Onduleurs PV de plus grande puissance : comparer l’énergie à la limite d’injection

Résumé

Comparez les onduleurs de référence et de plus grande puissance avec le même champ PV, les mêmes données météorologiques, les mêmes pertes et les mêmes restrictions d’injection existantes. Calculez les gains annuels d’énergie AC avant et après les limites du réseau, puis évaluez le surcoût indiqué dans le devis au regard du supplément d’énergie livré. Confirmez le périmètre d’injection modélisé pour les sites comportant des charges ou du stockage.

Points clés

• Conservez la même puissance du champ PV, les mêmes données météorologiques, les mêmes pertes et les mêmes restrictions d’injection lorsque vous comparez différentes puissances d’onduleurs.
• Indiquez explicitement la puissance de l’onduleur en kWac et celle du champ PV en kWdc ; vérifiez le ratio DC/AC à l’aide de l’équation documentée.
• Calculez à la fois le gain d’énergie avant les restrictions du réseau et celui obtenu après les restrictions existantes du réseau.
• Examinez les séries temporelles pour repérer l’énergie récupérée qui coïncide avec un plafond d’injection contraignant.
• Distinguez les gains liés à la puissance des effets des changements de rendement de l’onduleur ou d’autres hypothèses.
• Exigez un périmètre de livraison vérifié, un périmètre des coûts de commande et un devis du surcoût avant d’approuver celui-ci.

Onduleurs PV de plus grande puissance : comparer l’énergie livrée à la limite d’injection existante

Avant de payer pour une puissance d’onduleur supérieure, demandez deux simulations comparatives utilisant le même champ PV et la même limite existante d’injection sur le réseau. Comparez l’énergie AC annuelle supplémentaire avant les restrictions du réseau à l’énergie supplémentaire qui subsiste après ces restrictions. La seule réduction de l’écrêtage de l’onduleur ne constitue pas une preuve suffisante d’un supplément d’énergie livré.

1. Fixer le périmètre et les données d’entrée de la comparaison

L’aide de SAM consacrée à la conception du système PVWatts explique que PVWatts modélise l’écrêtage de l’onduleur en limitant sa puissance de sortie à sa puissance AC nominale. Par ailleurs, la page Limites du réseau explique que SAM applique les limites de raccordement et de limitation de production à la puissance AC calculée à chaque pas de temps de simulation. Ces restrictions sont distinctes : la suppression d’un goulot d’étranglement au niveau de l’onduleur peut laisser la restriction du réseau contraignante. Conception du système PVWatts ; Limites du réseau.

Pour une comparaison en vue d’un achat, demandez à l’ingénieur de maintenir constants le fichier météorologique, le pas de temps de simulation, la puissance DC du champ PV, le type de module, l’orientation, le suivi solaire, l’ombrage et les autres pertes. Conservez la limite d’injection existante et tout programme de limitation de production. Modifiez la puissance AC de l’onduleur en consignant séparément tout changement de rendement associé.

Utilisez la relation indiquée dans la page Conception du système PVWatts :

Puissance de l’onduleur, kWac = puissance du champ PV, kWdc ÷ ratio DC/AC.

La formulation introductive du ratio sur cette page contredit son équation et son exemple de calcul. Exigez que le rapport de simulation indique explicitement les deux puissances et vérifiez le ratio à l’aide de cette équation. Ne laissez pas un intitulé de ratio masquer une augmentation de la puissance du champ PV. Conception du système PVWatts.

2. Calculer deux différences annuelles d’énergie

Demandez les résultats pour l’onduleur de référence et pour le modèle de plus grande puissance envisagé, chacun avec les restrictions existantes du réseau activées. Obtenez les séries temporelles de puissance AC avant les restrictions du réseau et de puissance de sortie finale après celles-ci.

Pour une comparaison portant uniquement sur l’injection, dont la sortie modélisée représente l’énergie livrée au réseau, calculez :

• Gain d’énergie avant les restrictions du réseau : somme des différences entre la puissance AC du modèle envisagé et celle du modèle de référence avant les restrictions du réseau, multipliées par la durée de chaque pas de temps.
• Gain d’énergie livrée : différence annuelle correspondante après application de la limite de raccordement et du programme de limitation de production inchangés.
• Gain absorbé par les restrictions du réseau : gain d’énergie avant les restrictions du réseau moins gain d’énergie livrée.

Ces calculs constituent une méthode de comparaison recommandée, fondée sur les traitements distincts de l’onduleur et des limites du réseau dans SAM. Ils distinguent l’énergie récupérée en amont de celle qui subsiste après la contrainte de livraison existante. Conception du système PVWatts ; Limites du réseau.

Si seule la puissance de l’onduleur change, décrivez la différence avant les restrictions du réseau comme le bénéfice modélisé de l’augmentation de la puissance de l’onduleur. Si le rendement ou d’autres hypothèses changent également, n’attribuez pas la totalité de la différence à la réduction de l’écrêtage. PVWatts calcule le rendement de l’onduleur en fonctionnement à partir du rendement nominal et d’une courbe de rendement ; demandez à l’ingénieur de documenter la manière dont la récupération d’énergie liée à la réduction de l’écrêtage a été isolée. Conception du système PVWatts.

