Le silence qui résonne dans les allées d’une centrale photovoltaïque contraste avec l’agitation qui peut encore régner dans une centrale thermique au gaz, au fioul ou au charbon. Ici, la défaillance et le problème technique sont muets, ce qui confère au système de contrôle des données (data monitoring system) une place majeure : il est en effet nécessaire de pouvoir détecter toute anomalie menant à une perte de production pour pouvoir y remédier.

Ces perturbations ont plusieurs origines : un arbre, un câble qui viennent ombrager un panneau de la centrale, ou encore des pannes sur des cellules, sur les outils de communication entre les capteurs et les serveurs de données.

La détection de ces anomalies se fait en deux étapes : la collecte des données, puis leur analyse. Chacune présente des difficultés spécifiques, que nous allons évoquer maintenant.

Pour la phase de collecte, des capteurs d’irradiation solaire placés dans la centrale permettent d’avoir une vision globale de l’ensoleillement dans la centrale : ces données peuvent cependant être altérées par un défaut d’étalonnage de l’appareil, des salissures qui viennent réduire l’irradiation solaire au contact de ses cellules ou un défaut technique (panne, usure progressive). La maintenance régulière de ces outils peut prévenir partiellement ces défauts de mesure mais une autre solution est envisageable : comme le montre l’image suivante, la prise de photographie satellite permet d’avoir une carte de la couverture nuageuse, et donc d’en déduire par inversion une carte de l’irradiation solaire.

Cartographie de l'irradiance solaire

Cette méthode, plus approximative car les images ont une résolution trop faible pour détecter les plus petits nuages, peut finalement donner d’excellents résultats en hybridant les données obtenues avec celles du capteur. Les résultats sont ainsi stables dans la durée grâce aux images du ciel, et précis dans l’instant grâce aux données du capteur. Cela permet même d’obtenir un retour sur d’éventuelles usures de ce dernier, avec l’observation d’une divergence croissante entre les données des deux outils. C’est cette solution que Reuniwatt a choisi de développer, pour proposer des systèmes d’informations climatiques personnalisés à chacun de ses clients, au moyen de son outil S3G (Sensors and Services for Smart Grids).

La cellule solaire de référence de Reuniwatt : S3G

Autonome en énergie, le S3G permet ainsi de collecter les données directement sur la centrale. Celles-ci seront hybridées avec des données satellite pour répondre à tous les critères de qualité évoqués précédemment.

Enfin, la phase d’analyse : elle est primordiale car une grande liste de données n’est rien de plus que cela – une liste. Pour extraire du sens à partir de tableaux de millions de données, mettre en place un outil de visualisation est nécessaire, comme le montre l’image suivante proposée par Reuniwatt :

Analyse des données

 

Ici, l’utilisation de couleurs, qui montre la variation de l’irradiance solaire, permet de visualiser les profils des journées au cours de l’année. L’été est par exemple visible sur les intervalles avec une zone rouge verticalement plus étendue (irradiance solaire plus forte). Ce graphique est intéressant puisqu’il permet de détecter des irrégularités (ici, un câble qui projette des ombres sur les panneaux) sur des périodes longues qui ne pourraient pas être observées sinon. Il est alors possible d’intervenir efficacement pour corriger l’anomalie et maximiser la production d’énergie.

Lors de la conférence EU PVSEC 2015 qui s’est déroulée en septembre à Hambourg, le Directeur Technique de Reuniwatt, Nicolas Sébastien, a présenté l’intérêt du Big Data et de la télédétection pour améliorer le suivi des centrales photovoltaïques. Sa présentation est disponible sur le site de la European Photovoltaic Technology Platform.

La démonstration de la pertinence des systèmes de contrôle des données pour les opérations de maintenance est ainsi faite : mais ceux-ci permettent aussi de contrôler les niveaux de production, qui peuvent par la suite donner une information précise sur la rentabilité de la centrale.

Ils constituent donc un outil essentiel pour la gestion d’une centrale photovoltaïque. Reuniwatt proposant une telle solution, vous pouvez nous contacter pour plus d’informations sur le S3G. La fiche produit est également disponible en téléchargement.