Qu’arrive-t-il aux systèmes photovoltaïques flottants quand l’eau gèle ?

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Sungrow Floating, filiale du fabricant d’onduleurs chinois Sungrow, a installé 500 kWc de PV et ainsi couvert 90% de la surface d’un lac situé dans le comté de Bayan, dans la province de Heilongjiang. Dans cette partie du nord-est de la Chine, les températures peuvent atteindre les -20 °C en hiver. « Le lac gèle environ quatre mois chaque année, de novembre à mars », explique Kane Wang à pv magazine. « Pendant cette période de grand froid, l’ensemble du réseau est gelé. »

La couche de glace peut se voir comprimée et soulevée, ainsi, le système PV flottant se retrouve fixé sur la surface de la glace, remarque Kane Wang. Dans ces zones extrêmement froides, le système d’ancrage est généralement construit avant les premières périodes de gel. « Si l’installation doit se faire pendant la période froide, il faudra d’abord passer par une opération de déglaçage avant la construction », précise K. Wang. « L’influence de la glace et du soulèvement liée au gel doit être prise en compte dans la conception du système d’ancrage. »

Lors de l’utilisation de pieux en béton ou d’ancrages par gravité, la résistance du béton face au soulèvement par le gel doit également être considérée. Et lors de l’installation d’une ancre de rive, il est également nécessaire de mesurer les effets de la glace sur l’installation.

Par ailleurs, de fortes chutes de neige interviennent régulièrement dans les climats froids, ce qui nécessite des matériaux d’ancrage spéciaux, et entraîne une construction plus lente avec un coût plus élevé que pour les projets PV flottants conventionnels. « Les exigences techniques du système flottant sont plus importantes, souligne K. Wang. Par exemple, un plus grand rapport flottabilité-poids doit être intégré dans la conception, et le corps flottant peut être ajusté en fonction de la charge de neige. » Ainsi, la quantité du corps flottant peut être augmentée ou réduite afin d’optimiser le système.

Sungrow Floating affirme que ses produits sont conformes pour répondre aux principales exigences des zones froides. « Les matériaux doivent pouvoir résister à des températures extrêmement basses afin d’éviter toute fissuration. La conception de la structure doit également tenir compte du soulèvement dû au gel. » Ainsi, la totalité du réseau doit avoir une résistance suffisante au gel, et doit être vérifiée par une série de tests.

Les composants sélectionnés doivent aussi avoir la capacité de faire face à de fortes charges de neige. « Concernant le système d’ancrage, il est également nécessaire de prendre en compte la charge de la glace flottante et de sécuriser sa construction pendant la période de gel, avec des mesures d’ancrages temporaires pour s’assurer que le système flottant ne subisse pas de défaillance et de dommages accidentels », poursuit K. Wang, qui affirme par ailleurs que la production d’énergie du système flottant augmente lors des périodes de gel et des températures basses.

La centrale du comté de Bayan a été mise en service en 2018 sur une surface d’eau d’environ 5 000 mètres carrés. Elle repose sur des onduleurs Sungrow de 60 kW à 80 kW et des modules solaires d’une puissance unitaire comprise entre 275 Wc et 315 Wc.

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