séchage du vernis polymérique. Cette étape de séchage est d’une durée comprise entre 1 et 24h. Cette étape de séchage peut comprendre l’application d’un chauffage pour réduire le temps de séchage. L’application de chauffage est par exemple réalisée par un dispositif de ventilation d’air chaud.The third step 103 relates to a step of drying the polymer varnish. This drying step lasts between 1 and 24 hours. This drying step may include the application of heat to reduce the drying time. The heating application is for example carried out by a hot air ventilation device.
La quatrième étape 104 est une étape alternative à l’étape 103 et concerne l’application d’un rayonnement UV sur le vernis polymérique pour provoquer son durcissement. L’application est par exemple réalisée par une lampe à UV.The fourth step 104 is an alternative step to step 103 and relates to the application of UV radiation to the polymer varnish to cause it to harden. The application is for example carried out by a UV lamp.
La cinquième étape 105 est une étape facultative qui est simultanée à l’étape 103 ou à l’étape 104 et qui concerne la protection du vernis appliquée des agressions extérieures. Cette protection est par exemple réalisée par l’application d’un film protecteur ou d’une bâche de protection pour recouvrir au moins la partie du panneau photovoltaïque comprenant la zone où le vernis polymérique a été appliqué.The fifth step 105 is an optional step which is simultaneous with step 103 or with step 104 and which concerns the protection of the applied varnish from external attacks. This protection is for example achieved by the application of a protective film or a protective tarpaulin to cover at least the part of the photovoltaic panel comprising the zone where the polymeric varnish has been applied.
Selon un mode de réalisation alternatif représenté sur la figure 7, le procédé de réparation peut comprendre plusieurs étapes d’application du vernis 102 et de séchage 103 ou d’application de rayonnement UV104 correspondant à l’application de plusieurs couches de vernis. Plusieurs couches de vernis peuvent par exemple être nécessaires lorsque le panneau photovoltaïque est endommagé sur une épaisseur supérieure à une valeur prédéterminée, par exemple 1 mm. De plus, lorsque plusieurs couches sont déposées, les vernis utilisés peuvent être différents entre les deux couches. Par exemple le vernis utilisé pour la première couche peut être plus visqueux pour permettre de bien combler l’épaisseur manquante et la deuxième couche peut être une couche de finition moins visqueuse permettant d’obtenir un aspect final plus lisse.According to an alternative embodiment represented in FIG. 7, the repair process may comprise several steps of application of varnish 102 and drying 103 or application of UV radiation 104 corresponding to the application of several layers of varnish. Several layers of varnish may for example be necessary when the photovoltaic panel is damaged over a thickness greater than a predetermined value, for example 1 mm. Moreover, when several layers are deposited, the varnishes used can be different between the two layers. For example, the varnish used for the first coat can be more viscous to help fill in the missing thickness and the second coat can be a less viscous finishing coat to obtain a smoother final appearance.
La figure 9 représente le laminât flexible 1 de la figure 8 après l’application d’une première couche C1 de vernis. Le vernis de cette première couche C1 a par exemple une viscosité importante pour permettre de combler le trou formé dans la zone endommagée 17 et pour réduire le temps de séchage nécessaire avant l’application d’un deuxième couche de vernis.Figure 9 shows the flexible laminate 1 of figure 8 after the application of a first layer C1 of varnish. The varnish of this first layer C1 has for example a high viscosity to make it possible to fill the hole formed in the damaged zone 17 and to reduce the drying time necessary before the application of a second layer of varnish.
La figure 10 représente le laminât flexible 1 de la figure 9 après l‘application d’un deuxième couche de vernis C2. Le vernis de cette deuxième couche C2 a par exemple une viscosité moins importante que le vernis de la première couche C2 pour obtenir une surface extérieure relativement lisse et alignée avec le reste de la surface extérieure de la couche de résine d’encapsulation 4.Figure 10 shows the flexible laminate 1 of figure 9 after the application of a second coat of varnish C2. The varnish of this second layer C2 has for example a lower viscosity than the varnish of the first layer C2 to obtain a relatively smooth outer surface aligned with the rest of the outer surface of the encapsulation resin layer 4.
Par ailleurs, dans le cas de panneaux photovoltaïques flexibles, ces derniers sont généralement fixés sur la structure, par exemple le toit du bâtiment de sorte qu’il peut être nécessaire de faire un réparation in situ sans pouvoir détacher le panneau photovoltaïque. Dans ce cas, le type de vernis et notamment sa viscosité peut être choisie en fonction de l’inclinaison du panneau pour éviter un écoulement du vernis hors de la zone endommagée.Moreover, in the case of flexible photovoltaic panels, these are generally fixed to the structure, for example the roof of the building, so that it may be necessary to make a repair in situ without being able to detach the photovoltaic panel. In this case, the type of varnish and in particular its viscosity can be chosen according to the inclination of the panel to prevent the varnish from flowing out of the damaged area.
