Modules bifaciaux

ARTICLE #1 DANS 10 CHANGEMENTS DANS LA GESTION DES ACTIFS SOLAIRES AUXQUELS IL FAUT SE PRÉPARER DÈS MAINTENANT

Les modules solaires bifaciaux font fureur, et pour cause : Produire de l'électricité à partir des deux côtés du module est tout simplement logique. Avec des coûts de fabrication en baisse et une capacité de production supérieure à celle de leurs cousins monofaciaux, qu'est-ce qui ne plaît pas ?

Mais, bien sûr, l'introduction de toute nouvelle technologie comporte des opportunités et des risques uniques. Passons en revue les éléments que les gestionnaires d'actifs doivent prendre en compte lorsqu'ils ajoutent la technologie du mode bifacial à leur portefeuille d'énergie solaire.

CE QU'IL FAUT PRENDRE EN COMPTE AVANT D'INSTALLER DES PANNEAUX BIFACIAUX

Bien que la fabrication et l'emballage des modules soient similaires pour les modules solaires monofaciaux et bifaciaux, l'application des modules bifaciaux sur le terrain introduit de nouveaux risques et opportunités opérationnels. Passons en revue les impacts potentiels sur la fiabilité, la maintenance, la flexibilité opérationnelle, la fiabilité et la longévité, ainsi que l'analyse du rendement.

IMPACTS SUR LA FIABILITÉ

DES COURANTS DE FONCTIONNEMENT PLUS ÉLEVÉS

Comme les modules bifaciaux produisent 5 à 20 % d'énergie en plus que les modules monofaciaux, les cellules solaires voient leur courant de fonctionnement augmenter proportionnellement. Un courant plus élevé signifie des températures plus élevées et des températures de fonctionnement plus élevées entraînent des contraintes plus importantes sur les matériaux.

En d'autres termes, les modules bifaciaux peuvent connaître des points chauds plus importants que les modules monofaciaux et la fiabilité des panneaux peut être compromise. Demandez à votre fournisseur comment il a atténué ces risques et quel est l'impact sur les taux de défaillance des modules.

infonuagique EDGE EFFECT

L'effet de bord infonuagique est un pic dans le courant de fonctionnement du module lorsque l'irradiation solaire est réfléchie par les nuages environnants. Tout comme pour les courants de fonctionnement plus élevés, nous constatons l'impact instantané accru de l'effet de bord infonuagique avec les modules bifaciaux. Ces courants transitoires élevés vont-ils faire sauter les diodes de dérivation ou créer des points chauds dans les cellules ? Demandez à votre fournisseur comment il a pris en compte ce facteur de stress supplémentaire dans la conception et le fonctionnement de ses modules.

NON-HOMOGÉNÉITÉ

Les modules bifaciaux peuvent générer des courants de fonctionnement du panneau et de la chaîne plus importants et non homogènes dans le système. Cette disparité des courants continus du réseau peut entraîner en aval des problèmes de désadaptation des modules et de suivi de la puissance de l'onduleur. Avez-vous pris en compte ces impacts dans votre modèle de performance du projet et dans vos plans d'inspection O&M ? Comment allez-vous vérifier que le contrôle MPPT de l'onduleur fonctionne dans diverses conditions d'exploitation ?

HAUTEUR DU TRAQUEUR

Les modules bifaciaux doivent être montés plus haut que les modules traditionnels afin d'exposer l'arrière du panneau à une lumière solaire plus réfléchissante. Des hauteurs de montage de modules plus élevées entraîneront des charges de vent plus importantes, des contraintes sur les matériaux et éventuellement des défaillances ou des coûts plus élevés pour le système de rayonnage. Demandez à l'équipementier de votre suiveur ce qu'il a fait pour tenir compte de ces contraintes matérielles plus élevées.

IMPACTS DE LA MAINTENANCE

NETTOYAGE

Le nettoyage d'un module bifacial devrait être deux fois plus coûteux que celui d'un module monofacial, puisqu'il faut nettoyer l'avant et l'arrière. Toutefois, les experts s'accordent à dire que le module arrière ne doit être nettoyé que rarement, voire jamais.

Cependant, la position de montage plus élevée des bifaces peut entraîner des coûts de nettoyage des modules plus élevés, car la plupart des équipements et du personnel sont configurés pour nettoyer les modules plus près du sol. Assurez-vous que votre devis de nettoyage de modules est basé sur une installation bifaciale.

TAUX DE COUVERTURE VÉGÉTALE INFÉRIEURS (CPC)

Les modules bifaciaux bénéficient de taux de couverture du sol plus faibles (grâce à des rangées de panneaux DC plus larges) que les centrales solaires traditionnelles. L'espace plus important entre les rangées de modules peut faciliter la navigation des équipements de nettoyage et de gestion de la végétation le long des rangées. La densité de puissance des modules bifaciaux (MW/acre) étant plus élevée que celle des centrales monofaciales, les coûts de gestion de la végétation devraient être réduits.

