Brevet FR3036900A1 — publié le 20161202

TITRE : Procédé et système d'estimation d'une perte de production énergétique d'un module photovoltaïque La présente invention concerne un procédé d'évaluation d'une perte de 5 production énergétique d'un module photovoltaïque d'une centrale photovoltaïque, et système d'estimation correspondant. Une centrale solaire photovoltaïque est un ensemble comportant une pluralité de modules solaires photovoltaïques (PV) reliés entre eux et destinés à 10 produire de l'électricité. Elle s'étend sur une grande superficie, pouvant atteindre plusieurs km2. Les modules, constitués de cellules photovoltaïques, sont susceptibles de présenter des défauts qui forment, en fonctionnement, des « hot spots » ou 15 zones chaudes. Ces défauts ont potentiellement un impact sur la productivité de la centrale. Il est donc important de pouvoir détecter, localiser et évaluer ces défauts, de manière à décider s'il est pertinent d'intervenir au niveau du module défectueux pour le réparer. Généralement, un opérateur de maintenance équipé d'une caméra thermique passe successivement devant les différents modules PV 20 pour réaliser des prises de vue thermique. Les données thermiques ainsi collectées sont ensuite analysées afin d'y détecter une zone potentiellement défectueuse. En variante, l'opérateur peut débrancher chaque module à contrôler et déterminer la caractéristique courant-tension, ou I-V, du module à l'aide d'un traceur IV. Si une ou plusieurs zones potentiellement défectueuses sont 25 détectées, une intervention de réparation est déclenchée. Celle-ci nécessite généralement un arrêt de fonctionnement temporaire de la centrale PV, ce qui représente une perte de production non négligeable, et des travaux de manutention. En outre, l'accès au module peut s'avérer délicat. 30 Compte tenu de la superficie d'une centrale PV, une telle opération de maintenance s'avère très coûteuse en temps et en perte de production. En outre, elle manque très souvent de fiabilité. En effet, les zones défectueuses potentielles détectées peuvent s'avérer ne pas être défectueuses en réalité. Il en 3036900 2 résulte que la perte de production causée par une intervention de réparation peut a posteriori s'avérer injustifiée. Cela peut dissuader l'exploitant d'une centrale PV de réaliser une telle opération de maintenance. Avant de déclencher une intervention de réparation sur un module photovoltaïque défectueux au sein d'une centrale photovoltaïque, il peut être pertinent d'évaluer, ou de quantifier, au préalable la perte de production énergétique induite par le ou les défauts de ce module. A cet effet, l'invention concerne un procédé d'estimation d'une perte de production énergétique d'un module photovoltaïque défectueux appartenant à une centrale photovoltaïque, comprenant les étapes de : - acquisition d'une image thermique du module photovoltaïque défectueux en fonctionnement ; - découpage de l'image thermique acquise en différentes zones de température et détermination des températures respectives relatives aux différentes zones à partir de l'image thermique ; - obtention d'une température de référence d'un module photovoltaïque de référence ; - détection, parmi lesdites zones de température, d'au moins une zone chaude dont la température est supérieure à la température de référence avec un écart de température supérieur ou égal à une valeur minimale prédéfinie ; - calcul d'une estimation de la perte de production énergétique du module à partir de l'écart de température entre la température de la zone chaude et la température de référence, de la surface de la zone chaude et d'un coefficient d'échange thermique du module. Grâce à l'invention, on estime la perte de productivité d'un module 30 photovoltaïque défectueux de façon simple, par thermographie, à partir d'une image thermique de ce module en fonctionnement. Il n'est donc pas nécessaire d'interrompre momentanément le fonctionnement du module photovoltaïque pour 3036900 3 le tester. L'estimation peut être réalisée sur un module photovoltaïque opérationnel d'une centrale photovoltaïque en cours de fonctionnement. Avantageusement, on calcule une estimation de la perte de production 5 énergétique APii relative à la zone chaude 41 du module photovoltaïque défectueux Mi par la relation suivante : = Upv.Sii. - T' f) où : - Up, représente un coefficient d'échange thermique du module Mi ; - Sii représente la surface de la zone chaude 41 ; 10 - Tj représente la température de la zone chaude 41; - T'f représente ladite température de référence. Avantageusement encore, dans le cas où le module photovoltaïque défectueux comprend plusieurs zones de température chaudes, on cumule les 15 pertes estimées de production énergétique relatives aux différentes zones chaudes. Dans un mode de réalisation particulier, ledit module photovoltaïque défectueux appartenant à une centrale photovoltaïque comportant une pluralité 20 de modules photovoltaïques, la température de référence est relative à un module non défectueux en fonctionnement de la centrale. Avantageusement, chacune des zones de température de l'image thermique acquise est caractérisée par une température propre qui est uniforme 25 ou quasi-uniforme sur toute la zone, deux zones de température adjacentes présentant entre elles un écart de température supérieur à un seuil prédéfini. Avantageusement encore, il comprend une étape de détermination de la surface de la zone chaude, à partir de l'image thermique dudit module. 