LogicielPVsystpourl’étudedesystèmesphotovoltaïques

AndréMermoudandre.mermoud@pvsyst.com

PVSYSTSA- RouteduBois-de-Bay107- 1242Satigny- Suissewww.pvsyst.com

Sommaire

• Historique

• Applications

• Utilisationetprestations

• Simulationdelaproduction

• Outilspédagogiques

• Basesdedonnées

HistoriquedudéveloppementPVsyst

1989:CUEPE:Mesuredétailléede3systèmesPVcouplésauréseau

1991:DébutduprojetdeLogicielPVsyst(financementOFEN)

1999:Collaborationavecl’EPFL:réécritureinterface,langageplusmoderne

2004:Projetderecherche,modélisationdescapteurs

2006:Projetderecherche,pompagesolaire

2007– 2012:Explosiondelademande

2011:CréationdelasociétéPVsystSA

2017:Entreprisede10personnes,6pourledéveloppementdulogicielActivitéspourlaformation,projetsenAfrique

Applicationscoupléesauréseau

Systèmecoupléauréseau(aveccalculsd’ombrages):• Petitssystèmes(toitures) Typ.1- 6kWc• SystèmesintégrésauxbâtimentTyp.10– 1000kWc• GrandescentralesausolTyp.1MWc– 300MWc• Systèmessuiveurs(1axeou2axes)

NB:PVsyst netraitepaslessystèmeshybrides(réseau+stockage)pourl'instant

Applicationsautonomes

Systèmesautonomesavecbatteries:• Trèspetitsoupetitssystèmesdomestiques

(SHS,lampadaires)•Hôpitaux,écoles,administrationsenPVD• PetiteindustrieetartisanatenPVD• Systèmesindustriels

(Télécoms,protectioncathodique)

Systèmedepompagesolaire•Pompesdevillageoupourl’agriculture

Simulationdelaproduction

GlobalincidentModèledetransposition

Modèlesoptiques

ModèlepanneauxPV

PertesduchampPV

Pertesdusystème(onduleur)

Pertesdedistribution

BasededonnéesMétéoDisponibleeninterne:Meteonorm7.1:pourn’importequelpointduglobeNASA-SSE: donnéespar1° x1°,moinsfiables.

Outilspourl’Importdedonnéesexternes:• Plusde15sourcesdediversesprovenances– donnéesmesurées• Gratuitesoupayantes• Grandesdisparitésentrelesdifférentessources(+/- 5à8%annuelles)

LadonnéeMétéoestlaplusgrandesourced’incertitudedelasimulation!

ModulesPV:modèleObjectifdumodèle:reproduirelecomportementélectriqueduModulePV

pourtouteslesconditiond’irradianceetdetempérature Pmax Model vs Pmax measured

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Pmax measured [W]

Pmax

mod

el [

W]

0 < Tmod < 80°C Model

ModèleutilisédansPVsyst:•modèlestandard àunediode•modifié selonprojetdemesuresausoleil(2004-2010)

Þ Précision:différencesmodèle-mesuresdel’ordrede1à2%pourtoutesconditionsettoutestechnologies

Problème:pourétablirlesparamètredumodèlepourunmodulePVdonné:lesspécifications«standard»dufabricantnesuffisentpas:ilfautfairedeshypothèsessurcertainsparamètres

Rshunt :valeurdéfautselonlatechnologieRserie :déterminéparl’efficacitéàbasseirradiance

Efficacité relative par rapport à 1000 W/m2 (25°C)

-6%

-5%

-4%

-3%

-2%

-1%

0%

1%

2%

0 200 400 600 800 1000 1200Irradiance

Rel

ativ

e ef

ficie

nc [%

]

Measurements

Rserie = 0.304 ohm

Rserie = 0.275, defaut

Defaut - 3%

ModulesPV:basededonnéesLabasededonnéesdePVsystcontient13’500modulesdumarché•Alimentéeparlesdemandesdesfabricants•Publiéeavecchaqueversiondulogiciel•Lesdonnéesdebasecorrespondentauxspécificationsdesmodules

3typesdeparamètresadditionnelsaffectentlesrésultatsdelasimulation•Rserie:normalementfixéeselonl’efficacitérelative(defaut-3%à200W/m2)•Rshunt:peud’impact,corréléeàRserie•IAM:fonctiond’incidence:valeurpardéfautdePvsystoufonctionpersonnalisée

Lesfabricantstententdeboosterlesperformancesenagissantsurcesparamètres:ÞPourtoutemodification,nousdemandonsunrapportdesmesurescomplémentaires(normeIEC61853)effectuéesparunlaboratoireindépendant.ÞCertainslaboratoiresfontleurpublicitésurles«PANfiles»dePVsyst!

Responsabilité"subie"dePVsystsurlemarché:LesutilisateursutilisentPvsystpourcomparerlesmodules:

Déconseillé(prudence!!!) dufaitdeladisparitédesméthodologies(paramètrespardéfautoupas)!

