Une équipe de chercheurs marocains vient de présenter une approche expérimentale originale permettant de caractériser avec précision le comportement électrique des panneaux photovoltaïques directement sur site, sous irradiance naturelle. Publiée dans la revue Scientific Reports, cette méthode vise à dépasser les limites des essais en laboratoire et des équipements commerciaux coûteux, en restituant fidèlement les courbes courant–tension et puissance–tension dans des conditions réelles d’exploitation.
La caractérisation des générateurs photovoltaïques constitue un enjeu central pour l’évaluation des performances, le suivi du vieillissement des modules et l’optimisation des installations solaires. Or, les méthodes conventionnelles reposent le plus souvent sur des mesures réalisées sous conditions standards, rarement rencontrées sur le terrain. Selon les auteurs, cette approche conduit à des incohérences physiques, les paramètres extraits variant artificiellement d’une courbe à l’autre et ne reflétant pas l’influence réelle de l’irradiance et de la température.
Pour y remédier, les chercheurs ont développé un dispositif autonome fondé sur un convertisseur élévateur synchrone piloté comme une charge électronique programmable. En faisant varier progressivement le rapport cyclique du convertisseur, le système modifie la charge vue par le panneau et permet de balayer l’ensemble de ses points de fonctionnement. Des capteurs mesurent simultanément la tension, le courant, l’irradiance solaire et la température du module, assurant une acquisition complète en quelques secondes, sans perturber les conditions environnementales.
L’originalité de la méthode réside également dans l’exploitation globale des données recueillies. Plutôt que d’extraire des paramètres indépendants pour chaque courbe, l’étude applique une régression non linéaire unique, fondée sur la méthode de Levenberg–Marquardt, afin d’obtenir un jeu cohérent de paramètres physiques valable pour l’ensemble des conditions mesurées. Cette approche permet de modéliser avec robustesse le comportement du panneau et d’en prédire les performances pour différentes combinaisons d’irradiance et de température.
La méthode a été validée lors d’une campagne de mesures en extérieur sur un panneau de 30 watts, équipé de douze cellules en série. Les résultats montrent une excellente concordance entre les courbes mesurées et celles reconstruites par le modèle, avec des écarts de courant très faibles, même sous fort éclairement. Les observations confirment les lois physiques connues du photovoltaïque, notamment l’augmentation du courant avec l’irradiance et la baisse de la tension à vide lorsque la température s’élève.
Les chercheurs soulignent également que leur dispositif permet de reconstituer les performances du panneau sous conditions normalisées à partir de mesures réalisées exclusivement sur site. Dans le cas étudié, la puissance maximale estimée s’est révélée légèrement inférieure à celle annoncée par le fabricant, suggérant une dégradation progressive du module et démontrant l’intérêt de la méthode pour le diagnostic et le suivi des installations existantes.
Au final, cette approche instrumentale, à la fois sobre, précise et adaptable, ouvre des perspectives concrètes pour la surveillance des performances photovoltaïques, l’analyse du vieillissement des panneaux et les applications pédagogiques. Elle rend accessible une caractérisation fine jusqu’ici réservée à des environnements spécialisés, tout en s’inscrivant dans les réalités du terrain et des conditions naturelles.