3036900 4 Dans un mode de réalisation particulier, il comprend une étape préalable de détermination du coefficient d'échange thermique du module photovoltaïque défectueux comprenant les sous-étapes suivantes, mises en oeuvre sur un module photovoltaïque de référence en fonctionnement : 5 - mesure de la puissance du flux lumineux irradiant le module de référence ; - mesure de la puissance énergétique délivrée en sortie du module photovoltaïque de référence irradié ; - mesure de la température ambiante ; 10 - mesure de la température du module photovoltaïque de référence ; - détermination du coefficient d'échange thermique du module photovoltaïque de référence par la relation suivante : G. A - P UPv A. (T - Top où : - Up, représente le coefficient d'échange thermique du module 15 photovoltaïque de référence ; - G représente la puissance du flux lumineux irradiant le module photovoltaïque de référence ; - A représente la surface du module photovoltaïque de référence ; - P représente la puissance énergétique délivrée par le module 20 photovoltaïque de référence ; - T représente la température du module photovoltaïque de référence ; - To, représente la température ambiante. Avantageusement, durant l'acquisition de l'image thermique du module 25 photovoltaïque défectueux, la centrale photovoltaïque est en cours de fonctionnement. L'invention concerne aussi un système d'estimation d'une perte de production énergétique d'un module photovoltaïque défectueux d'une centrale 30 photovoltaïque, comprenant : 3036900 5 - un dispositif d'acquisition d'une image thermique du module photovoltaïque en fonctionnement ; - un calculateur comportant un module de découpage de l'image thermique acquise en différentes zones de température et de 5 détermination des températures respectives relatives aux différentes zones à partir de l'image thermique, un module d'obtention d'une température de référence d'un module photovoltaïque non défectueux, un module de détection, parmi lesdites zones de température, d'au moins une zone chaude dont la température est supérieure à la 10 température de référence avec un écart de température supérieur ou égal à une valeur minimale prédéfinie, un module de calcul d'une estimation de la perte de production énergétique du module à partir de l'écart de température entre la température de la zone chaude et la température de référence, de la surface de la zone chaude et d'un 15 coefficient d'échange thermique du module. Avantageusement, le module de calcul est agencé pour calculer une estimation de la perte de production énergétique APii relative à la zone chaude 41 du module Mi par la relation suivante : = Upv. Sii. - T' f) 20 OÙ : - Up, représente un coefficient d'échange thermique du module Mi ; - Sii représente la surface de la zone chaude 41 ; - T représente la température de la zone chaude Z1; - T'f représente ladite température de référence. 25 Avantageusement encore, le module de découpage est adapté pour décomposer l'image thermique du module photovoltaïque en différentes zones de température caractérisées chacune par une température propre qui est uniforme ou quasi-uniforme sur toute la zone, deux zones thermiques adjacentes 30 présentant entre elles un écart de température supérieur à un seuil prédéfini. 3036900 6 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation particulier du procédé et du système d'estimation d'une perte de production énergétique d'un module photovoltaïque d'une centrale photovoltaïque, en référence aux dessins annexés sur lesquels : 5 - Les figures 1A et 1B représentent un organigramme des étapes du procédé selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - La figure 2 représente un schéma bloc fonctionnel d'un système d'estimation apte à mettre en oeuvre le procédé des figures 1A et 1B, selon une forme de réalisation particulière de l'invention ; 10 - Les figures 3, 4 et 5 représentent des images thermiques de modules photovoltaïques d'une centrale photovoltaïque. Le système 1 de l'invention est destiné à estimer la perte de production ou de puissance énergétique d'un module photovoltaïque défectueux en 15 fonctionnement. Le module photovoltaïque défectueux appartient ici à une centrale photovoltaïque comportant un ensemble de modules photovoltaïques Mi (i= 1, 2 , ...). L'estimation de la perte de puissance peut être réalisée lorsque la centrale photovoltaïque est en cours de fonctionnement. Chaque module Mi comprend un nombre X de cellules photovoltaïques et présente une surface A. 20 Le système d'estimation 1 comprend les éléments suivants : - un dispositif 2 d'acquisition d'images thermiques ; - un calculateur 3 ; - un capteur thermique 4; 25 - un capteur d'irradiance 5 (ou de mesure de puissance d'un flux lumineux). Le dispositif 2 d'acquisition d'images thermiques est par exemple une caméra thermique. Il est apte à prendre des images thermiques d'un module 30 photovoltaïque. Il peut être porté par un utilisateur destiné à passer devant les modules photovoltaïques de la centrale photovoltaïque et à prendre des images thermiques d'un ou plusieurs modules photovoltaïques, autrement dit à acquérir 3036900 7 des données thermiques ou thermographiques du ou des modules photovoltaïques. En variante, le dispositif d'acquisition thermographique 2 peut être porté par un drone destiné à survoler les modules de la centrale. 