Analyse approfondie des performances des installations solaires
Les enquêtes techniques menées sur le terrain permettent aux parties prenantes du projet d'identifier les causes profondes des performances insuffisantes des modules photovoltaïques dans des conditions réelles d'utilisation.
Selon kWh Analytics, un expert de premier plan en matière d'évaluation et d'atténuation des risques liés à l'énergie solaire, la sous-performance des projets constitue une préoccupation réelle et croissante. Dans l' édition 2021 de son rapport « Solar Risk Assessment », kWh Analytics avertit que « 1 projet [solaire] sur 8 affiche systématiquement des performances inférieures à son scénario pessimiste (P99) sur plusieurs années ». Si la plupart des projets solaires répondent aux attentes en matière de performance, kWh Analytics souligne que les installations dont les performances sont systématiquement inférieures aux prévisions menacent les prêts solaires en tant que classe d'actifs.
L'analyse technique est une enquête approfondie visant à déterminer la cause profonde des performances insuffisantes d'une installation photovoltaïque. Les défaillances des onduleurs ou les estimations de production inexactes sont souvent — mais pas toujours — à l'origine des performances insuffisantes, réelles ou perçues, d'une installation. Si l'état des modules photovoltaïques est suspect, les analyses techniques sur site, menées avant ou après la date de mise en service commerciale, constituent un outil précieux pour atténuer les risques liés aux performances.
Les enquêtes médico-légales menées sur le terrain constituent un outil inestimable pour atténuer les risques liés à la performance.
ÉVALUATION INITIALE
L'un des meilleurs moyens pour les parties prenantes d'un projet de réduire les risques liés à celui-ci consiste à faire appel à un tiers qualifié pour réaliser une évaluation de référence de l'état du module lors de la mise en service du projet. En effet, comme elle permet d'obtenir des mesures de haute qualité avant le début de l'exploitation commerciale, une évaluation de référence approfondie offre des avantages à court et à long terme tout au long de la durée de vie d'une installation photovoltaïque.
À court terme, une évaluation de référence lors de la mise en service améliore la précision des estimations de performance du système. Les bailleurs de fonds et les assureurs s’appuient largement sur des estimations probabilistes de la performance des installations photovoltaïques en service. De nombreuses installations photovoltaïques sont financées par emprunt, en partant du principe que les flux de trésorerie d’exploitation de l’installation permettront de rembourser le prêt. Par conséquent, améliorer la précision des estimations de performance du système réduit en fin de compte le risque de défaut de paiement.
Il est difficile de traiter une demande de garantie ou d'indemnisation sans disposer de mesures de référence de haute qualité effectuées au début du cycle de vie du projet.
À long terme, les évaluations de mise en service de référence présentent également des avantages pour les propriétaires et les exploitants de systèmes. Il est en effet difficile de traiter une demande de garantie ou de remboursement d'assurance sans disposer de mesures de référence de haute qualité enregistrées au début du cycle de vie du projet. Outre la détermination de l'état de santé initial des modules, une évaluation de mise en service de référence permet de documenter les risques spécifiques au site liés à l'environnement, à la conception ou à la qualité de l'installation.
ESSAIS D'ÉCLAIRAGE DE JOUR
Les tests d'électroluminescence (EL) utilisent un système de caméras spécial pour enregistrer les émissions lumineuses qui se produisent lorsqu'un courant électrique traverse des cellules photovoltaïques. Les tests EL sont pratiqués depuis longtemps en laboratoire, où ils servent à détecter un large éventail de défauts cachés dans les modules. Autrefois réservés à des environnements intérieurs contrôlés, ces tests sont désormais de plus en plus courants dans le cadre d'enquêtes techniques sur le terrain.
RETC réalise des tests EL de jour dans le cadre d'enquêtes médico-légales sur le terrain. L'imagerie EL de jour est une méthodologie techniquement avancée qui présente deux avantages distincts par rapport aux approches antérieures. Premièrement, cette méthodologie de test EL permet aux techniciens de tester les modules in situ, ce qui accélère le processus de test et élimine les dommages causés aux cellules par le démontage et la manipulation des modules. Deuxièmement, les tests EL de jour évitent de devoir tester les modules dans l'obscurité de la nuit, ce qui améliore encore la sécurité et le rendement.
