Source: eedesignit
La haute précision dele nouveau cadre de simulation par rapport aux approches existantes vient du fait que le cadre calcule non seulement le rendement énergétique des cellules et modules individuels en fonction des conditions météorologiques locales et variables, mais prend également en compte l'illumination double face et la façon dont il est influencé par les cadres des modules, la géométrie des composants du système et l'albédo variable.
Pour permettre la mise en œuvre de simulations optiques avancées (utilisant le lancer de rayons) au niveau du système, une attention particulière a également été apportée pour optimiser le flux de calcul: malgré la fourniture d'informations plus détaillées et précises, la solution d'imec correspond aux concurrents en termes de vitesse.
Les systèmes photovoltaïques bifaciaux peuvent produire annuellement de 5 à 20% d'électricité de plus que leurs homologues monofaciaux traditionnels, à peu de frais supplémentaires ou sans frais supplémentaires. Grâce à cet avantage, les installations photovoltaïques bifaces gagnent des parts de marché. Cependant, les limites des outils de simulation actuels pour déterminer avec précision leur rendement énergétique attendu pourraient entraver le déploiement ultérieur.
Alors que les outils et les approches de simulation du rendement énergétique commercial utilisés pour la conception des centrales photovoltaïques sont devenus de plus en plus précis pour les modules solaires monofaciaux standard en silicium, leurs estimations pour les systèmes bifaciaux incluent toujours des marges d'erreur élevées.
Le calcul du rendement énergétique des modules solaires bifaces est plus difficile car la génération d'énergie à partir de la lumière reçue à l'arrière dépend de nombreuses variables difficiles à déterminer et peuvent varier au cours de la journée, telles que l'ombrage automatique, la géométrie de la plante, la structure de montage, le sol albédo (= le pourcentage de lumière solaire réfléchie par le sol vers l'arrière du module PV).
De plus, la non-uniformité de l'éclairage arrière entraîne une génération d'énergie totale différente au niveau du module et par conséquent des pertes de discordance électrique au niveau de la chaîne. Cela signifie que la configuration des cordes joue également un rôle dans le rendement énergétique global des centrales solaires.
Philip Pieters, directeur du développement commercial chez imec / EnergyVille, a déclaré: «Le fait que nous travaillions sur une solution qui puisse prédire avec précision le rendement énergétique des panneaux bifaces individuels et des systèmes entiers n'est pas seulement important pour un ampli R GG; point D de vue, mais nous espérons que cela stimulera la mise en œuvre de modules bifaciaux sur le terrain, réduisant encore le prix de l'énergie verte.
«Étant donné que les outils actuels de prévision du rendement énergétique pour la technologie bifaciale ne sont pas si précis, les investisseurs n'ont pas une bonne vue de leur retour sur investissement, ce qui les rend hésitants à franchir le pas. Nous sommes actuellement dans la phase finale de validation de notre cadre de simulation. Une fois qu'il sera entièrement disponible, il donnera aux développeurs de centrales photovoltaïques une plus grande confiance dans le gain bifacial réalisable, permettant ainsi un financement plus facile des centrales électriques bifaciales. »
Eszter Voroshazi, R& D Manager of PV Modules and Systems chez imec / EnergyVille, a ajouté: «Une réalisation importante est que notre outil sera capable de calculer le rendement énergétique d'un système entier, tout en maintenant une faible marge d'erreur de< 5%="" (rmse="" quotidien)="" même="" dans="" des="" scénarios="" complexes="" et="" à="" grande="" vitesse="" de="">
«L'impact des détails technologiques et de configuration du système sur la non-uniformité à l'arrière des modules a un effet étonnamment important et peut entraîner des pertes majeures allant jusqu'à 40% en raison de l'inadéquation entre les modules, c'est pourquoi nous poursuivons le développement de nos simulations combinant une approche basée sur la physique avec des techniques de calcul haute performance. Notre objectif final est de calculer avec une grande précision le gain bifacial au niveau du module, de la chaîne et du système et de permettre à long terme un outil de conception de centrale photovoltaïque multi-objectif et automatisé. »
Le nouveau cadre de simulation d'Imec a déjà été validé au niveau du module à EnergyVille, une collaboration entre les instituts de recherche flamands KU Leuven, VITO, imec et UHasselt dans le domaine de l'énergie durable et des systèmes énergétiques intelligents, et en collaboration avec l'Université du Koweït. Le cadre est maintenant prêt à être validé sur des installations à grande échelle dans des conditions réelles et sous différents climats à travers le monde.
«Alors que le réseau évolue et que la part des énergies renouvelables dans la production mondiale d'énergie augmente rapidement, des estimations et des simulations précises du rendement énergétique deviendront de plus en plus importantes», a conclu Pieters.