5 Le capteur thermique 4 est destiné à mesurer la température ambiante extérieure. Le capteur d'irradiance 5 est destiné à mesurer l'irradiance incidente sur un module photovoltaïque, autrement dit la puissance du flux lumineux reçu par 10 un module photovoltaïque. Le calculateur 3 est destiné à estimer la perte de production énergétique d'un module photovoltaïque à partir d'une image thermique du module en fonctionnement. Il comprend différents modules fonctionnels qui seront décrits 15 ultérieurement. La caméra thermique 2, le capteur thermique 4 et le capteur d'irradiance 5 sont ici connectés au calculateur 3 et destinés à lui transmettre des données thermographiques, des données thermiques et des données d'irradiance 20 mesurées. Les différents éléments 2 à 5 peuvent être intégrés dans un même équipement physique. En variante, les éléments 2 à 5 peuvent être, en tout ou partie, physiquement séparés. Par exemple, le calculateur 3 pourrait être distant, c'est-à-dire séparé physiquement de la caméra thermique 2 et des capteurs 4 et 5. Le calculateur 3 peut notamment être intégré dans un ordinateur portable ou 25 fixe destiné à être utilisé par un opérateur. Dans ce cas, la caméra 2, le capteur thermique 4 et/ou le capteur d'irradiance 5 peuvent être connectés au calculateur 3 par liaison radio ou filaire. De façon alternative, la température mesurée par le capteur 4 et/ou l'irradiance mesurée par le capteur 5 pourraient être fournies au calculateur 3 par un utilisateur au moyen d'une interface homme-machine. 30 On va maintenant décrire en référence à la figure 1 un mode de réalisation particulier du procédé d'estimation d'une perte de production ou de puissance 3036900 8 énergétique d'un module photovoltaïque défectueux de la centrale photovoltaïque. Le procédé est ici mis en oeuvre pendant le fonctionnement de la centrale photovoltaïque. 5 Prenons, à titre d'exemple illustratif, l'image thermique de la figure 3. Elle contient les images thermiques Im1 et Im2 de deux modules photovoltaïques référencés M1 (en haut de de la figure 3) et M2 (en bas de de la figure 3). Le module M1 est défectueux : il comporte un défaut thermique lié à des fissures dans le matériau semi-conducteur. Le module M2 est sans défaut thermique et lo fonctionne correctement. Le procédé de l'invention permet d'estimer la perte de production énergétique ou perte de puissance en sortie du module M1, cette perte étant causée par le défaut thermique. 15 Le procédé comprend une étape préalable de configuration EO visant à déterminer un coefficient d'échange thermique Up, du module photovoltaïque M1. Cette étape de configuration EO est mise en oeuvre sur un module photovoltaïque de référence Mref. Un « module photovoltaïque de référence » est 20 un module photovoltaïque analogue au module à évaluer M1 (c'est-à-dire de même type et/ou ayant les mêmes caractéristiques techniques) mais non défectueux, c'est-à-dire sans défaut thermique. Le module photovoltaïque de référence est avantageusement un module de la centrale photovoltaïque, par exemple situé dans le voisinage du module à évaluer. Dans l'exemple de 25 réalisation décrit ici, ce module photovoltaïque de référence est le module M2. L'étape de configuration EO comprend une première sous-étape de mesure E01, lors de laquelle le capteur 5 mesure l'irradiance incidente G reçue par le module photovoltaïque Mref, dans le plan du module Mref, autrement dit de 30 la puissance du flux lumineux reçu par le module Mref. La grandeur G mesurée est exprimée en W/m2. 3036900 9 L'étape de configuration EO comprend une deuxième sous-étape de mesure E02, lors de laquelle la puissance électrique P délivrée en sortie du module photovoltaïque de référence Mref est mesurée pendant que le module Mref est irradié. La puissance peut être déterminée par une mesure de la tension et 5 du courant en sortie du module Mref à l'aide d'un traceur IV. L'étape de configuration EO comprend une troisième sous-étape de mesure E03 lors de laquelle le capteur thermique 4 mesure la température ambiante T0, dans l'environnement extérieur du module photovoltaïque de 10 référence Mref. L'étape de configuration EO comprend une quatrième sous-étape de mesure E04 lors de laquelle la température T(Mref) du module de référence est mesurée. La température T(Mref) correspond à la température moyenne du 15 module de référence Mref. Cette mesure peut être réalisée à partir d'une image thermique du module Mref prise par la caméra thermique 2 ou par un capteur thermique apte à mesurer la température moyenne du module de référence Mref. Le capteur thermique peut être un capteur comportant une ou plusieurs sondes thermiques de contact et être collé par exemple à l'arrière du module, ou un 20 capteur sans contact, qu'un opérateur peut par exemple placer à proximité du module Mref pour mesure sa température. L'étape de configuration EO comprend enfin une étape E05 de calcul du coefficient d'échange thermique Up, du module photovoltaïque Mref ici par la 25 relation suivante : G.A-P Upv = A.