Avec le développement technologique et la baisse des coûts, les systèmes de suivi solaire sont largement utilisés dans diverses centrales photovoltaïques. Parmi les différents types de systèmes de suivi, le suiveur solaire biaxial entièrement automatique est le plus performant pour améliorer la production d'énergie. Cependant, les données concrètes et scientifiques relatives à l'amélioration spécifique de la production d'énergie grâce à ce système restent insuffisantes. L'analyse suivante présente une étude simplifiée de l'amélioration de la production d'énergie grâce à un système de suivi biaxial, basée sur les données de production réelles de 2021 d'une centrale solaire équipée de ce système, située à Weifang, dans la province du Shandong, en Chine.
(Pas d'ombre fixe sous le suiveur solaire à double axe, les plantes au sol poussent bien)
Brève introduction dele solairecentrale électrique
Lieu d'installation :Shandong Zhaori New Energy Tech. Co., Ltd.
Longitude et latitude :118,98°E, 36,73°N
Temps d'installation :Novembre 2020
Échelle du projet : 158 kW
Solairepanneaux :400 pièces de Panneaux solaires bifaciaux Jinko 395W (2031*1008*40mm)
Onduleurs :3 groupes d'onduleurs Solis de 36 kW et 1 groupe d'onduleurs Solis de 50 kW
Nombre de systèmes de suivi solaire installés :
36 ensembles de systèmes de suivi solaire à double axe ZRD-10, chacun équipé de 10 panneaux solaires, représentant 90 % de la capacité totale installée.
1 ensemble de tracker solaire mono-axe incliné ZRT-14 avec une inclinaison de 15 degrés, avec 14 panneaux solaires installés.
1 ensemble de support solaire fixe réglable ZRA-26, avec 26 panneaux solaires installés.
Conditions du terrain :Prairies (gain de 5 % sur la face arrière)
temps de nettoyage des panneaux solaires2021:3 fois
Ssystèmedistance:
9,5 mètres d'est en ouest / 10 mètres du nord au sud (distance d'axe en axe)
Comme indiqué dans le schéma d'implantation suivant
Aperçu de la production d'énergie :
Voici les données de production d'électricité réelles de la centrale en 2021, obtenues par Solis Cloud. La production totale de la centrale de 158 kW en 2021 est de 285 396 kWh, et la durée annuelle de fonctionnement à pleine puissance est de 1 806,3 heures, ce qui correspond à 1 806 304 kWh pour 1 MW. La durée moyenne annuelle d'utilisation effective des panneaux solaires à Weifang est d'environ 1 300 heures. Selon le calcul d'un gain de 5 % pour les panneaux solaires bifaciaux installés sur gazon, la production annuelle d'électricité d'une centrale photovoltaïque de 1 MW installée à un angle d'inclinaison optimal fixe à Weifang devrait être d'environ 1 365 000 kWh. Le gain annuel de production d'électricité de cette centrale à suivi solaire par rapport à une centrale à angle d'inclinaison optimal fixe est donc calculé à 1 806 304/1 365 000 = 32,3 %, ce qui dépasse nos prévisions précédentes d'un gain de production d'électricité de 30 % pour une centrale à système de suivi solaire à deux axes.
Facteurs d'interférence de la production d'électricité de cette centrale à double axe en 2021 :
1. Les panneaux solaires nécessitent moins de nettoyage.
2.2021 est une année avec des précipitations plus abondantes.
3. En raison de la superficie du site, la distance entre les systèmes dans la direction nord-sud est faible.
4. Les trois systèmes de suivi solaire à double axe sont constamment soumis à des tests de vieillissement (rotation continue dans les directions est-ouest et nord-sud 24 heures sur 24), ce qui a des effets néfastes sur la production d'énergie globale.
5,10 % des panneaux solaires sont installés sur un support solaire fixe réglable (amélioration de la production d'énergie d'environ 5 %) et sur un support de suivi solaire à un seul axe incliné (amélioration de la production d'énergie d'environ 20 %), ce qui réduit l'effet d'amélioration de la production d'énergie des suiveurs solaires à deux axes.
