Module 8 : Entretien et suivis des installations
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1. Figure 4 connecteur de type twist and lock Probl me de point chaud hot spot Des cellules mal assorties mismatch ombrag es ou fissur es peuvent donner naissance des points chauds hot spots qui surchauffe localement le module entrainant sa perdition Probl me de diode de by pass Les diodes de by pass utilis es pour viter les probl mes de mismatch peuvent faillir par des probl mes de surchauffe ou de sous dimensionnement Ce probl me est restreint lorsque la temp rature de jonction au sein de la diode est maintenue en dessous de 130 C D faillance de l encapsulation Les absorbeurs d UV et autres stabilisants utilis s dans les mat riaux d encapsulation EVA garantissent une dur e de vie accrue des mat riaux d encapsulation des modules Les quantit s de ces adjuvants peuvent diminuer avec le temps par des ph nom nes de percolation ou de diffusion Lorsque la concentration passe en dessous d un seuil critique le mat riaux d encapsulation se d grade de fa on acc l r e brunissement de la couche d EVA et s accompagne de la formation et l accumulation d acide ac tique Ces ph nom nes entra nent la diminution progressive de la puissance de sortie du module jusqu sa d faillance totale D fauts du r seau lectrique Il existe plusieurs types de d fauts Le premier cas ce n est pas un d faut et se pr sente quand l operateur du r seau le d connecte volontairement afin d effectuer des travaux2. Des exp riences ont montr une diff rence de 4 de production Les nettoyeurs haute pression ne doivent pas tre utilis s afin de ne pas endommager la surface photovolta que Onduleurs centralis s Enlever poussi re insecte salissure des filtres air suivre les recommandations du constructeur Nettoyer les filtres utilis s pour la ventilation dans le cas d onduleurs install s dans une salle sp cifique MAINTENANCE CORRECTIVE La maintenance corrective apparait quand la performance du syst me d croit de fa on inattendue ou apr s qu un v nement impr vu ait entrain e un fonctionnement difficile ou non s curis de l installation p e modules ou onduleurs d fectueux temp te chute de neige exceptionnelle tracker bloqu etc Les actions correctives d pendent du type de d faut Quelques exemples sont donn s ici e Organiser une inspection visuelle apr s chaque temp te ou catastrophe climatique e Contr ler les protections contre les surtensions apr s chaque orage R agir de fa on efficace face aux erreurs du syst me de monitoring LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS s e NOVEMBRE 2010 5 10 APERE INAD S FICHES NERDGIE 3 INVENTAIRE DES TYPES DE PROBLEMES POSSIBLES PROBLEMES TEMPORAIRES Un module photovolta que peut voir sa puissance effective diminuer pour des raisons qui peuvent tre temporaires ou r versibles Le module peut t
3. d une carence de production le propri taire de l installation re oit une compensation financi re correspondant au revenu de la production manquante autoconsommation certificats verts major d un montant forfaitaire L avantage de ce type de contrat de garantie est multiple il offre l assurance d un revenu garanti ne d pendant plus que de l irradiation et il permet d s le d but de la relation entre le client et l installateur d tablir un cadre garantissant une grande qualit dans l ex cution de l installation En effet 80 des probl mes de performance des installations sont dues des erreurs humaines mauvais dimensionnement des c bles mauvaise combinaison module onduleur etc LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS Pie e C NOVEMBRE 2010 9 10 APERE CNE 0S FICHES NER GIE L indice de performance Appel encore Performance ratio PR cet indice est une valeur ind pendante du lieu qui permet de mesurer la qualit d une installation photovolta que Il indique le rapport entre le rendement r el et le rendement th orique d une installation Une bonne installation tournera autour des 80 Pour calculer le rendement th orique il est obligatoire d obtenir les valeurs d ensoleillement locaux sur 1 an id alement Les r sultats de cet indice sont influenc s par diff rents facteurs temp rature des panneaux photovolta ques rayonnement solaire et dissipation d
