Analyse PV - Méthodologie et sources de données

En tant qu'utilisateur, il est important de savoir ce que Glint Solar calcule et comment il le fait. Vous trouverez ci-dessous une clarification des termes clés et des méthodes utilisées pour les calculs dans Glint Solar.

Vous trouverez des liens vers des concepts et des explications connexes dans la section Ressources supplémentaires au bas de cette page.

Abréviations et terminologie

GHI: Global Horizontal Irradiance
DNI: Direct Normal Irradiance
DHI: Diffuse Horizontal Irradiance
PoA: Plane of Array
STC: Standard Test Conditions

Pour en savoir plus sur ces concepts, cliquez ici

Système PV

Capacité installée - DC : il s'agit de la capacité installée du module PV, exprimée en Wp. Il convient de noter que seule la capacité de la face avant est prise en compte ici. En d'autres termes, la capacité bifaciale n'est pas prise en compte. Cela signifie que la production totale peut être supérieure à la capacité mentionnée ici.

Capacité installée - CA nominal : Il s'agit de la capacité CA nominale totale installée des onduleurs. Elle est calculée en divisant la capacité CC installée par le rapport CC-CA. Remarque pour les analyses avec l'option d'onduleur « avancé » : Il s'agit de la puissance CA nominale et non de la puissance CA maximale.

Rendement spécifique : Le rendement spécifique est défini comme (production de la première année) / (capacité CC installée).

Production de la première année (P50) : La production bifaciale est incluse ici (si elle est activée). Pour le gain bifacial, voir le diagramme des pertes plus bas. La production de la première année est la moyenne annuelle. Glint calcule la production d'énergie pour chaque pas de temps pour chaque année. Glint utilise 15 ans par défaut (voir « Données d'irradiation » ci-dessous pour voir quelles années s'appliquent à votre région). Le nombre présenté dans le rapport est donc la moyenne de la production d'énergie annuelle. Comme nous supposons que les données météorologiques ont une distribution normale (gaussienne), cette production sera une estimation P50.

P90 : Le P90 est calculé lorsque l'on choisit la source de données d'irradiation « Automatique » - ceci n'est pas encore disponible pour Meteonorm ou Solargis. Le P90 est calculé en utilisant un ensemble de variabilités différentes. Les variabilités et la procédure sont inspirées de PVsyst, de sorte qu'une comparaison est possible.

Variabilité de la production d'une année à l'autre : le temps varie d'une année à l'autre et la production varie donc. Il s'agit de la contribution la plus importante, qui dépend de l'emplacement et de la configuration. C'est la même chose que la « variabilité moyenne » présentée.
Modélisation du module PV : 1%
Efficacité de l'onduleur : 0,5%
Désadaptation de l'encrassement : 1%
Estimation de la dégradation : 1%

Ces variabilités sont ensuite propagées à l'aide de la méthode de la somme quadratique (RSS). En outre, nous supposons une distribution gaussienne pour toutes ces contributions. Par conséquent, une incertitude P90 peut être obtenue en multipliant les pertes par 1,282. C'est la première fois qu'une estimation de P90 est possible :

P90 = P50 (1- incertitude P90)

Variabilité moyenne : La variabilité moyenne est l'écart-type de la production annuelle d'énergie. En d'autres termes, il s'agit d'une mesure de la dispersion de la production énergétique annuelle par rapport à la moyenne.

Sources de données

Un calcul PV nécessite des données climatiques détaillées afin d'obtenir un résultat précis. Glint utilise trois sources de données différentes : une source pour les données climatiques générales et l'irradiation spécifique, une source qui inclut Meteonorm v8.2 comme option pour l'irradiation et les données climatiques, et une autre source qui utilise les données Solargis comme données d'irradiation et de climat.

Données climatiques - ERA5

Glint utilise l'ensemble de données horaires ERA5 pour les données climatiques générales. Ce jeu de données est publié par le projet Copernicus et est largement reconnu et utilisé dans la recherche et l'industrie. Pour plus de détails sur le jeu de données, cliquez ici.

Données d'irradiation

Pour les données d'irradiation, Glint utilise en priorité des ensembles de données dérivées de satellites (c'est-à-dire pas ERA5). Lorsque nous ne disposons d'aucun jeu de données dérivé du satellite, nous nous rabattons sur le jeu de données ERA5 pour l'irradiation. Les différentes régions et leurs ensembles de données respectifs sont les suivants :

Pour l'Europe et l'Afrique : CMSAF (SARAH-2.1) - données : 2003-2017, résolution temporelle : 30 minutes)
Pour l'Asie occidentale : CMSAF East (SARAH-E 1.0) - données : 2002 - 2016, résolution temporelle : 2 heures
Pour l'Asie orientale : Himawari - données : 2011 - 2020, résolution temporelle : 1 heure@
Pour l'Amérique du Nord et du Sud (jusqu'à 21 degrés sud) : NSRDB - données : 2006 - 2020, résolution temporelle : 1 heure
Autres : ERA5 - données : 2006 - 2020, résolution temporelle : 2 heures

En outre, nous offrons la possibilité d'utiliser les données Meteonorm pour les calculs d'irradiation.

