Les 10 choses à savoir pour réduire les risques liés à l'exploitation et à la maintenance des systèmes solaires - #6 : Mesurer ce qui est important

COMMENT JE M'EN SORS ?

Comment se fait-il que si peu de propriétaires de projets soient en mesure de répondre honnêtement à la question "quel est le rendement de vos installations solaires ?".

Bien que l'industrie de l'énergie solaire soit relativement jeune, elle devrait être suffisamment mature pour mesurer de manière fiable les performances des centrales. Si de nombreux maîtres d'ouvrage peuvent fournir des mesures générales de la performance des centrales, telles que "le parc fonctionne à 98 % de disponibilité..." ou "tous nos projets atteignent leurs prévisions de flux de trésorerie...", peu d'entre eux sont en mesure de fournir des analyses détaillées. Par exemple, si on leur demande "utilisez-vous une mesure de la disponibilité pondérée par la capacité ?" ou "quelle est la marge incluse dans les chiffres des flux de trésorerie du projet ?", ils obtiennent soit un regard vide, soit un changement rapide de sujet.

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CE QU'IL FAUT MESURER

Lorsque nous réfléchissons à ce qui doit être mesuré pour déterminer si notre projet solaire fonctionne bien, nous devrions prendre en compte au moins les cinq catégories suivantes :

1. Sécurité
2. Performance opérationnelle
3. Fiabilité
4. Maintenabilité
5. Performances financières

Bien qu'un bilan de performance sûr soit de la plus haute importance, je n'aborderai pas cet aspect dans le présent document, et je me pencherai donc sur les quatre autres.

PERFORMANCE OPÉRATIONNELLE

La performance opérationnelle mesure la capacité d'une centrale à convertir la ressource solaire disponible en électricité. En d'autres termes, nous mesurons l'efficacité de la conversion électrique de la centrale. S'il est correctement configuré, le rendement de conversion est une bonne mesure de la performance opérationnelle, car il permet de suivre l'évolution de la santé d'une centrale dans le temps et de comparer un portefeuille complet de centrales les unes aux autres. Bien que le ratio de performance (PR) soit souvent utilisé à cette fin, nous recommandons d'utiliser plutôt l'indice de performance (PI). L'indice de performance est le rapport entre la production réelle et la production attendue du système. Un IP de 100 % signifie que le système d'énergie solaire a produit toute l'énergie attendue au cours de la période considérée.

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles l'utilisation du ratio de performance comme indicateur de performance n'est pas optimale. Premièrement, les valeurs du ratio de performance sont relatives à la conception de l'usine. Une usine peut avoir un ratio de performance plus élevé que sa voisine, même si ses performances sont inférieures à celles de sa voisine, simplement en raison de la conception de cette usine.

Deuxièmement, les ratios de performance ne sont souvent pas corrigés en fonction des conditions météorologiques. L'indice de performance, en revanche, est toujours corrigé en fonction des conditions météorologiques. Nous avons corrigé l'IP en fonction des conditions météorologiques lorsque nous avons calculé son dénominateur, l'énergie attendue. Pour ce faire, nous recommandons d'utiliser la méthode de régression décrite dans la norme ASTM 2848 pour calculer l'indice de performance en temps réel corrigé des conditions météorologiques pour chaque installation. Une fois ces conversions effectuées, vous pouvez suivre l'évolution de l'indice de performance de chaque installation dans le temps afin de surveiller l'état général du système à l'aide d'un système de surveillance robuste.

FIABILITÉ

La fiabilité est une mesure de la disponibilité d'un système pour remplir la fonction prévue dans le temps. Pour une centrale solaire, la meilleure mesure est le facteur de disponibilité équivalent (FDE). L'EAF est le rapport entre le temps réel et le temps potentiel pendant lequel le système a produit de l'électricité à sa capacité prévue. La plupart des opérateurs solaires suivent le facteur de disponibilité, mais pas le facteur de disponibilité équivalent. La partie équivalente de l'EAF modifie le facteur de disponibilité pour le pondérer en fonction de la capacité. En d'autres termes, "le système a-t-il fonctionné à sa capacité totale et illimitée (kW) chaque minute où il était disponible pour produire de l'électricité ?"

En évaluant non seulement si l'unité fonctionne, mais aussi si elle fonctionne de manière optimale lorsqu'elle fonctionne, nous pouvons vraiment déterminer si le système est fiable dans tous ses composants. Si l'industrie solaire indiquait un facteur de disponibilité équivalent au lieu du simple facteur de disponibilité (AF), je suis certain que la valeur indiquée serait nettement inférieure aux 98 % généralement vantés par l'industrie.