Les résultats des tests EL réalisés sur site sont précieux pour identifier les défauts de fabrication majeurs, les dommages survenus lors de l'expédition et du transport hors site, les dommages liés à la manutention ou à l'installation sur site, ou encore les dommages résultant de phénomènes météorologiques extrêmes tels que la grêle, le vent ou la neige. Les parties prenantes du projet utilisent ces images pour repérer les dommages subis par les cellules, susceptibles d'entraîner des non-conformités thermiques, des points chauds et une baisse future des performances des modules.
Lorsqu'elles sont correctement documentées et consignées, les images EL réalisées par un tiers peuvent faciliter le règlement des demandes de garantie et des sinistres. Contrairement à l'imagerie infrarouge (IR) aérienne, qui se contente d'identifier les emplacements potentiels des problèmes de performance, les analyses EL réalisées de jour permettent de mettre en lumière les causes profondes des baisses de rendement. Ces conclusions profitent aux parties prenantes du projet en accélérant la résolution des problèmes et en minimisant les pertes de production.
MAINTENANCE PRÉVISIONNELLE
Les analyses de performance sur site réalisées par des tiers s’avèrent particulièrement utiles lorsqu’elles sont associées à une plateforme de surveillance robuste et à des protocoles de maintenance prédictive. À mesure que les modules photovoltaïques vieillissent, les installations en service courent un risque accru de baisse de performance. Les microfissures au niveau des cellules n’ont souvent pas d’impact sur les performances des modules lorsqu’ils sont neufs, mais ce n’est pas nécessairement le cas à mesure que les installations vieillissent. Après 5 ou 10 ans d’exploitation, certains modules continuent de fonctionner comme prévu, tandis que d’autres subissent une dégradation accélérée.
Dès lors que certaines cellules commencent à se comporter différemment, ce décalage thermique risque d'engendrer un cercle vicieux conduisant à un décalage encore plus important.
« Dans le cadre de notre programme de surveillance des performances photovoltaïques, le déséquilibre thermique est un phénomène que nous surveillons de près », explique le Dr Ralph Romero, directeur général senior des services de conseil en infrastructure numérique chez Black & Veatch. « Dès que certaines cellules commencent à se comporter différemment, ce déséquilibre thermique peut créer un cercle vicieux conduisant à un déséquilibre accru. Le déséquilibre thermique résultant de cellules fissurées ou d’autres causes doit faire l’objet d’une surveillance étroite, car il peut entraîner une baisse considérable des performances du système photovoltaïque. »
Il n’est pas aisé de faire la distinction entre les « bons » et les « mauvais » modules, en particulier dans les systèmes déployés après l’adoption par le ministère américain du Commerce de ses politiques en matière de droits antidumping et de droits compensateurs (AD/CVD). Les grands projets qui semblent faire appel à un seul fournisseur de modules peuvent en réalité intégrer des modules fabriqués à partir de cellules provenant d’une douzaine de fournisseurs différents. Chaque nomenclature (BOM) étant unique, chacune présente un profil de risque différent.
« Il est important de mettre en place un protocole de maintenance prédictive », explique M. Romero. « Nous connaissons des plateformes de surveillance numériques très efficaces pour identifier les causes profondes potentielles d’une baisse de performance, et ce à un niveau très détaillé, tant pour les portefeuilles d’actifs décentralisés que pour les grands réseaux de services publics. »
« Si nous soupçonnons que les modules photovoltaïques affichent un rendement insuffisant et que les causes profondes ne peuvent être identifiées par la surveillance des performances », poursuit Romero, « nous pouvons faire appel à l’équipe d’analyse approfondie pour identifier les causes profondes de ce rendement insuffisant. Forts de ces informations, nous pouvons élaborer un plan d’action fondé sur une analyse coûts-avantages des mesures correctives potentielles. Tout en concevant une solution rentable qui améliore immédiatement les performances du système, nous pouvons également prendre des mesures pour éviter que ce sous-rendement ne se reproduise à l’avenir. »
Pour plus d'informations, consultez :
Rapport 2022 du RETC sur l'indice des modules photovoltaïques