4. de maintenance sur la ligne Ici onduleur doit arr ter l injection de tension sur le r seau afin de pr venir des accidents sur les travailleurs du r seau voir norme Din VDE 0126 C est pourquoi l onduleur doit tre quip d une protection anti islanding Cette protection consiste en une mesure constante et automatique par l onduleur de la pr sence du r seau D un autre cot les causes les plus communes des d fauts du r seau sont 1 Tension de r seau variable 2 D viations de la fr quence nominale de r seau 3 Variations de l imp dance du r seau Ces probl mes sont intermittents et la dur e est courte dans le temps ce qui les rend difficiles identifier Cependant la plupart de ces probl mes peuvent tre rencontr s lors de l tape de planification d installation PV et peuvent tre r solus par des discussions avec l op rateur du reseau LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS s e NOVEMBRE 2010 8 10 APERE HNE 0S FICHES NER GIE 1 Tension du r seau variable les probl mes associ s la tension du r seau peuvent tres dus a Tension du r seau trop haute b Tension du reseau tr s basse c Tension du reseau d form onde sinuso dale d fectueuse ou d form Si la tension du r seau et trop haute ou trop basse les onduleurs s teindront eux m mes quand la tension passe sous une certaine limite Les installations PV connect es au r
5. sa conformit au design pr vu et de s assurer de la bonne installation de tous ses composants La maintenance pr ventive devrait id alement commencer par une inspection visuelle compl te de l installation et devra tre fr quemment r p t e Les m canismes install s l ext rieur doivent toujours tre v rifi s afin de pr venir les probl mes quelle qu en soit la nature L installateur peut conseiller au particulier d effectuer r guli rement toutes une s rie d actions pour s assurer du bon fonctionnement de l installation Pour ce faire il peut s appuyer sur le guide de maintenance des installations PV www bruxellesenviron nement be gt Professionnels gt Themes gt Energie gt Les nergies renouvelables gt solaire photovoltaique Inspection visuelle Modules Salissure et ou d gradation la surface des modules V rifier les bo tes de jonction Pr sence de bris de glace e Effectuer des mesures sur site tension courant tous les 3 ans Contr ler les connections la terre Contr ler la pr sence de corrosion sur les poutres LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS e NOVEMBRE 2010 2 10 APERE HNE 0S FICHES NER GIE Chercher les d formations potentielles Si la structure est lest e v rifier la position du lestage Si la structure est fix e en toiture v rifier l tanch it l eau aux points de fixation Si la str
6. Q IBGE INSTITUT BRUXELLOIS POUR LA GESTION DE L ENVIRONNEMENT INFOS FICHES NERGIE LE PHOTOVOLTAIQUE ENTRETIEN amp SUIVI DES INSTALLATIONS Une installation photovoltaique a une dur e de vie minimum g n ralement comprise entre 25 et 30 ans si elle est bien entretenue Ce document d crit quelques unes des pr cautions qui doivent tre prises pour que les temps d immobilisation soient minimis s et que la performance soit maximale Certaines t ches sont pr ventives et seront r aliser de fa on r guli re D autres sont correctives et ne seront pas n cessairement planifi s l avance La fr quence des inspections visuelles d pend fortement du type d installation modules au sol ou en toiture angle d inclinaison syst me de tracking etc de la localisation pr cipitations et conditions m t orologiques attendues et de l environnement imm diat industriel agricole urbain etc La plupart des causes de pannes ou malfonctionnements d une installation photovolta que trouvent leurs origines dans la conception de l installation ou dans le choix du mat riel On ne saurait que trop rappeler l importance d une conception de qualit par des installateurs comp tents et l utilisation de mat riel de qualit 1 LES GARANTIES Un certain nombre de garanties existent sur les produits et sur la mise en uvre GARANTIE SUR LE MATERIEL Modules Les modules sont garantis 2 ans minimum pour leur tenue m c
7. anique Certains vont jusqu 10 ans Onduleurs La garantie de l onduleur est au minimum de 2 ans mais il est fr quent d avoir des garanties plus longues 5 10 voire 20 ans soit d origine soit par le biais d une extension de garantie payante Structure La structure portante est g n ralement garantie 2 ans mais dans le cas d int gration en toiture une garantie d cennale 10 ans sur l tanch it r alis e avec l installation PV est d application GARANTIE SUR LA PRODUCTION Modules La puissance effective des modules est g n ralement garantie 90 de la puissance nominale apr s 10 ans et 80 ou 85 de la puissance nominale apr s 20 ou 25 ans Production Il n est pas rare de voir des installateurs proposer une garantie de production qui est effectivement une garantie de r sultat solaire GRS Ces garanties couvrent g n ralement un niveau de production donn en fonction d une irradiation de r f rence Si l ann e concern e est moins ensoleill e que l ann e de r f rence la garantie portera sur une production moins lev e LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS ue e NOVEMBRE 2010 1 10 APERe INFOS FICHES NERGIE 2 OPERATIONS DE MAINTENANCE MAINTENANCE PREVENTIVE La maintenance pr ventive commence d s que l installation est mise en route Il est recommand de proc der une r ception technique de l installation afin de s assurer de