LA MAINTENABILITÉ

La maintenabilité est la probabilité d'effectuer une action de réparation réussie dans un délai donné. Alors que la fiabilité est une mesure du délai de défaillance, la maintenabilité est une mesure du délai de réparation. La maintenabilité doit être conçue dans une usine. Vous pouvez avoir une usine avec de bonnes performances opérationnelles qui n'a pas été conçue de manière réfléchie pour la maintenance et qui peut rapidement avoir de gros problèmes. Par exemple, j'ai vu des installations qui nécessitaient une grue pour soulever le boîtier de l'onduleur, même pour des réparations mineures, parce que les dégagements conçus pour l'accès du personnel étaient insuffisants.

De même, certaines pièces d'onduleurs et de transformateurs sont si difficiles à trouver que j'ai assisté à des pannes d'équipement qui ont duré des mois jusqu'à ce qu'une pièce soit finalement trouvée. Les flux de trésorerie du projet s'en sont trouvés gravement affectés. Deux mesures importantes de la maintenabilité que vous feriez bien de suivre sont la durée moyenne des interruptions forcées (MFOD) et le temps moyen de réparation (MTTR). Ces mesures donnent une idée de la maintenabilité des équipements et de la capacité de votre équipe de service sur le terrain à réparer rapidement les équipements de l'usine.

PERFORMANCE FINANCIÈRE

Bien entendu, l'énergie solaire n'est pas seulement une bonne idée et un moyen responsable de produire de l'électricité. Elle doit aussi être un investissement qui attire des capitaux. L'indicateur de performance financière que nous recommandons pour un projet solaire combine le meilleur de la performance opérationnelle, de la fiabilité et de la maintenabilité en un seul facteur : le facteur de disponibilité commerciale (FAC). Le facteur de disponibilité commerciale est le rapport entre les revenus réels et les revenus escomptés du projet. Le numérateur de la mesure CAF est le revenu énergétique réel généré pour la période. Le dénominateur du CAF est le revenu énergétique attendu pour la période, où le revenu attendu est le produit de l'énergie attendue et du tarif de l'énergie en fonction de l'heure d'utilisation pour le site.

Une CAF de 100 % signifie que l'installation a généré la totalité des revenus énergétiques qu'elle aurait pu produire compte tenu de l'irradiation solaire réelle du site pour cette période. Il convient de noter qu'il ne s'agit pas du revenu "modélisé", "budgétisé" ou "prévu" pour la période. Il est évident que nous devons également mesurer les revenus réels par rapport aux revenus prévus pour les rapports aux investisseurs, mais le problème de ne suivre que les revenus réels par rapport aux revenus prévus est que les prévisions sont toujours erronées.

Les prévisions sont "fausses" pour les raisons suivantes :

• Le temps prévu n'est jamais le même que le temps réel et nous utilisons donc un outil de mesure inapproprié lorsque nous comparons les revenus réels aux revenus prévus. Une usine peut dépasser les recettes prévues pour le mois tout en laissant des sommes considérables sur la table
• Les prévisions sont généralement basées sur des modèles de performance marginale, ce qui signifie qu'elles sous-estiment la capacité de production réelle de l'usine.
• Les ingénieurs bancaires ajoutent souvent une "décote" au modèle de performance de l'usine afin de réduire les risques liés à la rentabilité du projet.

Le facteur de disponibilité commerciale élimine tout le bruit de l'évaluation en comparant les revenus réels aux revenus optimaux compte tenu de la capacité de performance réelle de l'usine et des conditions météorologiques réelles.

Le facteur de disponibilité commerciale devrait être considéré comme le Saint-Graal de la performance financière des projets solaires. Les propriétaires armés de cette information mesurent vraiment "ce qui compte".

COMMENT S'ORGANISER POUR RÉUSSIR

Nous ne disposons pas de l'espace nécessaire dans ce document pour discuter de la manière de mettre en place ces mesures pour votre portefeuille solaire, mais voici quelques clés de succès de haut niveau :

• Un système de surveillance en temps réel évolutif capable d'ingérer des données à haute fréquence provenant de tous les systèmes de données de l'usine et d'alimenter un historique unifié et contextuel des séries temporelles.
• Un gestionnaire d'événements qui recouvre la couche de données de l'usine avec une curation complète des données afin de garantir que des données de haute qualité et validées sont utilisées dans la génération des mesures de performance.
• Une bibliothèque de calculs et d'algorithmes normalisés doit être appliquée à chaque ensemble de données afin que des mesures de performance normalisées et agrégées puissent être appliquées de manière cohérente à l'ensemble de la flotte.
• Un ensemble d'indicateurs de performance normalisés qui évoluent dans le temps afin de permettre une comparaison avec les valeurs attendues. Les limites de contrôle doivent être définies de manière à ce que les parties concernées soient informées lorsque les valeurs de déclenchement sont dépassées.

