Les 10 mythes les plus courants sur les optimiseurs photovoltaïques au niveau du module (2/3)

Dans la première partie de cette série d’articles de blog, nous avons parlé de l’impact des technologies MLPE sur les performances et partagé quatre mythes courants sur les optimiseurs de puissance. Dans ce deuxième article, l’expert SMA Blair Reynolds poursuit en apportant des éclaircissements sur six autres idées reçues parmi les plus courantes.

Solar photovoltaic panels on a house roof. Solar photovoltaic panels on a house roof for providing sustainable alternative energy from natural resources

Mythe n° 5 : Les optimiseurs de puissance traditionnels m’aident à concevoir des strings plus longs… et c’est une bonne chose.

En fait, c’est l’un des pires compromis de conception que l’on puisse faire. Dans un effort pour réduire le nombre de câbles et le travail nécessaire pour tirer un deuxième string, on peut être tenté de pousser la longueur du string au-delà de 20 modules (un maximum de 25 est techniquement autorisé). Mais c’est vraiment une décision de conception terrible. Laissez-moi vous expliquer : si nous supposons que la tension opérationnelle native d’un seul module PV est de 40 volts, il suffit d’environ 10 modules en série pour atteindre la tension de fonctionnement de 380/400 V de l’onduleur dans des conditions d’essai standard. Si d’autres modules sont connectés à la chaîne, les optimiseurs de puissance sont obligés d’ajuster la tension du module PV à une tension beaucoup plus basse pour correspondre à la plage de tension d’entrée de l’onduleur. Cette opération est connue sous le nom de « bucking » de la tension par l’optimiseur. À ce stade, l’optimiseur fonctionne à un rendement bien inférieur au rendement « de pointe » annoncé. Plus l’optimiseur est obligé d’ajuster la tension, plus il doit  » travailler « , c’est-à-dire que les pertes augmentent et que le rendement diminue. Par conséquent, l’ajout de modules PV « supplémentaires » à un string peut vous faire économiser un peu de câbles, mais au prix de pertes supplémentaires encourues dans l’ensemble du système PV, en forçant tous les optimiseurs à passer en mode « buck » intensif.

Mythe n° 6 : Les optimiseurs de puissance traditionnels sont intrinsèquement plus sûrs

Bien que l’optimiseur limite la tension de sortie à un niveau sûr en cas d’incendie (mais seulement si l’optimiseur n’a pas atteint sa fin de vie, n’a pas été endommagé avant ou pendant/par l’incendie et même si c’est en fait le courant électrique qui est bien plus dangereux pour les pompiers que la tension), en faisant fonctionner le MLPE sur le toit, vous augmentez le risque d’incendie, ce qui, je l’admets, est plutôt contre-intuitif. Tout se résume à la loi de la probabilité totale. En augmentant le nombre de points de défaillance potentiels dans le circuit DC (qu’il s’agisse de connecteurs, de condensateurs ou de tout autre composant interne), vous augmentez la possibilité qu’un composant tombe en panne. Le courant continu a la fâcheuse habitude de former un arc persistant. Plus la tension du module est élevée, moins l’arc est susceptible de s’éteindre de lui-même. Les circuits AFCI sont (censés être) conçus pour éviter cela, mais les produits qui ont été certifiés selon la norme UL 1699B Outline of Investigation (par opposition à la norme officielle UL 1699B disponible seulement depuis août 2018) ne fonctionnent pas toujours comme prévu – demandez à Walmart. Dans tous les cas, le circuit AFCI doit toujours être considéré comme le mécanisme de sécurité de secours ou secondaire. Les meilleures pratiques en matière de gestion des câbles et de raccordement adéquat des connecteurs doivent toujours être considérées comme le mécanisme de sécurité principal – pour prévenir les arcs électriques en premier lieu – et non les optimiseurs de puissance, qui augmentent la probabilité de survenue d’arcs électriques.

Mythe n° 7 : Les optimiseurs de puissance traditionnels réduisent mes coûts d’exploitation et d’entretien.

