Dans quelle mesure le solaire en toiture est-il variable ?

D’après pv magazine international.

Un groupe de scientifiques travaillant pour le DLR Institute of Networked Energy Systems en Allemagne propose d’appliquer une méthode en trois étapes pour quantifier les fluctuations d’énergie dans les systèmes PV, en vue d’estimer le potentiel de flexibilité des bâtiments et des quartiers urbains comportant des installations solaires.

La nouveauté de cette méthodologie réside dans le calcul de la quantité d’énergie qui doit être mise en réserve ou provenir d’une autre source locale pour des raisons d’équilibre au sein d’une même journée, mais aussi de la durée nécessaire de cette mise en réserve ou du recours à une autre énergie.

« La méthode élaborée fait la distinction entre les fluctuations de puissance et d’énergie dans les systèmes PV, ont expliqué les universitaires. Pour quantifier les fluctuations de puissance, seules les caractéristiques techniques et les séries chronologiques assorties des mesures de la puissance des systèmes PV sont nécessaires. »

Cette méthode se fonde sur l’analyse de ce que l’on appelle la rampe de puissance, définie par les chercheurs comme la différence en termes de valeur de puissance entre deux points temporels successifs dans un système PV. Ses trois étapes consistent à classer les jours en fonction de la production PV (« variabilité faible » ou « variabilité haute »), à computer la répartition des rampes de puissance PV et à calculer les fluctuations d’énergie PV.

Il s’agit de calculer les rampes de puissance à chacun des points temporels et les fluctuations d’énergie sur une base quotidienne. « Puisque les incertitudes en matière de prédiction de puissance PV s’additionnent au fil de la journée, les fluctuations d’énergie quotidiennes ainsi calculées peuvent être comparées à la capacité des sources de flexibilité locales, afin d’estimer si les sources de flexibilité disponibles disposent d’une quantité d’énergie suffisante pour compenser les fluctuations d’énergie quotidiennes », ont-ils ajouté.

Le groupe de chercheurs a testé sa méthode sur sept systèmes PV installés dans le nord et le sud de l’Allemagne, dont les capacités allaient de 1,2 kW à 100 kW. Leur analyse a révélé que les jours de forte variabilité et les jours de faible variabilité affichent une répartition caractéristique en termes de rampes de puissance PV. « Le calcul des répartitions des rampes de puissance permet d’estimer l’amplitude des fluctuations de puissance qui se produisent le plus fréquemment sur un système PV donné, ont-ils indiqué. En d’autres termes, en se fondant sur les répartitions calculées, il est possible de déterminer la probabilité de n’importe quelle rampe de puissance de n’importe quel système PV pour la catégorie de variabilité choisie. »

D’après les chercheurs, les tests ont montré que les installations PV situées dans une même région devraient présenter des répartitions similaires des rampes de puissance. « Toutefois, tous les systèmes PV étudiés sont situés en Allemagne, en Europe de l’Ouest. Il serait intéressant sur le plan de la recherche d’appliquer cette méthode à des systèmes PV installés dans des régions où le climat et les conditions météorologiques sont apparemment différents », ont-ils souligné.

Les chercheurs affirment en outre que cette nouvelle approche contribue à dimensionner de manière adaptée les systèmes PV sur les bâtiments et qu’elle peut être intégrée dans les systèmes de gestion de l’énergie afin de programmer leur fonctionnement pour le lendemain.

Leur méthode novatrice est détaillée dans l’article « Quantifying power and energy fluctuations of photovoltaic systems », publié dans Energy Science & Engineering. « La méthodologie proposée pour quantifier les fluctuations d’énergie photovoltaïque peut s’appliquer à n’importe quel système PV, dès lors que les prévisions de rayonnement solaire propres à son emplacement ainsi que les paramètres techniques sont disponibles », ont-ils conclu.