Les exigences ci-dessus imposent l'utilisation d'une plateforme de données "industrielle" qui intègre les données de production, de maintenance et de gestion commerciale dans un système unifié. Si vous souhaitez réellement obtenir une performance financière complète de vos actifs solaires, vous devez être prêt à faire cet investissement.

La semaine prochaine, en lieu et place de notre article hebdomadaire habituel, rejoignez-moi à Anaheim lors de la conférence Solar Power International, où je participerai à une table ronde : Les 4 choses que vous devez savoir lorsque vous concevez un budget O&M complet pour des projets commerciaux, industriels et de petits services publics.

• Mardi 25 septembre 2018
• 16:00 - 17:00
• Lieu : 205AB

Pour organiser une réunion ou vous connecter avec moi ou Power Factors à #solarpowerinternational, veuillez nous contacter à info@pfdrive.com ou visitez notre site web www.pfdrive.com pour voir le calendrier complet des événements.

COMMENT CALCULER LE SEUIL DE RENTABILITÉ DES COÛTS DE ROULAGE DES CAMIONS

Pour calculer le seuil de rentabilité des coûts de roulage des camions pour votre organisation, vous devrez prendre en compte au moins les éléments suivants dans votre analyse :

• Distance moyenne par rapport à l'emplacement du projet
• Nombre moyen de techniciens requis
• Taux de travail de base complet - doit inclure les avantages sociaux, le coût de la formation et de l'équipement complet avec des outils et des EPI.
• Taux d'utilisation des techniciens - heures facturables divisées par les heures de travail potentielles
• Taux d'amortissement des frais de véhicules - location, carburant, assurance et entretien
• Autres coûts - si des frais de transport aérien et d'hébergement sont nécessaires, inclure ces coûts par voyage s'ils ne sont pas entièrement remboursables.

En fin de compte, nous voulons connaître le coût moyen par camion en dollars par visite de site des coûts non remboursables. Il peut être utile de classer les coûts des tournées de camions en fonction de la distance :

• Local (moins de 20 miles ou 1 heure en voiture)
• Régionale (plus d'une heure, en véhicule)
• Nuitée (nécessite un billet d'avion non remboursable, un hébergement ou un déplacement prolongé en véhicule)

Supposons que vous ayez généré les coûts de roulage de camion suivants pour votre organisation dans l'une de vos régions de service :

• Local - 125
• Régional - 400
• Nuitée - 1500

Par conséquent, à moins que vous ne soyez soumis à des pénalités dans le cadre d'un accord de niveau de service ou à d'autres mesures dissuasives, vous n'effectuerez pas une tâche de maintenance corrective pendant la nuit, comme la réinitialisation d'un onduleur, tant que votre perte de revenus cumulée au seuil de rentabilité n'est pas supérieure à 1 500 dollars.

Par exemple, si une usine éloignée (pendant la nuit) perd un onduleur de 500 kW pour un projet dont le prix PPA est de 0,10 $/kWh, vous perdriez environ 180 $ par jour. Par conséquent, la période de récupération d'un camion roulant à 1500 $ serait d'environ 8 jours. Si votre équipe de service sur le terrain est entièrement occupée à effectuer des travaux de maintenance rentables ailleurs, il est préférable de reporter la maintenance d'une semaine ou deux jusqu'à ce que vous puissiez la regrouper avec d'autres travaux dans la région.

RÉSUMÉ

La programmation de la maintenance corrective pour la classe d'actifs solaires doit être évaluée en utilisant un paradigme différent de celui des actifs traditionnels et éoliens. Il est essentiel de disposer de données sur les événements liés à l'équipement, classées par coût d'opportunité et comparées aux coûts de roulage des camions, pour gérer un parc de véhicules de manière économique. La plateforme logicielle de gestion des performances de Power Factors offre ce type de visibilité en temps réel sur les performances opérationnelles et la maintenance des équipements, traduites en dollars, afin que la bonne décision économique puisse être prise.

La semaine prochaine, nous aborderons la question d'un modèle de prestation de services bien défini. Comme toujours, nous vous remercions de nous faire part de vos commentaires et de vos idées sur ces sujets importants.

*Notez que ce document est rédigé du point de vue du propriétaire de l'usine. Si l'exploitant n'a pas les mêmes motivations que le propriétaire, les coûts d'opportunité peuvent être différents et mal alignés sur ceux du propriétaire.

Steve Hanawalt est vice-président exécutif et cofondateur de Power Factors LLC.