8. ci dessous apr s il faudra notifier l installateur pour qu il s en charge de faire les changements correspondants PROBLEMES LIES AUX CELLULES D gradation des cellules solaires La diminution graduelle de la performance d une cellule peut tre caus e par e Une augmentation de la valeur de la r sistance de s rie voir circuit quivalent en raison d une diminution de l adh rence des contacts ou en raison de la corrosion par de la vapeur d eau e Une diminution de la r sistance parall le en raison de la migration du m tal dans la jonction p n e Une d t rioration du traitement de surface couche anti r flexion Cellules en court circuit Des courts circuits peuvent se manifester au niveau des interconnections Ce type de d faut est beaucoup plus fr quent dans les cellules en couche minces car les lectrodes sup rieures et inf rieures sont beaucoup plus rapproch es et ont plus de chance de se retrouver court circuit e par un trou au travers de la cellule ou par du mat riel corrod ou endommag LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS s e NOVEMBRE 2010 6 10 APERE HME OS FICHES NER GIE N r cellule court circuit e par le ruban d interconnexion Figure 2 court circuit d une cellule par le ruban d interconnexion Cellules en circuit ouvert Ce mode de d faut est commun et est g n ralement soulag en ayant recours plusieurs points de conta
9. ct Les cellules sont g n ralement connect es par deux rubans traversant les lectrodes bus bar Les cellules peuvent galement se briser pour diverses raisons e Contraintes thermiques et cycles e Gr le de taille exceptionnelle e Dommage induit en cours de traitement ou au moment de l assemblage qui r sulte en des fissures latentes invisibles qui ne sont pas d tectables par les syst mes d inspection et se manifestent plus tard les rubans d interconnexion maintiennent la cellule enti re m me avec une fissure en travers de la Figure 3 cellule fissur e maintenue en op ration par les rubans d interconnexion PROBLEMES LIES AUX MODULES D gradation et fautes des modules PV Les m canismes de d gradation comprennent soit une r duction graduelle de la puissance de sortie d un module PV avec le temps soit une diminution de la puissance en raison d un d faut dans une cellule Modules en circuit ouvert Le probl me des circuits ouverts se pr sente galement au niveau des modules soit dans le bo tier de jonction ou encore dans les c blages internes La tension en circuit ouvert des strings peut tre galement utilis e pour v rifier le nombre de panneaux composant le string Les fautes d installation telles que la diff rence de nombre de modules connect s par string peuvent alors tre d tect es Modules en court circuit Bien que chaque module soit test individuellement avant exp dition des courts ci
10. ection contre la foudre V rifier la mise la terre Rechercher la pr sence de dommages sur le paratonnerre surtout apr s les impacts de foudre Contr ler les points de connexion LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS FRS e NOVEMBRE 2010 4 10 APERE HNE 0S FICHES NER GIE pa eN les impacts des ombrages impr vus sur la production ainsi que la date laquelle ces derniers sont apparus Contr ler le nombre de pi ces de rechange et en commander si n cessaire Entretenir les obstacles arbres haies pouvant entrainer des ombrages Contr ler la robustesse du grillage e Entretenir et contr ler les dispositifs de s curit Lubrifier les pi ces en mouvement axe v rin hydraulique etc du tracker V rifier si les indications tiquet es ou grav es sur les pi ces du syst me sont encore facilement lisibles V rifier la pr sence sur site des documents de construction plans sch ma manuel d utilisation etc Nettoyage Modules La fr quence de nettoyage des modules d pend du type de pr cipitation pluie neige etc et de langle d inclinaison des modules ainsi que de l environnement dans lequel il est install Dans un environnement urbain ou industriel la fr quence de nettoyage devra tre plus lev e que dans un environnement d gag Utiliser une quantit abondante d eau propre et sans d tergent ainsi qu une ponge mouill e pour le lavage
11. la plus importante cart type se trouve sur les derniers mois du printemps et les premiers d automne d TTS 120 100 80 kWh kWc gi O 40 Y 20 ST A o LS e W RN S 2 amp S y R O X La production mensuelle moyenne d une installation bruxelloise de 1 kWc orient e plein sud et inclin e 35 Enfin il faut se souvenir que le rendement d un module PV diminue de 1 par an et qu niveau d irradiation gal une installation plus vieille produira moins Les fabricants garantissent en g n ral la puissance de leurs modules 90 de leur valeur nominale apr s 10 ans et 80 apr s 20 ans LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS as Re NOVEMBRE 2010 10 10 APERE
