Surveillance des pertes de l'indice d'encrassement sur des systèmes solaires à trackers

Contexte et ampleur du projet

La centrale comprenait à la fois des systèmes à trackers et des robots de nettoyage automatiques, ce qui en faisait un environnement idéal pour mettre en œuvre des techniques avancées de mesure de l'encrassement. Avec des dizaines de stations de surveillance météorologique et d'unités dédiées à l'indice d'encrassement déployées sur le site, le projet visait une grande précision dans le suivi des performances.

Des déploiements de cette envergure soulignent l'importance de la normalisation et de la conformité aux références internationales. Les systèmes ont été conçus pour répondre à des exigences strictes, afin de garantir fiabilité et cohérence sur l'ensemble de l'installation.

Application du système de mesure de l'indice d'encrassement (système à deux panneaux PV)

Installation d'une unité conventionnelle de mesure de l'indice d'encrassement à deux panneaux sur un système à trackers, avec robots de nettoyage automatique activés.

Le projet de 1800 MW du parc solaire MBR aux Émirats arabes unis est l'un des plus grands du pays. Il est développé conjointement par la Dubai Electricity and Water Authority et l'Abu Dhabi Future Energy Company (Masdar) dans le cadre de la 6e phase du parc solaire Mohammed bin Rashid Al Maktoum (MBR Solar Park).
Aeron Systems a été retenue par l'entrepreneur EPC comme fournisseur de stations météorologiques. Le projet a été divisé en 4 lots dans le plan de développement du producteur indépendant (IPP). Aeron a fourni 54 stations de surveillance météorologique (stations météorologiques) et 24 unités de mesure de l'indice d'encrassement (SIMS-100), qui relèvent de la CLASSE A et sont conformes aux normes IEC 61724-1:2021.

Dans les centrales solaires PV à l'échelle du réseau, le dépôt de poussière et de particules sur les modules solaires peut entraîner des pertes d'énergie annuelles pouvant atteindre 7 %. Si ces pertes ne sont pas surveillées, elles pèsent directement sur le rendement du système et sur les recettes. En quantifiant les pertes par encrassement en temps réel, les exploitants peuvent planifier des stratégies de nettoyage économiques et améliorer leurs pratiques d'exploitation et de maintenance (O&M), et ainsi maximiser l'efficacité de production

La centrale étant développée avec des technologies innovantes, les fournisseurs devaient relever de nouveaux défis pour répondre à de nouvelles exigences de conception. Dans le cadre du projet, nous avons, chez Aeron, pu concevoir et développer le système conventionnel de mesure des pertes par encrassement à deux panneaux, installé sur le système à trackers sans perturber ni le tracker ni les robots de nettoyage automatique.

Deux panneaux du champ doivent servir à l'étude comparative entre un panneau encrassé et un panneau propre. Comme les champs sont équipés de robots de nettoyage automatique, nous avons utilisé sur ceux-ci un mécanisme de butée qui coupe le trajet du robot de nettoyage avant le panneau propre.
Les deux panneaux (propre et encrassé) communiquent avec le module d'interface de panneau solaire, et leurs pertes sont calculées selon le principe de la réduction du courant de court-circuit.

Le système comprend les composants suivants :

1. ARN-SPIM2000 : module d'interface de panneau solaire

o Mesure le courant de court-circuit (Isc) du :

• panneau propre (de référence)

• panneau encrassé (d'essai)

o Saisit des mesures synchronisées en 2 secondes pour la cohérence des données.

2. ARN-XG-920 : enregistreur de données

o Recueille et enregistre :

• les mesures électriques des panneaux

• les températures de surface en temps réel, via des capteurs externes

• les données de localisation GPS

3. Capteurs de température de surface des modules

o Fixés aux deux panneaux pour suivre en temps réel la température des modules.

o Le Rigel PT1000 de fabrication Aeron est un capteur de classe A conforme aux normes IEC61724-1:2021.

4. Capteurs de mesure de l'angle du tracker

o Capteurs installés sur le tracker pour mesurer l'angle d'inclinaison

5. Identité du système

o L'offre intégrée est commercialisée sous le nom ARN-SIMS100.

o Connecté au système SCADA pour une mesure précise des pertes par encrassement.

Calcul du rapport d'encrassement

À partir de la valeur de l'irradiance effective du module PV propre, du courant de court-circuit du module PV encrassé et des données de température du module PV encrassé, l'enregistreur de données calcule le rapport d'encrassement.
Le rapport d'encrassement (SR) calculé reflète en temps réel la dégradation due à l'accumulation de poussière. Le rapport d'encrassement mesuré par la méthode décrite ci-dessus est une valeur instantanée. Les valeurs mesurées instantanément présentent généralement du bruit, dû aux fluctuations d'irradiance, au désalignement angulaire des deux dispositifs de référence et à d'autres facteurs. Les valeurs mesurées instantanément doivent donc être intégrées pour calculer une valeur moyenne journalière.

Utiliser les modules PV de la centrale pour des résultats précis

Pour garantir la plus grande fidélité dans le calcul de l'indice de perte par encrassement, Aeron recommande d'utiliser 2 modules PV provenant de la centrale solaire elle-même (l'un pour le panneau propre, l'autre pour le panneau encrassé).
En utilisant des modules PV du site, les caractéristiques STC sont identiques à celles des modules producteurs d'énergie, ce qui garantit une évaluation des pertes par encrassement précise et comparable sur l'ensemble de la centrale.

Conclusions :

La mise en œuvre efficace d'un système traditionnel de mesure de l'indice d'encrassement a permis de réduire les efforts manuels, de capter des données précises en fonction du mouvement des trackers et d'automatiser les robots pour nettoyer les panneaux et réduire efficacement les pertes par encrassement.

Auteurs : M. Sagar Pathak et M. Saurabh Dey