Vue d'ensemble des systèmes de monitoring et des méthodes d'analyses de rendements - Leo-Philipp Heiniger, Planair SA - Swissolar

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Vue d'ensemble des systèmes de monitoring et des méthodes d'analyses de rendements - Leo-Philipp Heiniger, Planair SA - Swissolar

Vue d’ensemble des systèmes de monitoring et des
       méthodes d’analyses de rendements

                              Leo-Philipp Heiniger, Planair SA

                                                            1

2
                                     Les prestations de Planair SA

                       4 spécialistes dédiés au solaire offrant des
                        prestations comme tiers neutre pour:
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                       Etudes et planification
                            Audits de site
                            Check autoconsommations
                            Projets pilotes
                            Planification d’installation selon SIA

                       Monitoring
                          Mise en place du système de monitoring
                           (configuration dataloggers & plateforme)
                          Suivi annuel des installations (14 installations)
                          Contrôle du productible (garanti contractuellement)

3
Swissolar PV Update        Une référence intéressante
  21 octobre 2015

                      http://iea-pvps.org/index.php?id=276

4
Swissolar PV Update           Plan de la présentation

                           Les systèmes de monitoring
  21 octobre 2015

                                 Comment choisir

                            Les analyses de rendement

                      Les influences sur le rendement calculé

5
                                        Le but du monitoring

                       Connaître sa production énergétique
                       Comparer installations / strings / modules
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                          Journalier / mensuel / annuel
                       Assurer le bon fonctionnement de l’installation
                            Modules, Onduleurs, Câblage
                            Gestion des alarmes
                            Interagir en cas de défaillance
                            Remplacement de matériel défectueux
                       Connaître le rendement global de l’installation
                          Production par rapport à la production théorique
                       Contrôler le productible garanti contractuellement

6
Swissolar PV Update   Une multitude de solutions existent
  21 octobre 2015

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                                Principe de base du monitoring

                      Installation PV               Onduleur
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                      Alarmes       Données météo
                                    satellite                    Données météo
                                                                 d’une sonde

                                                                     Données
                                                                     compteur
                       Plateforme Web               Datalogger       eléctrique

8
                             Une multitude de solutions existent

                                                 FTP

                                             GPRS / Internet
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                        Plateforme Web                         Datalogger

                                                                       -
                       Systèmes onduleurs

                                                                            Degré de flexibilité
                         Centraux
                         String
                         Micro-onduleurs / Optimiseurs
                       Systèmes indépendants «hardware»
                       Systèmes indépendants «software»

                                                                       +

9
                                          Les systèmes onduleurs
                         Les avantages:
                          Prix intéressants (plateforme souvent gratuite)
                          Plutôt facile à configurer
Swissolar PV Update

                          Plateformes évidentes
  21 octobre 2015

                         Les inconvénients:
                         Limités et liées à un fabricant d’onduleur,
                         Possibilité de personnalisation réduite (rapports, graphiques,
                           alertes)
                         Pas de données satellites disponibles
                      Pour: Particuliers, petits gestionnaires avec mêmes onduleurs
                         Exemples:       LTI (http://www.pvmapp.com/)
                                         SMA (http://sunnyportal.com/)
                                         ABB (https://easyview.auroravision.net/)
                                         SolarMax (https://portal.solarmax.com/...)
                                         Solaredge (https://monitoring.solaredge.com/)
                                         Enphase (https://enlighten.enphaseenergy.com/)

10
                                 Onduleur Central: LTI  PVmapp

                      Suivi par parc PV
                       Comparaison entre onduleurs impossible
                       Données météo sur site recommandées
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                       Option ‘string monitoring’ (assez coûteux)

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                                Onduleur String: SMA SunnyPortal

                      Suivi par String
                       Suivi de la production par onduleur  comparaison entre onduleurs
                       Option pour installer des sondes (Irradiation, T, vent)
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                       Jusqu’à 50 onduleurs SMA sur un datalogger

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                                 Micro-Onduleur: Enphase  Enlighten

                      Suivi par panneau
                       Jusqu’à 600 micro-onduleurs sur un datalogger
                       Chaque panneau est suivi individuellement
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                           (orientation, inclinaison, fabricant)
                       Permet des interventions sur site rapides et ciblées

                                                                      Ombrage

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                               Les systèmes indépendants «hardware»

                        Les avantages:
                         Indépendant des onduleurs
                         Datalogger lié à son propre portail
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                         Configuration du portail toujours identique

                        Les inconvénients:
                         Lié à un fabricant de datalogger
                         Prix du datalogger
                         Moins de flexibilité au niveau plateforme

                      Pour: Gestionnaires de parcs avec différents onduleurs qui
                            n’ont pas encore de dataloggers ou ont tous les mêmes

                        Exemples:       SolarLog (http://home.solarlog-web.ch/)
                                        Meteocontrol (http://www.meteocontrol.com/fr/)

14
                      Exemples: SolarLog & Meteocontrol

                                                     SolarLog
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                         Meteocontrol

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                             Les systèmes indépendants «software»

                      Les avantages:
                       Complète indépendance (onduleurs & dataloggers)
                       Pas de limites pour ajouter des futures installations
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                       Compatible avec parcs avec dataloggers existants

                      Les inconvénients:
                       Paramétrage peut être sophistiqué
                       Prix pour la plateforme (activation + annuel)

                      Pour: Gestionnaire de différentes installations avec des
                            onduleurs et dataloggers différents

                      Exemples:       3E SynaptiQ (https://sqo.3esynaptiq.com)
                                      Egon (http://satherm.ch/)
                                      Skytron (http://www.skytron-energy.com/pvguardportal...)