12. nergie ombrage ou encrassement des panneaux et de l appareil de mesure p riode d enregistrement pertes dans les lignes coefficient de rendement des panneaux et de londuleur S il ne poss de pas de GRS ou d outil de mesure d ensoleillement le propri taire peut se rendre compte du bon fonctionnement de son installation en comparant les donn es de production avec celles de syst mes similaires dans la r gion Une initiative de comparaison de plusieurs syst mes de particuliers a t lanc e en France et couvre galement la Belgique le site web www bdpv fr recense ainsi pr s de 6000 installations PV en France Suisse et Belgique Le propri taire peut galement investir dans un syst me de monitoring de son installation Si une cellule de mesure d irradiation est incluse il pourra alors estimer la performance de son installation selon les conditions d irradiation r elles Pour des petites installations c est important que l installateur mentionne aux particuliers qu ils doivent enregistrer leur production chaque jour pour le premier mois apr s l installation apr s une fois par semaine ou par mois est suffisant Une bonne id e de r partition annuelle de la production pour la Belgique est 16 de production en hiver 14 en automne 36 en printemps et 34 en t source htto re jrc ec europa eu pvgis Cette r gle n est videmment pas fixe car elle d pend des conditions m t orologiques r elles La diff rence
13. rcuits peuvent y apparaitre r sultant de d faut dans le processus de fabrication Ces courts circuits trouvent leurs origines dans la d gradation de l isolation lectrique due l exposition aux effets climatiques qui induisent d lamination fissures ou oxydation Bris de la face avant verre du module La face avant du module en verre blanc tremp et pauvre en fer peut se briser en raison de vandalisme contraintes thermiques manipulation en cours de montage ou de d chargement sous l action du vent ou de la gr le LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS as e NOVEMBRE 2010 7 10 APERE HNE 0S FICHES NER GIE D lamination du module La d lamination des modules tait la cause principale de panne dans les modules des premi res s ries De nos jours gr ce l exp rience acquise ces probl mes se pr sentent moins souvent La d lamination des modules trouve son origine dans une diminution dans la force de coh sion soit pour des raisons environnementales humidit ou vieillissement photo thermique combin des contraintes thermiques ou d expansion de vapeur AUTRES PROBLEMES Circuit ouvert du aux connecteurs Les cycles thermiques ainsi que les charges dues au vent peuvent causer les connecteurs de se mettre en circuit ouvert Les connecteurs de type twist and lock r sistent beaucoup mieux ces probl mes que ceux que l on pousse ai
14. re sujet des ombres d un arbre qui a grandit devant l installation La surface du module peut tre encrass e la puissance peut diminuer de 10 en raison de l encrassement de la face sup rieure du module Il est galement possible qu un module d un string soit d fectueux ou un probl me de contact au niveau des bo tiers de jonction ou des modules cause un changement de point de fonctionnement de l onduleur entrainant une diminution de la puissance d velopp e par l installation Dans tous ces cas la r duction de la puissance d velopp e par l installation est r versible c est dire que l on retrouvera la puissance normalement d velopp e par l installation lorsque la cause du probl me aura t identifi e et la rectification appropri e aura t apport e au syst me lagage des arbres nettoyage des panneaux remplacement du panneau d fectueux Figure I les ombres temporaires dues par exemple aux oiseaux ou leurs d jections peuvent diminuer la puissance du module concern mais galement de tout le string Durant l installation la connexion erron e des modules par string peut entrainer un courant diff rent par string et ainsi un d s quilibre dans l installation et par cons quence une r duction de la puissance totale produite Il suffira de v rifier les plans as built comme construite de l installation et de v rifier les connexions sur le terrain ou en mesurant la tension en circuit ouvert voir
15. s de poussi re et ou d humidit l int rieur des bo tes V rifier les fusibles de chaque cha ne de module V rifier l tat g n ral et l imperm abilit de la bo te Contr ler le verrouillage du m canisme de d couplage Tester le bon fonctionnement des l ments de d connexion V rifier la bonne pose des c bles et des chemins de c ble Contr ler l lasticit des c bles bonne tenue de l isolation Chercher la pr sence de rupture d isolation Contr ler les lieux pouvant entrainer une d formation ou une coupure des c bles coins par exemple Contr ler les points de fixation Tableau lectrique AC et quipements de protection Inspection visuelle des connections des fusibles et disjoncteurs AC RCDs Residual Current Devices pour dispositifs de protection contre les courants r siduels Monitoring et quipements m t orologiques Contr ler r guli rement la production et la performance du syst me toutes les 2 semaines ou tous les mois l aide des donn es issues du monitoring Contr ler la production de chaque cha ne de module et identifier les cha nes les moins performantes seulement dans le cas o un dispositif permet le contr le s par de chaque cha ne Rapporter fr quemment et analyser les erreurs issues du monitoring toutes les 2 semaines ou tous les mois V rifier la calibration des appareils de mesure conform ment aux recommandations du constructeur Prot
