L'industrie de l'énergie solaire est confrontée à divers défis, notamment les guerres commerciales, les politiques nationales, les conditions de raccordement au réseau, etc. Les installateurs et les propriétaires de centrales s'inquiètent de la rentabilité des centrales photovoltaïques, les fabricants de produits solaires déplorent l'absence de politiques favorables et les fabricants d'infrastructures de réseau appréhendent le respect des normes techniques. En définitive, la question fondamentale est de savoir si la production d'électricité des centrales photovoltaïques peut répondre aux exigences opérationnelles et de rentabilité, et comment produire davantage d'électricité.
Les experts du secteur soulignent que la production d'énergie solaire actuelle nécessite de résoudre de multiples problèmes, tels que la surveillance météorologique en temps réel, la détection de la charge pour la production d'énergie distribuée et centralisée, le stockage de l'énergie, le développement d'onduleurs intelligents de nouvelle génération, la surveillance et le contrôle complets de la qualité de l'énergie, ainsi que la gestion de l'ingénierie, de la conception, de l'exploitation et de la maintenance.
Cet article analyse brièvement les facteurs affectant la production d'énergie photovoltaïque du point de vue de la qualité de la construction, de la conception d'optimisation (par exemple, les angles d'inclinaison idéaux) et des équipements tels que les modules et les boîtiers de combinaison.
1. Qualité de la construction
Certains installateurs, motivés par le profit, réduisent aveuglément les coûts de construction, ce qui entraîne des problèmes de qualité pouvant causer une perte de 3 à 6 % dans la production d'énergie.
Chen Lei, directeur de la division de production d'énergie nouvelle au State Grid Smart Research Institute, a souligné lors d'un forum que les entreprises doivent adopter des pratiques de gestion raffinées pour éviter les retards de projet, sélectionner des matériaux appropriés et qualifiés pour garantir la qualité et effectuer un entretien et une supervision réguliers pour garantir le bon fonctionnement des centrales photovoltaïques.
Pour l'installation de systèmes photovoltaïques intégrés au bâtiment, il convient d'établir un plan d'organisation des travaux et des procédures de contrôle qualité. Des schémas de construction et des mesures de sécurité doivent également être élaborés, et des études de faisabilité réalisées le cas échéant.
2. Conception d'optimisation
L'objectif de l'optimisation des systèmes est de maximiser la production d'énergie en évaluant des facteurs tels que l'irradiation solaire, la réflectivité de la lumière, la température ambiante, les conditions de vent, ainsi que les performances et l'interaction des différents composants du système. Un manque d'optimisation dans la conception de certaines centrales photovoltaïques entraîne une réduction de la production d'énergie.
Les principaux éléments à prendre en compte lors de la conception sont les suivants :
Ombrage : L’ombrage affecte considérablement le rendement du système, induit des contraintes thermiques et réduit la durée de vie des modules. Il peut provenir des bâtiments environnants, des arbres, de l’ombrage naturel du système photovoltaïque ou encore de l’ombrage temporaire causé par la poussière.
Orientation et angle d'inclinaison : Le calcul de l'angle d'inclinaison optimal est essentiel, car les systèmes raccordés au réseau et les systèmes autonomes nécessitent des conceptions différentes. Pour les systèmes raccordés au réseau, l'angle d'inclinaison doit maximiser la production d'énergie journalière moyenne annuelle, tandis que les systèmes autonomes peuvent privilégier les charges estivales ou hivernales.
Par exemple, à Nankin :
Les systèmes connectés au réseau atteignent une production d'énergie annuelle maximale à un angle d'inclinaison de 25°, soit environ 7° de moins que la latitude locale.
Les systèmes hors réseau varient : pour les charges estivales, l’angle d’inclinaison optimal est de 7°, bien en dessous de la latitude locale ; pour les charges hivernales, il est de 46°, beaucoup plus élevé que la latitude locale ; pour les charges équilibrées, un angle d’inclinaison de 42° est recommandé.
3. Équipement
Les principaux équipements ayant une incidence sur la production d'électricité dans les centrales photovoltaïques comprennent les modules solaires, les boîtiers de raccordement, les onduleurs et l'infrastructure du réseau.
Modules solaires
Lors du choix des modules et de la construction du système, l'optimisation de la compatibilité et l'utilisation d'un mélange de cellules solaires de qualité A et B permettent d'améliorer le rendement. La qualité des modules doit être garantie, en tenant compte de facteurs tels que la latitude, le spectre, la température, l'ombrage, l'emplacement et les conditions de câblage, qui influencent tous les performances des modules.
Onduleurs
Les onduleurs sont les seuls équipements, hormis les modules, capables d'améliorer directement le rendement de la production d'électricité, potentiellement jusqu'à 10 %. Avant l'installation, State Grid recommande de réaliser des simulations et de privilégier la réduction des coûts par la production en série plutôt que de se concentrer uniquement sur la fabrication à bas coût.
Raccordement au réseau
Le raccordement au réseau électrique demeure un défi majeur pour les systèmes d'énergie solaire chinois, encore à leurs débuts. Les inadéquations entre la conception des systèmes et le réseau, ainsi que la difficulté d'absorber l'intégralité de la production, nuisent à leur efficacité. Les experts préconisent de privilégier la consommation locale d'électricité afin de réduire la charge sur le réseau et de développer des infrastructures telles que des bornes de recharge pour véhicules électriques afin de diminuer les coûts de transport.
Grâce à une gestion complète de la qualité de la construction, à l'optimisation du système et à la sélection des équipements, l'industrie photovoltaïque peut améliorer l'efficacité de la production d'énergie et mieux répondre aux exigences opérationnelles et de rentabilité.
