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Analyse de production d’une centrale photovoltaïque

> Quelles sont les grandes étapes de l’analyse de production d’une centrale photovoltaïque ?

La norme IEC 61724 est la référence dans ce domaine.

Il y a plusieurs étapes d’étude de production :

– En amont de la construction : l’étude de productible. Elle est réalisée en fonction de l’ensoleillement et de la géographie locale ainsi que des composants de la centrale.
– En phase d’exploitation : l’analyse de production réelle des centrales. Elle est réalisée pour déterminer les indicateurs principaux suivants :

  • La disponibilité de la centrale
  • Le rapport de performance de la centrale
  • La mise à jour du productible estimé en fonction des données réelles (cet indicateur peut faire varier la rentabilité du projet à la hausse ou à la baisse).

L’étude de disponibilité consiste à identifier toutes les périodes touchées par des anomalies de fonctionnement, elle nécessite de mesurer les périodes de panne et leur ampleur, exemple :

Sur un mois, une centrale équipée de 4 onduleurs a 1 onduleur en panne pendant la moitié du mois. Sa disponibilité sera amputée de la moitié du mois sur 1 onduleur soit ¼ de la centrale à 50% de la période d’étude c’est-à-dire 1/8. Sa disponibilité sur la période aura été de 1-1/8= 7/8 soit 87.5%. Ce qui est très mauvais, on attend dans le PV industriel au sol une disponibilité de l’ordre de 98 ou 99%.

Cette étude peut être très laborieuse suivant la taille de la centrale et la précision des défaillances recherchées, la précision des données de monitoring ainsi que la précision des rapports de l’entreprise en charge de l’entretien.

La mesure du rapport de performance (PR) se calcule sur la base des périodes durant lesquelles la centrale fonctionnait correctement, en faisant le rapport entre l’ensoleillement reçu et la production réelle.

Si le rapport de performance est très différent des prévisions, il y a soit :

  • des indisponibilités mal prises en compte
  • une dégradation inattendue à identifier (modules, onduleurs ou autre)
  • une étude de productible en amont de mauvaise qualité

En règle générale les données d’irradiation sont aujourd’hui fiables. La mise à jour du productible consiste à appliquer le rapport de performance réel de la centrale tel que mesuré en lieu et place de l’estimation d’origine ainsi que la disponibilité telle qu’elle est prévue pour les années à venir.

analyse de production d'une centrale photovoltaïque

> En cas de baisse de production ou de faible production, quelles sont les causes fréquentes ?

Le plus souvent, les baisses de production sont liées aux onduleurs ou bien à la connectique des modules, mais cela est très variable d’une centrale à l’autre en fonction notamment des composants utilisés (par exemple, certaines marques ont déjà connu de mauvaises séries).

En règle générale les équipes de maintenance entretiennent principalement les onduleurs et la connectique, car les pertes liées à ces composants sont plus importantes, plus visibles et donc mesurables. De plus, en toiture les interventions sur les modules nécessitent une préparation pour y avoir accès et sont bien plus coûteuses.

> Remplacement d’un panneau photovoltaïque (module) : quand doit-il être changé ?

Il existe plusieurs critères :

La garantie constructeur : en règle générale le constructeur garanti un % de la puissance contractuelle durant une certaine période. Activer cette garantie est très contraignant car il est nécessaire d’apporter la preuve du manque de rendement via un test en laboratoire.
De plus, les mesures de performance souffrent de tolérances assez larges (de 5%). Pour avoir une chance de passer un lot de modules en garantie il faut donc des pertes massives par rapport aux prévisions.
Exemple : si la garantie constructeur indique une garantie à -10% sur les 10 premières années, il faudra une perte de 15% pour espérer passer en garantie.

Le changement hors garantie peut s’étudier mais il faut faire une étude basée sur la perte imputée aux modules, le cout de remplacement et le tarif d’achat.
Concernant les modules unitaires qui seraient légèrement défaillants, on constate généralement qu’il est économiquement non rentable de les rechercher et les changer, tant qu’il n’y a pas de perte majeure.

Pour les remplacements unitaires les critères les plus évidents sont :
– La panne complète du module, mais aussi le défaut d’isolement qui bien souvent force l’arrêt de l’onduleur auquel il est raccordé
– Les dysfonctionnements électriques dangereux pouvant provoquer par exemple un départ de feu (heureusement très rare)

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