(T-TOE) (0) où : - G, exprimée en W.m-2, représente la puissance lumineuse incidente, ou irradiance incidente, sur le module photovoltaïque de référence Mref ; 30 - A, exprimée en m2, représente la surface du module photovoltaïque de référence Mref ; 3036900 10 - P, exprimée en W, représente la puissance énergétique (ici électrique) délivrée en sortie par le module photovoltaïque de référence Mref ; _ T représente la température du module photovoltaïque de référence Mref ; - To, représente la température ambiante dans l'environnement du module 5 de référence Mref. On pourrait toutefois utiliser d'autres méthodes, connues de l'homme du métier, pour estimer Upv. 10 La relation (0) découle de l'équation suivante (1) qui traduit une condition d'équilibre énergétique du module photovoltaïque : G . A = P + Upvx A x (T - Top (1) Le coefficient d'échange thermique du module photovoltaïque M1 est égal 15 ou sensiblement égal au coefficient d'échange thermique Up, déterminé pour le module de référence Mref. De manière générale, le coefficient d'échange thermique Up, déterminé à partir du module de référence Mref est applicable à tous les modules photovoltaïques de même type, notamment ceux appartenant à la centrale photovoltaïque. 20 Cette étape de configuration EO est toutefois optionnelle. On pourrait en effet envisager que le coefficient d'échange thermique du module M1 soit connu, par exemple fourni par le fabricant. 25 Le coefficient d'échange thermique Up, du module M1 étant connu, le procédé comprend une étape El d'acquisition d'une image thermique Im1 du module photovoltaïque M1. Cette image thermique Im1 est prise par la caméra thermique 2. L'image Im1 du module M1 peut être constituée par une partie d'une image acquise par la caméra thermique 2, comme représenté sur la figure 3. 30 L'acquisition d'image est réalisée lorsque les conditions de mesure radiométrique sont satisfaisantes, avec par exemple G supérieur ou égal à 3036900 11 600W/m2 et un vent stable de vitesse inférieure ou égale à 15km/h. De façon plus détaillée, les conditions suivantes (basées notamment sur l'expérience et sur la norme IEC 60904-14 en cours de développement), sont considérées comme préférables pour obtenir une précision radiométrique (ou 5 thermographique) optimale : étalonnage de la caméra thermique avec cette valeur avec le facteur d'émissivité E de la surface-cible déterminé. Par exemple, des valeurs typiques de E sont proches de 0,85 (soit 85%) pour le verre trempé (de couverture d'un module PV), et proches de 0,90 (soit 90%) pour le matériau de feuille arrière (par exemple Tedlar0) ; conditions d'ensoleillement stables, avec de préférence une irradiance minimale Gmin = 600 W / m2 dans le plan du module photovoltaïque) ; conditions de vent stables, avec de préférence une vitesse maximale du vent égale à 4 bft ; 15 - de préférence, une couverture nuageuse nulle ou très faible, de préférence, une couverture nuageuse maximale de 2 okta ; calibrage ou correction de la caméra thermique avec une valeur de compensation d'ambiante (ACV), fonction de la distance de la surface-cible, de l'humidité relative (RH%) et de la température ambiante uniforme ; 20 - réglage de l'angle oop, entre la lentille de la caméra thermique et le plan du module (surface-cible) aussi près possible de 90° jertical au module) ou, au moins, ne pas être inférieur à 50°. Le choix de l'aigle oop, doit être également adapté de sorte à éviter les reflets indésirables de l'appareil photo ou de l'opérateur de la surface-cible qui provoquent l'auto-détection (phénomène 25 "Narcisse") ; distance maximale de la surface-cible permettant d'assurer une résolution minimale d'au moins 5 x 5 pixels par cellule pour l'image thermique. La distance minimale de la surface-cible est de préférences supérieure ou égale à 1 m. 30 - conditions stables de la charge en ce qui concerne le fonctionnement des modules photovoltaïques inspectés. L'opération est de préférence réalisée 3036900 12 au point de puissance maximale et au moins 20 minutes après un incident précédent (ombre, nuage, anomalie de charge, etc.). La caméra thermique 2 peut être portée par un opérateur qui se 5 positionne devant le module M1 ou par un drone survolant le module M1. L'étape El est suivie d'une étape E2 de découpage ou de décomposition de l'image thermique Im1 du module photovoltaïque M1 en un nombre N de zone(s) Zij, avec 1 j E [1, ...,N]. L'assemblage des N zones Z11 forme l'image Io thermique initiale Im1. L'étape de découpage E2 est réalisée par traitement d'image. Elle est mise en oeuvre par le calculateur 3. Les zones découpées sont ici des zones de température. Chaque zone de température est caractérisée par une température propre qui est uniforme ou quasi-uniforme sur toute la zone, deux zones thermiques adjacentes ou contiguës présentant entre elles un écart 15 de température supérieur à un seuil prédéfini ATseuil. Ce seuil ATseuil est par exemple égal à 10°C. Par « quasi-uniforme », on entnd signifier que la température dans la zone peut légèrement varier entre deux points situés dans la zone, l'écart de température entre ces deux points restant inférieur au seuil ATseuil (ici de 10°C). Lors de l'étape de découpage E2, le calculateur 3 découpe 20 ou décompose l'image thermique acquise Im1 du module M1 en un nombre N de zones de température Z11, avec JE [1, , Al], distinctes (sans chevauchement entre zones), et détermine la température Tl de chaque zone Z11 à partir des données de l'image thermique acquise Im1. 