Monitoring et suivi des installations PV

Monitoring et suivi des installations PV – Conférence RBF, 7 novembre 2012, Mont-Saint-Guibert

Monitoring et suivi des installations PV

Conférence RBF Enjeux et développement du secteur photovoltaïque en

Wallonie et à Bruxelles pour les années à venir

Mont-Saint-Guibert, 7 novembre 2012

Jonathan Leloux Instituto de Energía Solar

Universidad Politécnica de Madrid [email protected]


Monitoring et suivi des installations PV à la sauce PVQUAL

« Pour diagnostiquer les problèmes éventuels de production, PVQual

encourage le suivi continu des installations. Les données de production,

récoltées manuellement ou automatiquement, seront analysées et

procureront des résultats qui alimenteront la démarche qualité. »

Démarche Qualité PVQUAL, 4ème pilier

BUT? Diagnostiquer les problèmes éventuels de production

COMMENT?

1) Récolter les données de production (manuellement ou automatiquement)

2) Analyser les données et présenter des résultats

3) Alimenter la démarche qualité


Expérience IES-UPM sur monitoring et suivi des installations PV

• Mesures in-situ et monitoring centrales solaires multimegawatt

– Plusieurs dizaines de centrales PV (+250 MW)

– Contrôles de qualité détaillés in-situ

– 5 ans de données de monitoring avec 1 donnée/sec

– Détection de défauts cachés

– Etude des fluctuations de puissance sur réseau

• Analyse données BDPV (+10.000 systèmes PV résidentiels)

• Analyse données monitoring compteurs intelligents

• Coordination projet de recherche européen (budget = 6 M€)

PV CROPS (PhotoVoltaic Cost r€duction, Reliability, Operational performance,

Prediction and Simulation)


RES

Le monitoring répond à une demande générale

J’espère bien

produire

pendant 25 ans

sans trop de

problèmes…

Encore un client

qui m’a fait

monter sur son toit

alors que tout

marche bien

Et vous êtes

sûrs que ça vaut

la peine de

financer la

recherche dans

cette

technologie?

Le tube de

l’été! ♥♥♥

Comment vérifier la

qualité des installations

PV sans devoir toutes les

visiter?


La réalité diffère souvent des prévisions

Energie annuelle estimée par l’installateur au client (kWh/kWc)

En

erg

ie p

rod

uit

e p

ar

l’in

sta

llati

on

PV

(k

Wh

/kW

c)


Acquisition données: grande variété de systèmes

Matériel Données Relevé Fréquence Erreur (%)

Coût (€)

Compteur

Energie accumulée

Manuel 1/mois 0,5% 0€

Compteur électronique

Télérelevé 1/10 min,

1/h, 1/jour

0,5% 50-100 €/an

Onduleur Puissance, Courant,

Tension, Autres… (DC+ AC)

Manuel Télérelevé Internet

Inexistant

1/10 min, 1/h,

1/jour Jamais

1-10% 0-50 €/an


Alternatives actuelles pour analyser les données PV

Utiliser les logiciels d’analyse

accompagnant le matériel

– Basés sur ratios instantanés entre

production et radiation (PR)

– Analysent les systèmes PV un par un

comme des entités indépendantes

Ne rien analyser du tout!

Comparer sa production mensuelle à celle de ses voisins (BDPV)


Performance Ratio (PR) vs Performance Index (PI)

Performance Ratio (PR)

Comparaisons production système réel

vs production système sous conditions standard de test (STC)

Peu représentatif de la productivité intrinsèque du système (affecté par Tº,

radiation, spectre,…)

Performance Index (PI)

Comparaison production système réel vs système de référence (très haute qualité)

Représentatif de la productivité intrinsèque du système photovoltaïque

• PI < 100% système pas aussi productif que le système de référence

• Variations de PI pannes, dégradation, déconnexion,…

référence

produite

E

EPI

GdtG

P

E

E

EPR

STC

STC

produite

STC

produite


Le PI fournit un indice qualité beaucoup plus stable

Mois de l’année


Déconnexion fréquente onduleur/réseau

Temps (min) pendant une journée


Salissure élevée

Temps (semaines)


Dégradation accélérée

Temps (mois)