OPÉRATIONS DE FAUCHAGE

La végétation saisonnière peut avoir un impact important sur l'albédo solaire du site (réflectivité du sol), qui est à l'origine de la production d'énergie du module arrière. Par conséquent, les pratiques de gestion de la végétation peuvent varier considérablement entre une installation monofaciale et une installation bifaciale sur le même site.

Par exemple, l'albédo de l'herbe sèche ou du sol est nettement plus élevé que celui de l'herbe verte. Les exploitants peuvent envisager de faucher tôt et de couper court pour décourager la croissance de la végétation et obtenir une production de modules arrière plus élevée.

Une autre considération est l'impact négatif du désherbage ou de la tonte, l'herbe humide pouvant se coller à l'arrière du module. Bien que cela soit à déconseiller pour les plantes monofaciales, l'impact négatif pour les bifaciaux serait encore plus important. Compte tenu de ce qui précède, le pâturage ovin peut être la meilleure solution pour gérer la végétation du site d'une centrale bifaciale.

IMPACT SUR LA FLEXIBILITÉ OPÉRATIONNELLE

L'ALBÉDO ET LA RÉFLECTIVITÉ DU SOL

L'albédo local peut avoir un impact important sur la production de modules. Certaines applications de réflectivité du sol, telles que la pulvérisation de chaux agricole, sont en cours d'évaluation. Le fait de disposer de données d'exploitation permettant de savoir si et quand il faut procéder à des applications au sol peut augmenter de manière significative la production annuelle d'énergie.

OPTIMISATION DU SUIVI

Le suivi de la lumière du soleil dans des conditions de ciel bleu est toujours optimal pour la production d'énergie. Cependant, dans certaines conditions nuageuses, le suivi de la lumière diffuse peut augmenter la production de plus de 1 %. La capacité à détecter ces conditions et à passer automatiquement le contrôle du suiveur en mode lumière diffuse peut avoir un impact positif sur la rentabilité de l'usine.

GESTION DE LA VÉGÉTATION

Comme nous l'avons vu plus haut, savoir quand couper et à quelle fréquence n'est plus une décision basée sur le calendrier, mais une question de calendrier économique qui nécessite des données d'exploitation et une analyse du seuil de rentabilité.

NETTOYAGE DU MODULE

En dehors des sites où des aérosols collants sont présents dans l'air, les faces arrière des modules bifaciaux ne devraient pas avoir besoin d'être nettoyées. Par conséquent, le calendrier de nettoyage des modules bifaciaux peut être différent de celui des sites dotés de modules monofaciaux. Dans certains cas, la fréquence de nettoyage peut être réduite, car les modules arrière peuvent encore produire à pleine capacité alors que les modules avant ont perdu une partie de leur capacité de production. Veillez à prendre en compte les ratios de production des modules arrière dans votre modèle économique global lorsque vous calculez les fréquences de lavage des modules.

FIABILITÉ ET LONGÉVITÉ

Les modules monofaciaux ont des encapsulants en face arrière qui respirent, libérant des dégagements gazeux de polymère. Les modules bifaciaux n'en sont pas équipés, et le dégagement gazeux de polymère emprisonné peut provoquer des bulles et une délamination. Examinez avec le fabricant du module la manière dont il traite ce problème et l'impact qu'il pourrait avoir sur les taux de défaillance, la dégradation des performances et la durée de vie du module.

ANALYSE DU RENDEMENT

La modélisation des performances des modules bifaciaux par rapport aux prévisions n'en est qu'à ses débuts. L'industrie a besoin d'une validation approfondie des modèles énergétiques bifaciaux à l'aide de données d'exploitation historiques afin que les résultats puissent être réinjectés dans les modèles pour les améliorer. Comment allez-vous extraire des données d'exploitation propres de votre plateforme de surveillance pour alimenter les modèles de performance et réduire l'incertitude des prévisions de production ?

De même, lors du suivi des performances bifaciales sur le terrain, il faut s'assurer que les paramètres de fonctionnement supplémentaires sont enregistrés et que le modèle de performance attendu est adapté aux conditions du site tel qu'il a été construit.

RÉSUMÉ

L'introduction de modules bifaciaux à grande échelle sur le marché de l'énergie solaire est une bonne chose. Néanmoins, l'innovation technologique s'accompagne toujours d'un risque technologique. Si vous pensez que la solution générale pour faire face à ces risques et opportunités est d'acquérir de meilleures informations pour la prise de décision, vous avez raison.

De meilleures données et de meilleurs modèles sont nécessaires à la fois dans les phases de développement et d'exploitation du projet. Armé de bons modèles, d'hypothèses éclairées et de données d'exploitation précises, le gestionnaire d'actifs peut évaluer les risques et les opportunités spécifiques au projet et intégrer avec succès la technologie des modules bifaciaux dans la prochaine génération d'actifs d'énergie solaire.

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

Pour plus d'informations, veuillez nous contacter à l'adresse info@pfdrive.com ou visiter notre site web.

Nous remercions tout particulièrement Jenya Meydbray, PDG de PVEL, pour la majeure partie du contenu concernant la mise en œuvre de la technologie bifaciale dans une installation de production d'énergie solaire.