25 Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, l'image Im1 du module M1 comprend deux zones de température Z11 et Z12. La zone Z11 correspond à une zone sans défaut thermique et présente une température uniforme ou quasi-uniforme T11 ici égale à 30°C. La zone de température Z2 correspond à une zone chaude ayant une température uniforme ou quasi-uniforme T12 ici égale à 30 54°C. Cette zone chaude Z12 correspond en l'espèce à un défaut constitué par des fissures au sein du matériau semi-conducteur. 3036900 13 Le procédé comprend ensuite une étape E3 de détermination des surfaces respectives des zones de température. Dans le mode de réalisation décrit, le calculateur 3 détermine la proportion de surface Qu et 012 de chaque zone de température Z11 et Z12 par rapport à la surface totale du module NA1, 5 autrement dit le taux d'occupation de chaque zone Z11 et Z12 dans l'image totale Imu. Cette étape E3 est également réalisée par traitement d'image à partir des données d'image Imu du module Mu. Ensuite, le calculateur 3 calcule ici la surface s11 de chaque zone thermique Z11, exprimée en nombre de cellules. Le calcul est effectué en multipliant le taux d'occupation surfacique de la zone 011 10 par le nombre total X de cellules du module M1. Dans l'exemple décrit ici X est égal à 54 cellules. On obtient ainsi la surface sui et s12 de chaque zone exprimée en nombre de cellules. Dans l'exemple de la figure 3, pour le module M1, la surface sui de la zone Z11 est de 51,84 cellules et la surface s12 de la zone Z12 est de 2,16 cellules. En variante, les surfaces des zones thermiques pourraient 15 être exprimées en une autre unité de mesure, par exemple en m2. Le procédé comprend également une étape E4 d'obtention d'une température de référence Tref d'un module photovoltaïque de référence (non défectueux) en fonctionnement. En l'espèce, la température de référence Tref est 20 la température du module M2 en fonctionnement. A partir de l'image thermique du module M2, le calculateur 3 détermine la température moyenne du module M2, ici égale à 30°C. En variante, la température de référence Tref pourrait être préenregistrée dans une mémoire, par un utilisateur ou par le calculateur 3, ou mesurée directement par un capteur thermique (avec ou sans contact). 25 Le procédé comprend ensuite une étape de test E5 visant à détecter si le module M1 contient au moins une zone chaude Z11 dont la température est supérieure à la température de référence avec un écart de température supérieur ou égal à une valeur minimale prédéfinie ATmin. Lors du test E5, il est déterminé 30 si le module photovoltaïque évalué M1 contient au moins une zone Z11 contenant au moins une cellule dont la température T11 est supérieure à la température de référence Tref, avec un écart de température AT supérieur ou égal à la valeur 3036900 14 minimale ATmin ici égale à 2°C. En d'autres termes, on vérifie si l'une au moins des zones de température déterminées a une surface supérieure ou égale à 1 cellule et présente une température supérieure à la température de référence Tref avec un écart de température supérieur ou égal à ATmin (ici d'au moins 2°C). 5 En cas de test E5 positif ou vérifié (branche Y sur la figure 1A), il est déterminé que le module photovoltaïque considéré (ici Mi) est un module défectueux et qu'il convient de quantifier la perte de puissance ou de production énergétique de ce module défectueux induite par le défaut thermique détecté. 10 Dans l'exemple décrit, le test E5 est positif car le module Mi contient la zone Z12 possédant 2,16 cellules et ayant une température égale à 54°C. Le procédé exécute alors les étapes E7 et E8. Lors de l'étape E7, on évalue les pertes de puissance ou de production 15 énergétique relatives respectivement aux zones de température Z11 du module NA1, comme décrit ci-après. Si la température Tl de la zone Z11 est supérieure à la température de référence Tref avec un écart de température supérieur ou égal à la valeur 20 minimale ATmin ici égale à 2°C, alors la perte de puissance est édaluée par la relation suivante énergétique API], relative à la zone d'indice j du module Mi par la relation suivante : 3,131i = Upv. A,.(T1- T'f). (2) où : 25 - Up, représente le coefficient d'échange thermique du module Mi, exprimé en W.oc1.m-2; - s11 représente la surface de la zone Z11 d'indice j du module Mi exprimée en nombre de cellules ; - T11 représente la température de la zone Z11 d'indice j du module Mi; 30 - Tref représente ladite température de référence, ici égale à 30°C; - A, représente la surface d'une cellule, exprimée en m2. 3036900 15 Notons que la relation (2) est équivalente à la relation (2') : = U. (T11 - T'f).Sli (2') où Sii = A.s11 représente la surface de la zone Z11 exprimée en m2. 