Détection d’un problème d’ombrage

Angle solaire (º)


Masque d’ombrage énergétique équivalent


Analyses basées sur les corrélations

• Analyses par réseaux neuronaux

• Interconnexion entre données systèmes PV

• Relations spatiales

• Relations temporelles

• Relations statistiques

• Chaque information locale est intégrée globalement

• Chaque information globale est appliquée localement

• Les systèmes PV mesurent la radiation solaire


Production énergétique vs ORIENTATION

EN MOYENNE: pertes énergétiques 7%


Résultat analyse 10.000 systèmes PV en Belgique et France

- PI moyen: 85%

- Distribution Weibull (asymétrique)

Perte économique = 500 €/an

Perte économique = 200 €/an


BoxPlot du PI par fabricant de modules PV + ANOVA

+ ANOVA MULTIPARAMÈTRE: permet de détecter/isoler les causes

des différences de PI (module PV, onduleur, installateur, …)


Puissance réelle en moyenne 5% en dessous du catalogue

Modules mauvaise qualité

- Fabricants peu connus

- Modules CIS

Majorité des modules

Pas de corrélation entre origine

géographique et qualité

Modules haute qualité

- Tolérances positivives

- Modules HIT


Résultats par analyse monitoring installations résidentielles vs mesures in-situ sur grosses centrales

Module PV P (%) P (%) Dif (%)

[Nom fictice] [Monitoring] [Mesures in-situ]

PV1 -6.4 -7.1 0.7

PV2 -4.6 -3.1 -1.5

PV3 -10.7 -12.3 1.6

PV4 -1.3 -2.1 0.8

PV5 -6.1 -4.7 -1.4

PV6 -2.9 -5.2 2.3

PV7 -2.1 -2.2 0.1

PV8 -4.2 -3.2 -1.0

PV9 -6.4 -6.6 0.2


Lien entre monitoring, audit sur site et tests labo

AUDIT SUR SITE

« Les producteurs qui optent pour un installateur PVQual acceptent

explicitement de faire contrôler leur installation pour un audit qualité. Cet

audit permet d'évaluer la mise en œuvre technique et commerciale et le

bon fonctionnement de l'installation photovoltaïque. Un rapport périodique

sur la qualité des installations photovoltaïques en Région Wallonne est

disponible sur demande. »

Démarche Qualité PVQUAL, 3ème pilier

PISTES A EXPLORER

1) Détection cas suspects par monitoring

2) Audit sur site

3) Mesures labo sur échantillonage


Problèmes qui freinent les analyses des données

Format des données peu exploitable

Conflits d’intérêt sur résultats analyses entre installateur et client

Manque d’indépendance dans les analyses

Données stockées et jamais analysées (cimetière de données)

Données gardées jalousement par chacun et non partagées

Manque d’indices qualité acceptés par tous

Recherche de l’exclusivité plutôt que de l’efficacité

Manque d’exploitation des données pour feedback


Propositions pour promouvoir la qualité du PV

Etablir standards communs et exploitables d’échanges de données

Réaliser des analyses indépendante des installateurs et clients

Centraliser stockage données et les valoriser par analyses

Intégrer des indices qualité acceptés par tous dans PVQual

Lier de manière systématique monitoring, audit sur site et tests labo

Unir les efforts pour développer des méthodes d’analyse

Tirer profit de la spécialisation des tâches et des économies d’échelle

Générer de l’activité économique à partir du suivi des installations PV

Utiliser feedback données pour prendre les décisions stratégiques

POUVOIRS PUBLICS ET FEDERATIONS DOIVENT MENER LA DANSE


Conclusions

• Demande réelle des acteurs du secteur PV pour plus de suivi

• Pertes par défauts de performances = en moyenne 15% = 200 €/an

• Nécessités de méthodes avancées pour détecter défauts ocultes

• Plusieurs problèmes freinent actuellement le suivi des installations PV

• Les pouvoirs publics et fédérations peuvent être moteurs d’évolution


Contact

Jonathan Leloux

Email [email protected]

GSM (+34) 61 68 556 69

Skype jonathan.leloux.solar

LinkedIn www.linkedin.com/in/jonathanleloux

Documents

Monitoring et suivi des installations PV