16. seau augmentent la tension du r seau car elles doivent op rer une tension l g rement plus haute afin de pouvoir injecter le courant Ainsi pendant des p riodes de bonne irradiation une installation pourrait faire monter la tension plus haute que la limite permise et occasionner la d connection d une installation avoisinante Les tensions tr s hautes peuvent aussi tre occasionn es par des charges inductives tr s grandes pr s de l installation et la solution ne peut tre trouv e que par le gestionnaire du r seau Durant la phase de planification de l installation il faudra discuter avec le fabriquant des onduleurs sur la possibilit d ajuster les param tres d op ration afin qu ils puissent fonctionner raisonnablement bien connect s un r seau loin d tre parfait 2 Variations de la fr quence Les onduleurs sont r gl s pour fonctionner dans une gamme de fr quence sp cifique mais il peut avoir des distorsions dans la fr quence qui affectent leur bon fonctionnement 3 Variation de l imp dance du r seau Les onduleurs connect s au r seau ne fonctionneront qu entre un intervalle d imp dance de r seau et sont aussi sensibles aux changements d imp dance Ainsi si limp dance change plus que le changement r gl l onduleur s teint Les intervalles d imp dances peuvent tre r gles s ils sont trop sensibles 4 SUIVI DE LA PRODUCTION PHASE OP RATIONNELLE Le suivi op rationnel d une installation PV est n ce
17. ssaire pour se rendre compte de probl me de fonctionnement Un relev r gulier des quantit s produites est utile pour comparer la production r elle avec la production attendue La production r elle est celle qui est enregistr e par le compteur et donne droit aux certificats verts La production attendue est la production qu un syst me photovolta que aurait du produire selon les niveaux d irradiation r ellement mesur s au m me endroit Dans la pratique s il ny a pas d ombre on peut utiliser les donn es de l Institut Royal de M t orologie d Uccle pour la p riode de r f rence g n ralement une ann e en question Exemple Une installation de 2 KWc orient e plein Sud avec une inclinaison de 35 a produit 1700 kWh en 2004 Il s agit l d une production sp cifique de 850 kWh kWc et le propri taire de l installation est satisfait Or l irradiation disponible en 2004 tait de 10 sup rieure la moyenne long terme et donc une installation moyenne aurait du galement produire 10 de plus soit 1870 kWh au total Les propri taires d installations photovoltaiques peuvent se pr munir de ce type de d sagr ment en exigeant une garantie de r sultat solaire GRS de l installation Ce type de garantie est soumise la v rification par un observateur ind pendant de la production r elle compar e la production esp r e corrig e pour les conditions r elles et tenant compte d l ments externes Dans le cas
18. ucture est int gr e en toiture v rifier l tanch it l eau de la couverture Si pr sence d un tracker contr ler les parties m caniques le m canisme d orientation et le syst me hydraulique corrosion usure etc Contr le de la rigidit des poutres V rifier les connections la terre et les ventuelles fuites travers les d fauts d isolation Onduleurs centraux V rifier que les travaux de maintenance sont effectu s avec la fr quence et les exigences demand es par le constructeur voir manuel d utilisation des fournisseurs Si les onduleurs sont install s dans une salle sp cifique contr ler le bon fonctionnement de la ventilation et proc der une maintenance sur cette derni re si n cessaire filtres etc Onduleurs d centralis s V rifier que les travaux de maintenance sont effectu s avec la fr quence et les exigences demand es par le constructeur e Contr ler la pr sence ventuelle d humidit pour les onduleurs install s l ext rieur e Si les onduleurs sont install s dans une salle sp cifique contr ler le bon fonctionnement de la ventilation et proc der une maintenance sur cette derni re si n cessaire filtres etc LE PHOTOVOLTA QUE MODULE 8 ENTRETIEN ET SUIVI DES INSTALLATIONS ue e NOVEMBRE 2010 3 10 APERE INFOS FICHES NERGIE Bo tes de jonction C blage H AE Contr ler la pr sence ventuelle d insecte
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