Le coût de l’intervention pour réparer un module défectueux (ou plus probablement un optimiseur de puissance défectueux) peut varier de quelques centaines d’euros à quelques milliers. Le pire scénario dont j’ai entendu parler est celui du centre-ville de San Francisco, où un ascenseur mécanique est nécessaire pour accéder aux toits des maisons mitoyennes équipées de panneaux photovoltaïques. Quelle que soit la situation, il est clair que l’électronique de puissance devra un jour être remplacée et que le risque d’intervention pour l’installateur offrant une garantie de 10 ans (ou même de 25 ans sur un système financé) est important. En fin de compte, c’est le cycle thermique (chaud-froid-chaud) qui provoque la défaillance des optimiseurs de puissance. Les meilleures études indépendantes que j’ai vues sur la caractérisation des optimiseurs de puissance dans une chambre climatique sont de 2 000 cycles (simulant environ 5,5 ans de fonctionnement continu). Malheureusement, les appareils ne tombent pas non plus tous en panne en même temps, ce qui rend très probable la multiplication des interventions.

L’alternative est de retarder une visite de service jusqu’à ce que plusieurs pannes se soient produites, mais cela risque de compromettre la satisfaction du client en réduisant la production d’énergie et pourrait finalement avoir un impact sur la réputation de l’installateur.

Mythe n°8 : les optimiseurs de puissance (ou micro-onduleurs) sont nécessaires pour la conformité au risque incendie.

DC Power Optimizers

Il s’agit d’un faux récit qui est trop souvent mal compris. Peut-être qu’un jour, j’écrirais un article entier sur le sujet mais en attendant, je dirai simplement que les principaux bénéficiaires de cette idée reçue sont les fabricants de MLPE et non les pompiers. La plupart des équipements MLPE réduisent la tension dans le générateur. Le problème avec cette méthode est qu’elle ne spécifie qu’une limite de tension alors que c’est en fait le courant qui est dangereux. Elle n’offre donc pas une sécurité absolue.

Mythe n° 9 : En standardisant les optimiseurs de puissance, je réalise des économies dans mon activité d’installation.

Mais le fait indéniable est qu’en adoptant une stratégie de fournisseur unique, votre entreprise est beaucoup plus exposée à des défaillances épidémiques dues à des défauts de fabrication ou à des problèmes de qualité de conception ou, pire encore, à la faillite du fabricant, qui ne respecte pas toutes ses promesses de service et de garantie et qui n’a pas d’autre fournisseur en vue en raison des restrictions persistantes des droits de propriété intellectuelle pour l’ensemble du système. Les risques liés au service à vie et à l’O&M sont importants (voir le mythe n° 8). Vous êtes également exposé aux fluctuations de prix dues aux tarifs d’importation, à l’offre et à la demande, ainsi qu’aux risques liés à la disponibilité et à la pénurie des produits. En choisissant un système qui repose sur des communications propriétaires plutôt que sur des communications universelles, il y a toujours un risque d’incompatibilité future des produits. Enfin, vos possibilités d’innover et d’intégrer de nouvelles technologies (comme les modules PV à haut rendement et à haute tension) sont l’otage de la feuille de route des produits de votre fournisseur unique.

Mythe n° 10 : Les optimiseurs de puissance traditionnels sont bons pour l’environnement

Outre l’énergie intégrée dans les dispositifs eux-mêmes, il y a l’impact environnemental de l’ajout d’interrupteurs sujets à des défaillances à presque tous les modules photovoltaïques de toiture (ou tous les autres).

En juin 2020, SolarEdge affirme avoir expédié plus de 50 millions d’optimiseurs de puissance dans le monde. Ces dispositifs sont entièrement encapsulés et ne sont donc pas recyclables. D’ici la fin de la prochaine décennie, près de 52 millions de kilos de matériaux non recyclables (contenant des volumes élevés de matériaux précieux tels que l’aluminium et le cuivre, entre autres, qui deviendront finalement des déchets) seront déployés sur les toits du monde entier.

Une attitude plus écologiquement responsable consisterait à réduire l’utilisation de matériaux en se concentrant sur des stratégies de produits qui éliminent les composants superflus. Le concept même de MLPE est en contradiction avec la valeur écologique sur laquelle l’industrie de l’énergie solaire a été fondée.

Découvrez une façon supérieure d’optimiser les systèmes photovoltaïques et informez-vous sur toutes les ressources à votre disposition dans le troisième article de cette série. Restez connectés !

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