Basededonnées– autrescomposants

Onduleurs:3’800modèles•Alimentéeparlesfabricants•Impactplusfaiblesurlesperformances(efficacité,limitationdepuissance,déphasage)•Miseenplaced’unlabeldecertification

Pourlesautrestypesdesystèmes:BDalimentéeparPVsyst,carlesmodèles(paramètres)sontpluscomplexesàdéfinir

Batteries (auplomb,prochainementauLithium):environ300modèlesRégulateurs pourlessystèmesautonomesetlepompageConvertisseursChampPV=>BatteriePompesmodèlecomplexe,nombreuxmodesdedéfinition

Avenirpoursystèmesréseauavecstockage:•Onduleurspoursystèmesisolés(batterie=>circuitACautonome)•Onduleurs– Redresseurs(réversibles)•Appareils«tout-enun»•Appareilsetstratégiesderégulationsspécifiques

OutilspédagogiquesetinnovationsPVsystoffredenombreuxoutilspédagogiquesetpratiques:

• Géométriesolaire:outildecalculsettables/graphiques• DonnéesMétéo:outilsd'analysedelaqualitédesdonnéesimportées• Conceptiondesystèmes:assistancededécisionetdimensionnement• Planssuiveurs: dedifférentstypes,visualisation,backtracking• Ombrages:éditeur3Dselonlesstandardsdeprogrammesgraphiques• Ombragesélectriques:graphiquesdecombinaisondescourbesI/V• Mismatch entremodules,entrestrings• Systèmesautonomesetpompage:nombreusescourbesdefonctionnement• Comparaisondesdonnéesmesurées aveclesmesures• Batchmode pouranalysesparamétriques• AnalyseCO2détailléeselonmatériqux,provenances,etc.

Suividesinnovationsounouveauxdéveloppements:• Optimiseurs:traitementcompletpourchaquemodèle• Systèmesbi-faciaux:outild'étudeetdesimulation• Vieillissement desmodulesetdusystème

Ex.d’outilpédagogique:ombragesélectriquesLorsqu’unecelluleestombréetoutelachaînedemodulesestaffectée.Idéelargementrépandue:dansunsystèmeensheds,lorsquelesous-moduledubasestombrélesdiodesby-passpermettentdeneperdrequ’1/3deproduction.L’analysegraphiquedescourbescourant-tensiondanslechampPVmontrentquecen’estpaslecas:laproductiondelachaînecomplèteestperdue:

Outilspourl’innovation:ex.Bi-facial1.- Evaluerl’irradiancedisponibleausol(directetdiffus)

2.- Evaluerl’irradianceréémiseverslescapteurspourchaquepointdusol(albedo30%)

Fractiondediffussurfacearrière:moinsde10%

Bi-facialsystem

Fractiond’irrad.ausol: Fractionsurfacearrière:

Lasimulationdoittenircomptede•Coefficientd’albedo•Ombragesmécaniquessurfacearrière•Facteurdebifacialitédumodule•Pertesdemismatchirradiancearrière

Gainglobaldecetteconfiguration4.5%Surcoûtsdesmodules,structures?

Objectifs- UtilisationPourlesingénieurs(EPC):

Ø Etudeetoptimisationd’unsystèmePV– RapportcompletØ Soitpourunappeld’offreØ Soitpourl’étudedelaréalisationdusystème

Pourlesfinanceurs(banques):Ø Analysedespropositionsd’ingénieurs/fournisseursØ Maintenance:analyseducomportementréeldesinstallations

PourleschercheursetenseignantsØ Outilspédagogiques(visuelsetinteractifs)

AnalyseetcompréhensiondecomportementsspécifiquesØ Outilspourl’étudedesystèmesparticuliersouinnovantsØ Etudesparamétriques

PourlesfabricantsdematérielsØ ConseilauxclientsØ PrésentationdesproduitsdanslabasededonnéesØ Analysedesperformancesréellesdematérielsetd’innovations

PaysenvoiededéveloppementØ FormationauxtechniquesPVØ Optimisation– faisabilitédesystèmesautonomesØ Evaluationdesystèmesdepompage

PrestationsdePVsystLogicielenconstanteévolutionavecdesaméliorationsprogressives

publicationtoutesles6semaines

Contactsaveclesutilisateurs:Hot-line: nombreuxéchangesaveclesutilisateurs,

surlamanipulationdulogiciel,lesméthodes,lamodélisation,lesbugs,demandesdedéveloppements/modifications

Forum,avecFAQlargementdéveloppéesurtoutesquestionstechniquesetscientifiques

AideenlignecontextuelledanstoutlelogicielTutorials: plusieursvidéosenpréparationFormations: permettentd’identifierlesfaiblessesetbesoinsdulogicielFabricants: Modélisationdescomposants,Basesdedonnées

Contactsavecorganismes:PVPMC PVPerformanceModelingCollaborative

Conférencessurlamodélisation(SandiaLaboratories,NREL,TÜV,etc.)EPVSEC ConférencesEuropéennesOrganismesdeCertification

Conclusions

Ø PVsystestdevenuunoutilimportantpourl’IndustriePhotovoltaïque

Ø TraitelessystèmesPVdanstouteleurcomplexité

Ø Miseàjourconstante:tentedesuivrel’évolutiondelatechnologie

Ø Reconnupoursaprécision,utilisépoursa«bankability»

Ø Basededonnées"surveillée"(ModulesPVetonduleurs),accèsauxbasesMétéo

Ø Dispensedesservicesannexes(informationutilisateurs,formation,etc.)