Meteonorm version 8.2

Meteonorm est intégré dans Glint en tant que source de données alternative pour les données climatiques et d'irradiation. Meteonorm fournit un ensemble complet de données pour les variables météorologiques et le rayonnement solaire. L'utilisateur peut choisir l'option par défaut, qui utilise ERA5 pour les données climatiques et les données dérivées des satellites pour l'irradiation, ou opter pour Meteonorm comme source de données sur l'irradiation et le climat. Pour plus d'informations sur Meteonorm, visitez leur site web ici.

Avec ces sources de données, les utilisateurs ont la liberté d'adapter leurs calculs PV en sélectionnant la source de données préférée, ce qui permet d'obtenir des résultats plus précis et personnalisés en fonction de leurs préférences et de leurs besoins.

Note : PVsyst utilise la version 8.1 de Meteonorm, les résultats peuvent donc varier.
Note : Lors de l'utilisation de cette source de données pour une analyse, la variabilité annuelle n'est pas pertinente puisqu'un TMY est utilisé.

Solargis

Glint permet d'utiliser Solargis comme source de données. Afin d'analyser avec Solargis, un fichier de données mensuelles au format correct doit être téléchargé. Le fichier doit inclure les valeurs de la latitude et de la longitude ainsi que les colonnes GHIm et T24, chacune avec 12 valeurs - chacune de ces valeurs représentant un mois calendaire. Les données sont utilisées pour générer une TMY (Typical Meteorological Year) synthétique via l'API Meteonorm.

Remarque : lors de l'utilisation de cette source de données pour une analyse, la variabilité annuelle n'est pas pertinente puisqu'une TMY est utilisée.

Méthodologie de calcul

Glint utilise le cadre PV_LIB comme base pour les calculs de rendement photovoltaïque. PV_LIB a été initialement développé par les Sandia National Laboratories, mais a depuis été proposé en tant que projet de logiciel libre. Il a été validé et est actuellement largement utilisé dans la recherche et l'industrie. Pour plus de détails, cliquez ici.

Aspects du calcul

Modèle de décomposition (estimation du DNI à partir du GHI mesuré) : N/A - Glint extrait le DNI directement de la source de données

Modèle de transposition (estimation de l'irradiance du PoA à partir du GHI mesuré) : Hay/ Davies

Modèle de gain bifacial : Pvfacteurs.

Autres :

Nous supposons que le sol est plat, même si la carte montre un terrain en pente
Nous ne tenons pas compte de la géométrie PV. Nous calculons la quantité de courant alternatif produite par un panneau et la multiplions par le nombre total de panneaux.

Trackers à axe unique

L'utilisateur peut choisir d'utiliser des trackers à axe unique dans l'analyse pv. Glint active par défaut le backtracking dans l'algorithme de suivi. Le backtracking, c'est lorsque les trackers sont contrôlés de manière à ce que la rangée ne fasse pas d'ombre à la rangée qui la suit. En conséquence, il n'y aura pas d'ombrage direct sur les rangées. Cependant, il y aura toujours des pertes de quasi-participation - les rangées font de l'ombre à l'irradiation diffuse.

L'angle maximal du suiveur est fixé à 60 degrés.

Onduleur

Vous pouvez ajouter un onduleur spécifique à vos configurations. Vous pouvez également spécifier le rapport DC/AC et le rendement général de l'onduleur.

Le rapport DC-AC est le rapport entre la capacité DC installée (les cellules solaires produisent de l'énergie DC) et la puissance nominale de l'onduleur installé. Un rapport DC-AC supérieur à 1 signifie que la capacité DC installée est supérieure à la puissance nominale de l'onduleur disponible. C'est-à-dire qu'à pleine production photovoltaïque, l'onduleur ne peut pas traiter 100 % de la puissance. Lorsque l'onduleur ne peut pas traiter toute la production photovoltaïque, il en résulte une perte d'écrêtage de l'onduleur. L'illustration ci-dessous montre comment le rapport CC-CA et les pertes d'écrêtage de l'onduleur sont liés.

https://www.inverter.com/what-is-solar-inverter-clipping

Carte thermique horaire

L'analyse de la carte thermique horaire présente les valeurs moyennes de rendement en kWh par heure pour chaque mois, avec des données originellement en temps universel coordonné (UTC). Pour garantir l'exactitude des données, l'analyse calcule un décalage de fuseau horaire en tenant compte des règles applicables en matière d'heure d'été, alignant ainsi la carte thermique sur le fuseau horaire local au moment de la création de l'analyse. Les cellules foncées de la carte thermique indiquent des périodes de rendement élevé, tandis que les cellules claires indiquent des rendements plus faibles. Les utilisateurs peuvent ainsi mieux comprendre les schémas de rendement, les effets du moment de la journée et la saisonnalité, ce qui facilite l'affectation des ressources et la prise de décision. L'analyse fournit des informations précieuses et localisées, en tenant compte des ajustements de l'heure d'été pour une interprétation précise.