6. Il existe des ateliers à l'ouest de la centrale électrique qui génèrent davantage d'ombre, et une petite quantité d'ombre au sud du paysage rocheux de Taishan (après l'installation de notre optimiseur de puissance sur les panneaux solaires facilement ombragés en octobre 2021, cela a considérablement contribué à réduire l'impact de l'ombre sur la production d'électricité), comme le montre la figure suivante :
La superposition des facteurs d'interférence mentionnés ci-dessus aura un impact plus marqué sur la production annuelle d'électricité de la centrale solaire à double axe de suivi. Sachant que la ville de Weifang, dans la province du Shandong, bénéficie d'un potentiel d'ensoleillement de troisième catégorie (en Chine, les ressources solaires sont classées en trois niveaux, le troisième étant le plus faible), on peut en déduire que la production d'électricité mesurée de ce système pourrait être augmentée de plus de 35 % en l'absence de ces facteurs d'interférence. Ce gain dépasse largement celui calculé par PVsyst (environ 25 %) et d'autres logiciels de simulation.
Revenus de la production d'électricité en 2021 :
Environ 82,5 % de l'électricité produite par cette centrale est utilisée pour la production et le fonctionnement de l'usine, et les 17,5 % restants sont injectés dans le réseau électrique national. Compte tenu du coût moyen de l'électricité pour cette entreprise (0,113 $/kWh) et de la subvention de 0,062 $/kWh pour l'électricité injectée sur le réseau, le revenu généré par la production d'électricité en 2021 s'élève à environ 29 500 $. Le coût de construction étant d'environ 0,565 $/W au moment de sa construction, l'investissement est amorti en seulement trois ans, ce qui représente un avantage considérable !
Analyse d'une centrale électrique à système de suivi solaire à double axe dépassant les prévisions théoriques :
Dans la pratique, les systèmes de suivi solaire à deux axes présentent de nombreux facteurs favorables qui ne peuvent être pris en compte par la simulation logicielle, tels que :
La centrale électrique équipée d'un système de suivi solaire à double axe est souvent en mouvement, et l'angle d'inclinaison est plus important, ce qui n'est pas propice à l'accumulation de poussière.
En cas de pluie, le système de suivi solaire à double axe peut être ajusté à un angle incliné favorisant le lavage des panneaux solaires par la pluie.
En cas de neige, le système de suivi solaire à double axe peut être orienté selon un angle d'inclinaison plus important, ce qui favorise le glissement de la neige. Ceci est particulièrement avantageux pour la production d'électricité par temps ensoleillé après une vague de froid et d'importantes chutes de neige. Cependant, pour certains supports fixes, si aucun déneigement n'est effectué, les panneaux solaires peuvent cesser de produire de l'électricité pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours, en raison de la neige qui les recouvre, entraînant ainsi d'importantes pertes de production.
Le support de suivi solaire, en particulier le système de suivi solaire à double axe, possède un corps de support plus haut, un fond plus ouvert et lumineux et une meilleure ventilation, ce qui contribue à exploiter pleinement l'efficacité de production d'énergie des panneaux solaires bifaciaux.
Voici une analyse intéressante des données de production d'électricité à certaines périodes :
L'histogramme montre clairement que mai est le mois de l'année où la production d'électricité atteint son pic. En mai, la durée d'ensoleillement est longue, le nombre de jours ensoleillés est plus élevé et la température moyenne est plus basse qu'en juin et juillet, ce qui constitue un facteur clé pour un bon rendement de production. De plus, même si la durée d'ensoleillement n'est pas la plus longue en mai, l'ensoleillement total est parmi les plus élevés de l'année. Il est donc logique d'observer une production d'électricité importante en mai.
Le 28 mai, elle a également enregistré la plus forte production d'électricité en une seule journée de 2021, avec une production maximale dépassant 9,5 heures.
Octobre est le mois où la production d'électricité est la plus faible en 2021, ne représentant que 62 % de la production de mai, ce qui est lié aux conditions météorologiques exceptionnellement pluvieuses d'octobre 2021.
De plus, le record de production d'énergie en une seule journée a été atteint le 30 décembre 2020, avant 2021. Ce jour-là, la production des panneaux solaires a dépassé la puissance nominale STC pendant près de trois heures, atteignant jusqu'à 108 % de cette puissance. Ceci s'explique principalement par les conditions météorologiques favorables qui ont suivi la vague de froid : un temps ensoleillé, un air pur et des températures fraîches, la température maximale n'ayant été que de -10 °C.
La figure ci-dessous illustre la courbe de production d'énergie journalière typique d'un système de suivi solaire à deux axes. Comparée à celle d'un système à fixation fixe, la courbe de production du système à deux axes est plus régulière et son rendement à midi est très proche. L'amélioration la plus notable concerne la production d'énergie avant 11h00 et après 13h00. En tenant compte des variations de prix de l'électricité, la période de production optimale du système à deux axes coïncide généralement avec les périodes de pointe, ce qui lui confère un avantage certain en termes de revenus par rapport aux systèmes à fixation fixe.
Date de publication : 24 mars 2022