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Swissolar PV Update   Examples: 3E SynaptiQ & Egon
  21 octobre 2015

                                                     SynaptiQ

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                                         Comment choisir?

                       Besoins / cahier des charges / intérêt
                       Compatibilité entre systèmes
Swissolar PV Update

                       Concept d’exploitation
  21 octobre 2015

                          Par exploitant, par installateur, par un tiers neutre
                       Topologie d’onduleur
                          Gros onduleurs:  intervention immédiate
                          Parc de micro-onduleur:  intervention par ex. à 3%
                           des pannes
                       Besoin de prévisions
                          Autoconsommation, grands parcs PV
                       Besoin de personnalisation
                       Besoin de données satellites

18
                              Comment suivre son installation?

                       Production (kWh) ou productible (kWh/kWp)
                          Journalière / mensuelle / annuelle
                       Performance Ratio (%) ou productible corrigé par
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                        irradiance effective
                          Relation entre production effective & production théorique
                       Comparaison entre onduleurs
                       Comparaison de puissance mensuelle maximale
                        d’une année à l’autre
                       Gestion des alarmes et calendrier d’intervention

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Swissolar PV Update             Comparaison entre onduleurs
  21 octobre 2015

                       Onduleur 3 (vert) montre un plus faible productible
                        autres à cause d’un ombrage plus important

Swissolar PV Update
                      20
  21 octobre 2015
                      Comparaison mensuelle / annuelle

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                             Ratio de performance (performance ratio)

                      Performance Ratio (PR)
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                       Inclut toutes les pertes du système
                         • Niveau modules / array
                         • Niveau Onduleurs
                         • Niveau câblage (DC & AC)
                       Met en relation la production effective avec l’irradiation
                       Permet de comparer des installations à des endroits / orientations
                        différents

22
                            Ratio de performance (performance ratio)

                      Le PR est influencé par:
Swissolar PV Update

                       Température des modules / ventilation
  21 octobre 2015

                       Pertes due à un faible niveau d’irradiation
                       Ombrages proches
                       Salissure des modules / neige
                       Pertes ‘mismatch’, pertes ohmiques
                       Pertes onduleurs
                       Disponibilité du système
                       Mesure de l’irradiance effective  satellite, sonde, pyrano

23
                      Sources d’incertitude pour la prévision du rendement
                      Simulation avec PVSyst 6 pour Yverdon-les-Bains
                      62.4 kWp, inclinaison: 15°azimut: 10°             PR: 84.4%
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                                                                        Source météo
                             1403 kWh/m2

                                                                        Ombrages &
                                                                        Reflexions

                                                                        Pertes DC

                                                                        Pertes AC

                      Productible: 1143 kWh/kWp

24
                            Performance ratio – Données météorologiques

                          PR
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                      Satellite                          Sonde                  Pyranomètre
                      +    Pas d’installation        +   Ratio précision/prix   +   Précision journalière (+/-2%)
                           nécessaire                +   Calibrage facile       +   Dépend peu de T
                      +    Pas d’encrassement                                   +   Moins d’encrassement

                                                     -    Dépendance de         -   Coûts (3000 CHF)
                      -    Disponibilité?                 la température
                      -    Ombrages proches          -    Encrassement
                           non inclus
                      -    Peu de précision court-
                           terme
                      -    Peu de précision en
                           montagne                  Orientation / Ombrage des capteurs !

25
                      Sources d’incertitude pour la prévision du rendement

                        Source météo
Swissolar PV Update
  21 octobre 2015

                       PVGIS-3 vs. PVGIS-CMSAF
                         PVGIS-3: interpolation de mesures de stations météo (1980-1990)
                         PVGIS-CMSAF: satellites (1998-2005 & 2006-2011)
                            CMSAF est 5-15% plus haute

26
                      Sources d’incertitude pour la prévision du rendement

                      Irradiation         Méthode de calcul: Ihorizontale  Iinclinée
                                          Ratio d’irradiance directe/diffuse & albedo
Swissolar PV Update

                                          Calcul des ombrages
  21 octobre 2015

                                          Angle d’incidence (FIAM= 1- b0*(1/cos(i)-1))

                                        NOCT: valeur défaut vs. valeur fabricant
                      Modules/Arrays

                                        Irradiation faible (les modèles courants sous-estiment
                                           le rendement à faible irradiance)
                                        Perte qualité modules (Pmodule effective)
                                        Pertes ohmiques / mismatch
                      Onduleur

                                        Rendement Onduleur
                                        Disponibilité système

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                                 Comparaison entre PRcalc & PReff

                      Différences peuvent être dues à:
Swissolar PV Update

                         Sur / sous estimation des pertes dans PRcalc
  21 octobre 2015

                         Négligence / évolution des ombrages
                         Encrassement / neige
                         Conditions météo changées (T, Irrad. diffuse)

                       Incertitude au niveau compteur (faible: +/- 0.5%)
                       Mesure de l’Irradiation effective pour PReff

                       Irradiance mesurée par sonde Si est 2-4% plus
                        faible que l’irradiance mesurée par pyranomètre

                                  PRSi > PRpyrano

28
                               Merci de votre attention

     Leo-Philipp HEINIGER

     PLANAIR SA • INGENIEURS CONSEILS SIA
     Galilée 6 • CH-1400 Yverdon-les-Bains •
     Suisse
     T +41 (0)24 566 52 16 • F +41 (0)32 933 88 50
     leo.heiniger@planair.ch • www.planair.ch

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