Cet article est le septième d'unesérie de huit articles publiés sur le site . Il traite des quatre principaux défis liés à la surveillance des performances solaires et des moyens de les surmonter.
Comme nous l'avons expliqué dans le troisième article de cette série, l'objectif d'un logiciel de surveillance solaire est de caractériser la performance opérationnelle de l'équipement de l'usine afin de s'assurer que l'équipement fonctionne bien. Pour la classe d'actifs solaire, cela est particulièrement difficile car les générateurs électriques des systèmes solaires à grande échelle (modules solaires) ne sont pas mesurés.
Toutes les autres catégories d'actifs de production d'électricité attachent de nombreux capteurs aux générateurs électriques. Une turbine à gaz, par exemple, possède des centaines d'étiquettes de données par générateur. Une éolienne typique est équipée de plus d'une centaine de capteurs. Un module solaire photovoltaïque n'a pas de capteurs - pourtant, c'est la somme de tous ces petits générateurs qui produit en fin de compte toute l'électricité fournie par une centrale solaire.
Ainsi, si nous ne pouvons pas "voir" les générateurs électriques à partir de notre logiciel de surveillance solaire, comment pouvons-nous espérer connaître la santé opérationnelle de ces actifs et de l'équipement qui les connecte à un onduleur ? C'est le défi de la granularité dans la catégorie des actifs solaires et la raison pour laquelle Power Factors a développé Drive Pro, notre plateforme logicielle innovante de gestion des performances des actifs (APM) pour l'énergie solaire.
Si nous avons besoin de capacités de surveillance granulaire pour détecter les pertes de performance dans le réseau de courant continu, pourquoi ne pas simplement ajouter des capteurs aux modules des grandes centrales solaires, comme le font d'autres catégories d'actifs ?
L'industrie n'a pas adopté cette approche car le volume des générateurs d'une centrale solaire est environ 500 000 fois supérieur à celui d'une centrale fossile équivalente. L'ajout de capteurs aux modules photovoltaïques n'est tout simplement pas rentable. Et si les capteurs au niveau des modules deviennent un jour économiquement réalisables, le facteur de confiance de Drive Pro dans l'identification des problèmes de performance des panneaux photovoltaïques ne fera que s'améliorer.
En attendant, nous devons travailler avec les données qui nous ont été communiquées.
Comme nous l'avons vu dans les articles précédents de cette série, la plupart des pertes de performances photovoltaïques se produisent dans le réseau CC et sont très difficiles à détecter avec des méthodes automatisées. Les installations photovoltaïques typiques connectées au réseau surveillent le réseau aux bornes AC de l'onduleur et parfois à ses bornes DC. La plateforme de gestion des performances des actifs (APM) Drive Pro comprend des modèles énergétiques au niveau le plus détaillé - le module PV lui-même - et pour chaque actif énergétique entre le module et l'onduleur, y compris les trackers.
Si l'usine ne dispose que d'un système de mesure de la puissance AC de l'onduleur, nous pouvons tout de même en savoir beaucoup sur les performances de l'équipement du réseau DC. Le module innovant Data Capability de Drive Pro attribue un score à chaque actif en fonction du niveau actuel de qualité de l'instrumentation disponible sur le site.
Les sites ayant un score de capacité de données élevé seront capables de détecter les pertes d'énergie plus en profondeur dans le réseau et avec un facteur de confiance plus élevé. Inversement, les sites ayant un score de capacité de données plus faible ne pourront détecter que les pertes d'énergie plus proches de l'onduleur et/ou avec un facteur de confiance plus faible.
Une fois que le seuil de capacité de données est atteint, Drive Pro est capable de détecter les problèmes de performance des baies DC, mais les analystes et les techniciens peuvent avoir besoin de passer plus de temps sur le travail de diagnostic pour les sites moins "capables de données".
Les sites qui disposent de capteurs de tension et/ou de courant CC aux bornes d'entrée de l'onduleur ou au niveau de l'armoire de raccordement seront en mesure de tirer parti des signatures de défaillance de performance à un niveau très discret du réseau. Les outils DC Outage et DC Characterization de Drive Pro sont activés lorsque les données de tension et de courant DC sont disponibles.
Pour les sites moins bien instrumentés, Drive Pro peut déduire les effets en amont des données en aval. Par exemple, avec un accès aux données de surveillance de la puissance de l'onduleur uniquement, Drive Pro peut détecter les pannes de la boîte de raccordement ou l'encrassement du réseau, mais pas les pannes au niveau du module ou de la chaîne. Pour d'autres pertes de réseau CC, la surveillance de l'onduleur détectera un problème, mais ne sera pas en mesure d'identifier le(s) bien(s) exact(s) affecté(s).
Drive Pro adore les données - plus il y en a, mieux c'est - et peut générer de puissantes analyses avancées, même pour les installations qui ne disposent que d'un système de surveillance de la puissance des onduleurs.
Il est important non seulement que les pertes soient identifiées, mais aussi qu'elles soient comptabilisées avec précision dans le cadre du bilan énergétique global de l'installation. Si la comptabilisation de l'énergie par type et par actif n'est pas effectuée correctement, les pertes peuvent être comptabilisées deux fois.
Il s'agit non seulement d'une violation de la première loi de la thermodynamique, mais aussi d'indicateurs clés de performance et de rapports de performance trompeurs. Pire encore, les analystes et les techniciens risquent de perdre leur temps à chercher des problèmes qui n'existent pas en réalité.
Drive Pro utilise un système standardisé de catégorisation des pertes et maintient un bilan énergétique global de l'usine pour s'assurer que les pertes ne sont pas comptabilisées deux fois. Si la capacité des données du site ne permet pas de spécifier clairement une perte, ces pertes sont placées dans la catégorie "résiduelle", ce qui signifie que Drive Pro sait qu'il y a des pertes mais ne dispose pas des informations nécessaires pour attribuer en toute confiance ces pertes à des catégories ou à des actifs spécifiques.
Si le problème de la granularité des données n'est pas résolu, votre système de contrôle ne sera pas en mesure de détecter où se situent les pertes de performance des PV ou il en attribuera incorrectement l'ampleur. Dans les deux cas, les pertes resteront des pertes et l'efficacité de l'équipe sera sous-utilisée.
Drive Pro a été développé pour relever le défi de la granularité des performances solaires. En quelques clics, l'utilisateur peut mieux comprendre les problèmes sous-jacents propres à une installation et à son équipement, puis créer en toute confiance un plan d'action pour y remédier.
Vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont la plateforme de gestion de la performance des actifs (APM) Drive Pro de Power Factors vous aide à relever le défi de la granularité ?
Steve Hanawalt est vice-président exécutif et fondateur de Power Factors.