Note ABES Simulation and modelling of thermal and mechanical behaviour of silicon photovoltaic panels under nominal and real-time conditions Simulation and modelling of thermal and mechanical behaviour of silicon photovoltaic panels under nominal and real-time conditions Photovoltaïque Rendement Chaleur Différences finies Modélisation multi-physique Contrainte thermomécanique Éléments finis Photovoltaics PV cell efficiency Heat generation Finite difference method Multi-physics modeling Thermomechanical stresses Finite elements 621.38 537.62 Systèmes photovoltaïques Matériaux -- Propriétés thermiques Silicium -- Couches minces Propriétés thermomécaniques Contraintes (mécanique) Le travail présenté dans cette thèse porte sur le développement d’un modèle multi-physique numérique, destiné à étudier le comportement optique, électrique et thermique d’un module photovoltaïque. Le comportement optique a été évalué en utilisant des chaines de Markov. Le comportement électrique est obtenu pour les panneaux en Silicium à l’aide d’une méthode d’optimisation numérique. Le comportement thermique est développé en 1D sur l’épaisseur du module, et le modèle multi-physique a été faiblement couplé sous MATLAB. Le comportement sous des conditions nominales d’opération a été validé en utilisant les données déclarées par les constructeurs. Ce modèle a été utilisé pour effectuer une étude paramétrique sur l’effet des irradiances solaires en régime permanent. Le modèle a été validé pour des conditions d’utilisations réelles en comparant avec des mesures expérimentales de température et de puissance électrique. Une étude thermomécanique en 2D sous ABAQUS/CAE et se basant sur le modèle multi-physique a été effectué en conditions nominales d’opération, ainsi qu’en cycle de fatigue selon la norme 61215 pour prédire les contraintes qui sont imposées sur le panneau dans les deux cas mentionnés précédemment. The work presented in this thesis deals with the development of a numerical multi-physics model, designed to study the optical, electrical and thermal behaviour of a photovoltaic module. The optical behaviour was evaluated using stochastic modelling based on Markov chains, whereas the electrical behaviour was drawn specifically for Silicon based photovoltaic panels using numerical optimization methods. The thermal behaviour was developed in 1D over the thickness of the module, and the multi-physics module was weakly coupled in MATLAB. The behaviour of commercial panels under nominal operation conditions was validated using data declared by the manufacturers. This model was used to perform a parametric study on the effect of solar irradiances in steady state. It was also validated for real use conditions by comparing it to experimental temperature and electrical power output. A thermomechanical study in 2D in ABAQUS/CAE based in the multi-physics model was carried out in nominal operating conditions, as well as in fatigue thermal cycling according to the IEC 61215 Standard to predict the stresses that are imposed on the panel. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 11080472 Université de Strasbourg Strasbourg 2020-12-31 https://theses.hal.science/tel-02520073 application/pdf 6562960 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2019/Sahli_Mehdi_2019_ED269.pdf https://theses.fr/2019STRAD036/abes https://theses.hal.science/tel-02520073 https://theses.hal.science/tel-02520073 Sahli Mehdi 1987-09-02 FR 243140258 https://theses.fr/2019STRAD036 2019STRAD036 https://doi.org/10.70675/dcd1e903za359z48bazbf82z5a33c0f1a608 2019-10-24 Mécanique des matériaux Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Ahzi Saïd MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 031886477 Touchal Siham MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 186279175 Ougazzaden Abdallah MADS_PRESIDENT_DU_JURY 132816474 Ahzi Saïd MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 031886477 Touchal Siham MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 186279175 Ougazzaden Abdallah MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 132816474 Mercier Sébastien MADS_MEMBRE_DU_JURY_4 121233030 Dollet Alain MADS_MEMBRE_DU_JURY_5 114723893 De Magalhães Correia João Pedro MADS_MEMBRE_DU_JURY_6 060972785 Mercier Sébastien MADS_RAPPORTEUR_1 121233030 Dollet Alain MADS_RAPPORTEUR_2 114723893 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 176969721 260728 ddc:620 ddc:530 Ahzi Saïd Touchal Siham Ougazzaden Abdallah Ahzi Saïd Touchal Siham Ougazzaden Abdallah Mercier Sébastien Dollet Alain De Magalhães Correia João Pedro Mercier Sébastien Dollet Alain École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 11080472