Les différents modes de réalisation développés ci-dessus sont donnés à titre illustratif uniquement et non à titre limitatif. En effet, il est tout à fait possible pour l’homme de l’art d’utiliser d’autres additifs pour le vernis que ceux identifiés dans la présente description. Par ailleurs, il est tout à fait possible pour l’homme de l’art d’utiliser des additifs permettant de conférer à la couche transparente de vernis 9 d’autres propriétés que celles identifiées dans la présente description sans sortir du cadre de la présente invention. De plus, l’homme de l’art pourra utiliser d’autres composants que des fibres de verre sèches ou imprégnées pour les couches frontale 5 et arrière 7 d’encapsulation ou pour les première 11 et deuxième 13 couches intermédiaires sans sortir du cadre de la présente invention. D’autre part, les couches frontale 5 et arrière 7 ou les première 11 et deuxième 13 couches supplémentaires présentent la même constitution. Cependant, selon d’autres variantes, ces différentes couches peuvent présenter des compositions différentes. Par ailleurs, l’homme de l’art pourra utiliser d’autres types de résines d’encapsulation que celles décrites dans la présente description sans sortir du cadre de l’invention.The various embodiments developed above are given by way of illustration only and not by way of limitation. Indeed, it is quite possible for those skilled in the art to use other additives for the varnish than those identified in the present description. Furthermore, it is entirely possible for those skilled in the art to use additives making it possible to confer on the transparent layer of varnish 9 properties other than those identified in the present description without departing from the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art will be able to use components other than dry or impregnated glass fibers for the front 5 and rear 7 encapsulation layers or for the first 11 and second 13 intermediate layers without departing from the scope of the present invention. On the other hand, the front 5 and rear 7 layers or the first 11 and second 13 additional layers have the same constitution. However, according to other variants, these different layers may have different compositions. Furthermore, those skilled in the art may use other types of encapsulation resins than those described in the present description without departing from the scope of the invention.
Ainsi, la présente invention permet de réparer un panneau photovoltaïque, notamment de type flexible, ayant été endommagé lors de son transport ou de son installation. Le procédé de réparation peut être réalisé in situ sans nécessiter de démontage du panneau photovoltaïque. De plus, l’application d’un vernis polymérique permet de récupérer au moins en partie la perte des propriétés diélectriques liée à l’endommagement de la couche d’encapsulation de sorte que le procédé permet d’éviter une mise au rebus du fait d’un courant de fuite en milieu humide trop élevé pour être conforme aux normes requises pour les panneaux photovoltaïques.Thus, the present invention makes it possible to repair a photovoltaic panel, in particular of the flexible type, which has been damaged during its transport or its installation. The repair process can be carried out in situ without requiring the photovoltaic panel to be dismantled. In addition, the application of a polymeric varnish makes it possible to recover at least in part the loss of the dielectric properties linked to the damage to the encapsulation layer, so that the method makes it possible to avoid scrapping due to leakage current in a humid environment too high to comply with the standards required for photovoltaic panels.
Claims (15)
- un pinceau/brosse,
- une spatule,
- une seringue,
- un rouleau,
- par pulvérisation, notamment de type pneumatique, sans air ou électrostatique.Repair process according to one of the preceding claims, in which the application of the varnish is carried out by one of the following methods:
- a brush/brush,
- a spatula,
- a needle,
- a roll,
- by spraying, in particular of the pneumatic, airless or electrostatic type.
- une couche de cellules photovoltaïques (3) connectées entre elles et,
- une couche frontale (5) et une couche arrière (7) d’encapsulation de la couche de cellules photovoltaïques, lesdites couches frontale (5) et arrière (7) d’encapsulation prenant la couche de cellules photovoltaïques en sandwich.Repair method according to Claim 11, in which the photovoltaic panel comprises a laminate (1) of photovoltaic cells (3) comprising at least:
- a layer of photovoltaic cells (3) connected to each other and,
- a front layer (5) and a rear layer (7) for encapsulating the layer of photovoltaic cells, said front (5) and rear (7) encapsulation layers sandwiching the layer of photovoltaic cells.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1903959A FR3095093A3 (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Repair process for photovoltaic panels |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1903959A FR3095093A3 (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Repair process for photovoltaic panels |
| FR1903959 | 2019-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3095093A3 true FR3095093A3 (en) | 2020-10-16 |
Family
ID=72752651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1903959A Withdrawn FR3095093A3 (en) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Repair process for photovoltaic panels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3095093A3 (en) |
-
2019
- 2019-04-12 FR FR1903959A patent/FR3095093A3/en not_active Withdrawn
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