5 L'équation (2) est obtenue à partir de l'équation d'équilibre énergétique (1). Il résulte en effet de cette équation (1) que la puissance électrique 13, délivrée par une cellule photovoltaïque est donnée par la relation suivante : = G. A, - Up, x A, x (T, - Top (3) 10 où : - G représente l'irradiance incidente sur la cellule, exprimée en W.m-2; - A, représente la surface d'une cellule, exprimée en m2; - Up, représente le coefficient d'échange thermique du module photovoltaïque auquel appartient la cellule, exprimé en W. 0 cl .m-2; 15 - Tc. représente la température de la cellule, exprimée en °C; - To, représente la température ambiante dans l'environnement extérieur de la cellule, exprimée en °C. A partir de l'équation (3), on peut exprimer la perte AP, de puissance 20 électrique ou de production énergétique entre une cellule de référence (non défectueuse) et une cellule défectueuse d'indice k par la relation suivante : AP, = G1.A, - Up, x A x (T'f - T0,1) - G2. A, + Up, x A x (Tk - T0(2) (4) où : - G1 représente l'irradiance incidente sur la cellule de référence, exprimée 25 en W.m-2; - T'f et T0,1 représente respectivement la température de la cellule de référence et la température ambiante dans l'environnement de la cellule de référence ; - G2 représente l'irradiance incidente sur la cellule défectueuse j, exprimée 30 en W.m-2; 3036900 16 - Tk et Toc2 représentent respectivement la température de la cellule défectueuse d'indice k et la température ambiante dans l'environnement de la cellule défectueuse k. 5 Si les images thermiques respectives de la cellule défectueuse k et de la cellule de référence sont obtenues au même moment, ou à peu de temps d'intervalle, il est supposé que G1 = G2 et Toc1=7',2 et l'équation (4) peut être simplifiée selon la relation suivante : APc = Up, x A, x (Tk - Tref) (5) 10 L'équation (5) permet d'obtenir l'équation (2) donnant la perte de puissance d'une zone de température contenant au moins une cellule. Si la température Tl de la zone Z11 est égale ou sensiblement égale à la 15 température de référence Tref, alors la perte de puissance est évaluée à zéro. Par « sensiblement égale », on entend ici signifier que l'écart de température entre la température de la zone considérée et la température de référence Tref est inférieur à la valeur minimale ATmin, ici égal à 2°C. 20 Dans l'exemple décrit ici, lors de l'étape E7, on détermine ainsi : - la perte de puissance A/312 relative à la zone chaude Z12 par la relation A/312 - Upv-Ac-(T12 Tref)- S12 ; - la perte de puissance relative à la zone Z11 par la relation APH = O. 25 Lors d'une étape suivante E8, on détermine la perte de puissance ou de production énergétique API_ du module photovoltaïque M1, correspondant à la somme des pertes de puissance relatives aux N différentes zones de température Z11 du module M1 par la relation suivante : = E7-1 (6) 30 Les étapes E7 et E8 sont exécutées par le calculateur 3. 3036900 17 En cas de test E5 négatif ou non vérifié, il est déterminé que le module évalué est un module non défectueux fonctionnant correctement (étape E6). En référence à la figure 3, chacun des modules M1 et M2 contient X=54 5 cellules et présente une surface A=1,314 m2. Lors de la mesure thermographique (c'est-à-dire lors de la prise d'image thermique), les paramètres suivants ont été mesurés : - irradiance G=684 W/m2; - température ambiante T' = 9,2°C ; 10 - température de référence de module photovoltaïque (correspondant à la température du module M2) T'f=30°C ; _ puissance électrique en sortie du module de référence (module M2) P=131,7W (mesurée à l'aide d'un analyseur ou traceur I-V), ce qui correspond à une puissance normalisée, pour des conditions de test 15 standards (c'est-à-dire une température ambiante de 25°C et une irradiance G de 1000W/m2), égale à P'=205,4W . A partir des paramètres mesurés, on calcule la valeur du coefficient d'échange thermique Up, par la relation (1) : G. A - P 684 x 1,314 - 131,7 U,,' - = = 28,07 W. °C-1. m-2 A. (T - T') 1,314. (30 - 9,2) Par ailleurs, à partir de l'image thermique Im1 du module M1, on détermine que la zone chaude Z12 du module M1 a une température T12 égale à 54°C et une surface s12=2,16 cellules. On en déduit la perte de puissance relative à la zone Z12 du module M1 par la relation : 1,314 A/312 = Upy- Ac- (T12 - Tref)- s12 - 28,07 x -54 x (54 - 30) x 2,16 = 35,4W La perte de puissance relative à la zone Zn étant nulle, on détermine ainsi que la perte estimée de puissance ou de production énergétique du module M1, causée par le défaut thermique présent dans ce module, est égale à 35,4W. Cela 20 25 3036900 18 correspond à un taux estimé de baisse de production ou de puissance énergétique de 17,96%. Afin d'estimer la précision de la méthode d'estimation de perte de 5 puissance du module M1 de l'invention, on a mesuré la puissance électrique P1 en sortie du module M1, à l'aide d'un traceur I-V, et obtenu une puissance 131=112,2W, correspondant à une puissance normalisée P1'=168,5W. Il en résulte une perte de puissance mesurée (réelle) par rapport au module de référence (ici M2) égale à API_ = 205,4 - 168,5 = 36,9W. Cela correspond à un 10 taux réel de baisse de production énergétique de 17,23%. On constate que l'estimation de perte (17,96%) obtenue par la méthode de l'invention est très proche de la perte réelle (17,23%) mesurée à l'aide d'un traceur I-V. L'estimation de perte de puissance selon l'invention offre donc une très bonne précision. 