Pertes

Dans le calcul PV, il y a deux aspects différents des pertes. Les pertes fournies par l'utilisateur (dans les paramètres du profil) et les pertes calculées dans le calcul.

Les pertes calculées sont présentées dans le diagramme « Pertes » du rapport. Ces valeurs delta sont des valeurs comparées aux STC (conditions d'essai standard). Certaines valeurs peuvent donc être positives, c'est-à-dire qu'elles représentent un gain d'énergie. Il existe également d'autres petites pertes dans le processus qui ne sont pas incluses dans cette illustration.

Ombrage lointain : Glint a mis en place un algorithme d'ombrage lointain, qui calcule les pertes d'ombrage dues au terrain environnant et lointain. Par exemple, cet algorithme est utile lorsqu'il y a des montagnes autour d'un site, ou lorsque le site est situé dans une vallée. Remarque : il ne s'agit pas d'un « ombrage proche » ; si le terrain ombragé se trouve à proximité du site, cet ombrage n'est pas pris en compte.

Ombrage entre les rangs : Perte d'irradiation due à l'ombrage entre les rangs. Pour plus de détails, voir la page sur l'ombrage entre les rangs sous « pertes de rayonnement dues à l'ombrage entre les rangs ».

Réflexion de l'angle incident : À moins que le générateur PV ne soit monté sur un suiveur à deux axes, l'angle d'incidence de la composante directe du rayonnement solaire ne sera pas normal, sauf dans quelques rares cas, en fonction de l'orientation. Lorsque l'angle d'incidence est supérieur à zéro, il y a des pertes optiques dues à l'augmentation des réflexions sur les matériaux du module qui doivent être quantifiées.

Il existe deux composantes de l'IAM : Les pertes IAM directes et les pertes diffuses. Dans les calculs de Glint, on suppose que le panneau est doté d'un revêtement antireflet (AR).

Mismatch spectral : Un facteur de correction du décalage spectral est utilisé pour corriger le décalage spectral entre la cellule solaire de référence PV et les conditions réelles. Les STC en laboratoire ont une réponse spectrale différente de celle du soleil. Il y a donc un décalage spectral entre les conditions réelles au sol et en laboratoire. NOTE : La correction du décalage spectral peut également être positive. Dans ce cas, il s'agit en fait d'un gain énergétique (par rapport aux valeurs STC).

Gain bifacial : L'irradiation supplémentaire de la face arrière, après prise en compte du facteur de bifacialité. Pour en savoir plus sur l'algorithme bifacial utilisé, cliquez ici : Gain bifacial

Température : Dans le cadre du STC, la température de référence de la cellule est de 25 degrés Celsius. La température de la cellule affecte la performance et dépend de facteurs tels que la température ambiante, la technologie d'isolation et le vent. REMARQUE : certaines conditions peuvent produire un gain d'énergie positif par rapport au STC. Si la température de la cellule est inférieure à 25 degrés (qui est la température de référence dans le STC), la performance augmentera.

Pertes électriques dues à l'ombrage : Les pertes électriques dues à l'ombrage entre les rangs. Voir la page sur l'ombrage entre les rangées sous « Pertes électriques dues à l'ombrage entre les rangées » pour plus de détails.

Écrêtage : Les pertes d'écrêtage sont une conséquence directe du rapport DC-AC. Voir l'explication sur l'écrêtage et les pertes d'écrêtage plus haut dans cet article. Un rapport DC-AC plus élevé impliquera une perte d'écrêtage plus importante.

Onduleur : L'efficacité de l'onduleur n'est jamais de 100 %. Les pertes de l'onduleur sont l'énergie perdue dans l'onduleur.

Autres pertes : Les autres pertes sont celles que l'utilisateur saisit dans les paramètres du profil. Pour en savoir plus sur ces pertes, cliquez ici : Pertes

Ressources supplémentaires

Pour plus d'informations sur la configuration de vos paramètres PV dans Glint Solar, voir Ajuster les paramètres PV

Pour en savoir plus sur les concepts techniques décrits ci-dessus, consultez le Guide de planification du site solaire :

Pour plus d'informations sur les pertes enregistrées dans Glint Solar et sur la façon dont ces pertes sont enregistrées dans PVsyst, voir Pertes dans Glint et pertes dans PVsyst.