3. Vérifier quand l’énergie récupérée est produite

Examinez les pas de temps pendant lesquels l’onduleur de plus grande puissance augmente la puissance de sortie avant les restrictions du réseau. Si les puissances de sortie du modèle de référence et du modèle envisagé atteignent toutes deux le même plafond d’injection, la puissance supplémentaire en amont ne produit aucun supplément d’énergie livré pendant ces pas de temps avec la limite modélisée. Lorsqu’une marge subsiste, une partie ou la totalité de l’augmentation peut être conservée. Cela découle de la règle de SAM selon laquelle toute puissance de sortie dépassant la limite de raccordement est ramenée à cette limite. Limites du réseau.

Demandez les totaux annuels ainsi qu’une comparaison des séries temporelles montrant les puissances du modèle de référence et du modèle envisagé avant et après les restrictions. La page Limites du réseau de SAM présente les séries « Puissance du système avant raccordement au réseau » et « Puissance du système avant limitation de production », ainsi que les résultats annuels des pertes d’énergie pour chaque restriction. Utilisez-les pour vérifier où le gain disparaît ; ne supposez pas que les catégories de pertes présentées séparément peuvent être additionnées sans vérifier leurs périmètres de calcul. Limites du réseau.

Alignez les données de limitation de production sur le pas de temps du fichier météorologique. SAM exige que le tableau de limitation de production comporte le même nombre d’enregistrements que le fichier météorologique. Une comparaison utilisant des pas de temps ou des programmes différents doit être harmonisée avant de servir de fondement à une décision d’achat. Limites du réseau.

4. Conditionner l’achat au gain utilisable

Demandez une fiche comparative contenant les deux puissances d’onduleur, la limite d’injection inchangée, l’énergie annuelle avant les restrictions du réseau, l’énergie annuelle livrée, leurs différences et le devis du surcoût. Préconisez d’évaluer le surcoût au regard du supplément d’énergie livré plutôt que du seul chiffre de récupération d’énergie liée à la réduction de l’écrêtage.

Un indicateur de diagnostic facultatif est la part livrée du gain avant les restrictions du réseau : le gain d’énergie livrée divisé par le gain positif d’énergie avant les restrictions du réseau. Présentez-le comme un indicateur de comparaison, et non comme un rendement de l’équipement. Si le gain avant les restrictions du réseau est nul, indiquez que le ratio est indéfini.

Pour les sites comportant une consommation locale ou des batteries, exigez que l’ingénieur identifie le périmètre de livraison modélisé avant de qualifier la sortie finale du système d’« énergie injectée ». La page Limites du réseau décrit les limites appliquées à la puissance AC de sortie du système et précise que, pour certaines options de pilotage, la gestion du stockage peut tenir compte des restrictions du réseau ; elle n’établit pas de méthode universelle de calcul du comptage net pour toutes les configurations de site. Vérifiez le modèle sélectionné et le traitement du pilotage. Limites du réseau.

Enfin, SAM suppose qu’un mécanisme physique existe pour faire respecter les limites du réseau et demande aux utilisateurs d’en inclure les coûts. Demandez le périmètre réel du dispositif de commande et les coûts d’installation ou d’exploitation associés. Les pages d’aide définissent des méthodes de modélisation, et non des gains énergétiques ou un temps de retour sur investissement propres à un projet ; obtenez les deux simulations comparatives et le devis avant d’approuver l’augmentation de puissance. Limites du réseau.

Questions fréquentes

La réduction de l’écrêtage équivaut-elle à un supplément d’énergie injectée ?

Non. L’énergie récupérée en amont peut être supprimée par la limite de raccordement ou le programme de limitation de production inchangés.

Quelles données d’entrée doivent rester inchangées ?

Conservez le même champ DC, le même fichier météorologique, le même pas de temps, la même orientation, le même suivi solaire, le même ombrage, les mêmes pertes, la même limite d’injection et le même programme de limitation de production.

Comment vérifier la puissance de l’onduleur ?

Utilisez la relation puissance de l’onduleur en kWac = puissance du champ PV en kWdc divisée par le ratio DC/AC, et consignez explicitement les deux puissances.

Quelle différence annuelle compte pour l’achat ?

Utilisez le supplément d’énergie après les restrictions existantes du réseau, avec un périmètre de livraison clairement identifié.

Pourquoi demander les séries temporelles ?

Elles montrent si la puissance récupérée est produite alors que le plafond d’injection est déjà contraignant ou lorsqu’une marge de livraison subsiste.

Peut-on qualifier tout gain avant les restrictions du réseau de récupération d’énergie liée à la réduction de l’écrêtage ?

Attribuez-le ainsi uniquement après avoir isolé les changements de rendement et les autres hypothèses. Sinon, qualifiez-le de bénéfice modélisé de l’augmentation de puissance.

Les limites du réseau de SAM restreignent-elles également les importations ?

Non. La page Limites du réseau indique explicitement que les données de raccordement et de limitation de production ne limitent pas les importations d’électricité.

Quels éléments doivent accompagner la comparaison énergétique ?

Demandez le devis du surcoût, le périmètre du dispositif de régulation de l’injection et les coûts associés, ainsi qu’une confirmation de la modélisation des charges et du stockage, le cas échéant.