15 Les figures 4 et 5 représentent respectivement les images Im3 et Im4 de deux modules photovoltaïques M3 et M4 de la centrale photovoltaïque. Chaque image Im3 et Im4 comporte une zone chaude Z32 et Z42. On suppose ici que : 20 - le coefficient d'échange thermique des modules M3 et M4 est le même que celui du module M1, à savoir U7.= 28,07 W.°C-1.m-2 ; - la température de référence T'f d'un module photovoltaïque non défectueux est égale à 30°C. 25 La zone chaude Z32 du module M3 a une température T32 égale à 70,6°C et une surface égale à 1 cellule. La zone de température Z31 a une température d'environ 30°C. La perte estimée de puissance du mcdule M3 est égale à la perte estimée de puissance relative à la zone chaude Z32 et est déterminée par la relation suivante : 3'P3 - 3P31 + 3P32 - O + Upv- Ac - (T32 Tre f)- S32 1,314 = 28,07 x x (70,6 - 30) x 1 = 27,73W 3036900 19 La perte estimée de puissance est donc égale à 27,73W soit un taux de baisse de 16,9%.La perte réelle de puissance du module M3 mesurée à l'aide d'un traceur l-V est égale à 32W , soit un taux de baisse de 19.39%. 5 La zone chaude Z42 du module M4 a une température T42 égale à 44,3°C et une surface égale à 1 cellule. La zone de température Z41 a une température d'environ 30°C. La perte estimée de puissance du mcdule M4 est égale à la perte estimée de puissance relative à la zone chaude Z42 et est déterminée par la 113 relation suivante : 3134 - 31341 + 31342 - 0 + 11 pv- Ac- (T42 Tref)- S42 1,314 = 28,07 x x (44,3 - 30) x 1 = 9.76W 54 La perte estimée de puissance est donc égale à 9.76W soit un taux de baisse de 6,1%. La perte réelle de puissance du module M4 déterminée à partir de mesures réalisées à l'aide d'un traceur l-V est égale à 11W, soit un taux de 15 baisse de 6,88%. Notons que les exemples des figures 4 et 5 donnent des résultats d'estimation de perte de puissance moins précis que ceux de la figure 3 du fait que les hypothèses faites initialement relatives aux valeurs de Upv et de Tref sont 20 moins précises. On va maintenant décrire, en référence à la figure 2, le calculateur 3 du système d'estimation 1, selon une forme de réalisation particulière de l'invention. Le calculateur 3 comprend : 25 - un module de découpage ou de décomposition 30 d'une image thermique ; - un module 31 de détermination des surfaces respectives des zones de température ; 3036900 20 - un module 32 d'obtention de la température de référence d'un module de référence ; - un module 33 de détection d'au moins une zone chaude, parmi les N zones de température issues du découpage ; 5 - un module de calcul 34. Le module de découpage 30 est adapté pour découper ou décomposer l'image thermique lm; d'un module photovoltaïque Mi en N zones distinctes de température 41 (avec N1) et pour déterminer la température propre à chaque 10 zone Zij. Il est destiné à mettre en oeuvre l'étape E2. Le module 31 est adapté pour calculer les proportions respectives Qii de chaque zone de température par traitement d'image de l'image thermique lm du module photovoltaïque Mi et les surfaces respectives correspondantes sq (ici 15 exprimées en nombre de cellules). Ce module 31 est destiné à mettre en oeuvre l'étape E3. Le module 32 est adapté ici pour déterminer la température de référence d'un module photovoltaïque de référence (non défectueux) en fonctionnement, ici 20 à partir de l'image thermique de ce module. En variante, la température de référence pourrait être mesurée par une sonde thermique. Dans ce cas, la température est enregistrée dans une mémoire et obtenue par le module 32 par lecture dans la mémoire. 25 Le module de détection 33 est adapté pour détecter parmi les N zones de températures déterminées 41 si l'une au moins de ces zones a une température supérieure à la température de référence Tref avec un écart de température supérieur à une valeur minimale AT,,ir, (ici 2°C). 30 Le module de calcul 34 est destiné à calculer une estimation de perte de puissance ou de production énergétique du module, à l'aide des équations (2) et (6). Il est adapté pour mettre en oeuvre l'étape E7 précédemment décrite. 3036900 21 Le calculateur comprend également une interface 35 de liaison avec le dispositif d'acquisition d'images thermiques et les capteurs 4 et 5, ainsi que des éléments d'interface utilisateur 36 (écran, clavier, interface graphique, etc.). Le calculateur comprend encore un module central de commande 37, auquel les modules fonctionnels 30 à 34 sont connectés et destiné à contrôler le fonctionnement de ces modules 30 à 34. REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation d'une perte de production énergétique d'un module photovoltaïque défectueux (Mi) appartenant à une centrale photovoltaïque, comprenant les étapes de : - acquisition (El) ) d'une image thermique (lm) du module photovoltaïque défectueux (Mi) en fonctionnement ; - découpage (E2) de l'image thermique acquise en différentes zones de température (41) et détermination des températures respectives (Tij) relatives aux différentes zones à partir de l'image thermique (lm) ; - obtention (E5) d'une température de référence (Tref) d'un module photovoltaïque de référence ; - détection (E6), parmi lesdites zones de température, d'au moins une zone chaude dont la température est supérieure à la température de référence avec un écart de température supérieur ou égal à une valeur minimale prédéfinie (ATmin) ; - calcul (E7) d'une estimation de la perte de production énergétique du module à partir de l'écart de température entre la température de la zone chaude et la température de référence, de la surface de la zone chaude et d'un coefficient d'échange thermique du module. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on calcule (E7) une estimation de la perte de production énergétique APii relative à la zone chaude Z1 du module photovoltaïque défectueux Mi par la relation suivante : = Upv. Sii - T' f) OÙ : - Up, représente un coefficient d'échange thermique du module Mi ; - Sii représente la surface de la zone chaude 41 ; -T représente la température de la zone chaude 41; - T'f représente ladite température de référence. 3036900 23 3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, dans le cas où le module photovoltaïque défectueux comprend plusieurs zones de température chaudes, on cumule les pertes estimées de production énergétique relatives aux différentes zones chaudes. 5 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit module photovoltaïque défectueux appartenant à une centrale photovoltaïque comportant une pluralité de modules photovoltaïques, la température de référence est relative à un module non défectueux en 10 fonctionnement de la centrale. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune des zones de température (41) de l'image thermique acquise (lm) est caractérisée par une température propre qui est uniforme ou quasi- 15 uniforme sur toute la zone, deux zones de température adjacentes présentant entre elles un écart de température supérieur à un seuil prédéfini. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (E3, E4) de détermination de la surface de la zone 20 chaude, à partir de l'image thermique dudit module. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable (EO) de détermination du coefficient d'échange thermique (Upv) du module photovoltaïque défectueux (M1) 25 comprenant les sous-étapes suivantes, mises en oeuvre sur un module photovoltaïque de référence (M2) en fonctionnement : - mesure (E01) de la puissance du flux lumineux irradiant le module de référence ; - mesure (E02) de la puissance énergétique délivrée en sortie du 30 module photovoltaïque de référence irradié ; - mesure (E03) de la température ambiante ; - mesure (E04) de la température du module photovoltaïque de référence ; 3036900 24 - détermination (E05) du coefficient d'échange thermique du module photovoltaïque de référence par la relation suivante : G. A - P UPv A. (T - Top où : - Up, représente le coefficient d'échange thermique du module 5 photovoltaïque de référence ; - G représente la puissance du flux lumineux irradiant le module photovoltaïque de référence ; - A représente la surface du module photovoltaïque de référence ; - P représente la puissance énergétique délivrée par le module 10 photovoltaïque de référence ; - T représente la température du module photovoltaïque de référence ; - To, représente la température ambiante. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, 15 durant l'acquisition de l'image thermique du module photovoltaïque défectueux, la centrale photovoltaïque est en cours de fonctionnement. 9. Système d'estimation d'une perte de production énergétique d'un module photovoltaïque défectueux Mi d'une centrale photovoltaïque, comprenant : 20 - un dispositif d'acquisition d'une image thermique du module photovoltaïque en fonctionnement ; - un calculateur comportant un module de découpage de l'image thermique acquise en différentes zones de température (41) et de détermination des températures respectives relatives aux différentes 25 zones à partir de l'image thermique, un module d'obtention d'une température de référence (Tref) d'un module photovoltaïque non défectueux, un module de détection, parmi lesdites zones de température, d'au moins une zone chaude dont la température est supérieure à la température de référence avec un écart de température 30 supérieur ou égal à une valeur minimale prédéfinie, un module de calcul 3036900 25 d'une estimation de la perte de production énergétique du module à partir de l'écart de température entre la température de la zone chaude et la température de référence, de la surface de la zone chaude et d'un coefficient d'échange thermique du module. 5 10. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module de calcul est agencé pour calculer une estimation de la perte de production énergétique APii relative à la zone chaude 41 du module Mi par la relation suivante : = Upv.Sii.(7'ii -T'f) 10 où : - Up, représente un coefficient d'échange thermique du module Mi ; - Sii représente la surface de la zone chaude 41 ; - représente la température de la zone chaude 41; - T'f représente ladite température de référence. 15 11. Système selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le module de découpage est adapté pour décomposer l'image thermique du module photovoltaïque en différentes zones de température caractérisées chacune par une température propre qui est uniforme ou quasi-uniforme sur 20 toute la zone, deux zones thermiques adjacentes présentant entre elles un écart de température supérieur à un seuil prédéfini.