Malgré une ingénierie de qualité, aucun système n´est à l´abri d´une défaillance. C´est là qu´intervient la mise en service, établissant une base de performances pour l´acceptation du client et la maintenance de suivi. La mise en service est importante non seulement pour les performances du système photovoltaïque (PV), mais également pour la longévité de l´équipement, la sécurité, le retour sur investissement et les garanties.
Etape 1 : Conception et production du système photovoltaïque
Pour atteindre la production attendue sur un site, déterminez votre ressource solaire et prenez en compte l´ombre qui pourrait cacher les panneaux. La ressource solaire est mesurée en heures d'ensoleillement maximal, c´est-à-dire le nombre d´heures par jour pendant lesquelles votre installation atteint 1 000 watts générés par mètre carré. Par exemple, dans de nombreuses zones de la Californie, la ressource solaire est excellente : 6 000 watts par mètre carré ou 6 heures d'ensoleillement maximal. Utilisez l´appareil de mesure d´irradiation solaire Fluke IRR-1 pour déterminer l´irradiation solaire réelle (watts/m2) et l´ombre sur le site afin de développer une référence.
Imaginons que vous disposez d´une installation PV de 10 kW. Vous pouvez calculer la production annuelle attendue en multipliant l´installation de 10 kW par 6 heures d´ensoleillement maximal x 365 jours par an x 0,85 (déclassement de 15 % dû aux pertes de puissance dans le câblage et l´onduleur). Cette installation devrait produire 18 615 kWh d´énergie par an, soit 51 kWh par jour.
Etape 2 : Mesure des performances PV
Une fois votre système installé, assurez-vous qu´il fonctionne comme prévu en mesurant ses caractéristiques électriques et la puissance de sortie réelle de l´installation.
Les performances d´une installation PV sont basées sur sa courbe courant-tension (IV). Un onduleur convertit non seulement le courant continu en courant alternatif, mais il optimise également sa puissance de sortie en capturant le courant et la tension (la puissance étant la tension x le courant) auxquels la chaîne produit le plus de puissance. Le courant de court-circuit (ISC) est le courant maximal d´une cellule. Aucune électricité ne sera produite car il n´y a pas de différence de tension : les fils positifs et négatifs se touchent. La tension en circuit ouvert (Voc) est la tension maximale d´une cellule : aucune électricité ne sera produite car le circuit est ouvert. Le point auquel le module produit le plus de puissance est appelé point de puissance maximum (mpp).
Pour savoir si un réseau fonctionne comme prévu, vous devez connaître les Voc et ISC qui sont répertoriés dans la fiche technique du module. Mesurez-les avant et après l´installation.
La valeur Voc est mesurée à l´aide de la pince multimètre Fluke 393 FC CAT III pour déterminer la tension entre les bornes positives et négatives. La 393 FC est certifiée CAT III 1 500 V / CAT IV 600 V, ce qui la rend sûre et fiable pour effectuer des mesures dans des environnements CAT III tels que les installations solaires. Utilisez le thermomètre infrarouge Fluke 64 MAX pour déterminer la température du module et prendre en compte l´effet de la température sur la valeur Voc (plus la température est basse, plus la tension est élevée et vice versa). La 393 FC émet un avertissement sonore de polarité lors du test de Voc. Si elle est inversée, le tableau électrique ou d´autres circuits peuvent avoir été involontairement connectés en série, ce qui entraîne des tensions supérieures à la tension d´entrée maximale de l´onduleur.
Pour tester l´ISC, débranchez tous les circuits en parallèle et court-circuitez le circuit en toute sécurité. Mesurez le courant entre les bornes positives et négatives à l´aide d´un multimètre. Réglez la molette sur un courant supérieur à la valeur attendue. Enregistrez les valeurs ISC et Voc sur l´application Fluke Connect™ et enregistrez-les pour établir des tendances et des rapports
Vérifiez la résistance d´isolement de vos conducteurs, les connexions entre les modules et entre les modules et le rack, ainsi que votre résistance à la terre. Utilisez la pince multimètre de terre Fluke 1630-2 FC pour mesurer la résistance de mise à la terre et garantir une résistance inférieure à 25 ohms.
Etape 3 : Diagnostiquer des écarts
Même lorsqu´il est correctement installé, un système PV peut ne pas atteindre la production électrique attendue. Il est très important qu´un module ait les caractéristiques électriques spécifiées, car un onduleur possède un courant d´entrée minimum et maximum, en dessous et au-dessus duquel il n´aura pas de puissance de sortie.
Scénario 1 : La tension du circuit ouvert ou le courant de court-circuit est supérieur ou inférieur à celui indiqué sur la fiche technique
Dans ce cas, votre chaîne comporte un ou plusieurs modules dont les caractéristiques ne répondent pas aux spécifications. Une tension de circuit ouvert hors plage signifie que votre onduleur peut ne pas avoir de puissance de sortie. Un courant de court-circuit hors plage indique une incompatibilité de module, ce qui peut gravement dégrader les performances de votre installation, car le courant d´une chaîne est limité par le module ayant le courant le plus faible. Identifiez les modules et remplacez-les.
Scénario 2 : La puissance de sortie est faible
Si vous constatez que la puissance de sortie est inférieure à la valeur attendue, il se peut que vous ayez un problème. Bien qu´une certaine fluctuation de sortie soit attendue, une sortie constamment inférieure à la sortie attendue peut être le signe d'une chaîne défectueuse, d´un défaut de mise à la terre ou d´une ombre.
L´une des raisons peut être les points chauds, l´accumulation de courant et de chaleur sur une cellule en court-circuit, entraînant une réduction des performances et un risque d´incendie. Les caméras thermiques telles que la caméra infrarouge Fluke Ti480 PRO ou la caméra thermique TiS75+ peuvent localiser rapidement les points chauds.
Les défauts de mise à la terre sont une autre raison, mais ils sont plus difficiles à diagnostiquer et nécessitent de tester la tension et le courant de chaque conducteur et du conducteur de mise à la terre de l´équipement (EGC), qui transporte le courant de fuite à la terre. La tension et le courant sur l´EGC indiquent un défaut de mise à la terre. Des défauts de mise à la terre peuvent se produire en raison d´une isolation de conducteur endommagée, d´une installation incorrecte, de fils pincés ou d´eau, ce qui peut créer une connexion électrique entre un conducteur et l´EGC. Trouvez la source du problème et remplacez les fils endommagés ou améliorez les conditions.
D´autres raisons peuvent expliquer une faible puissance de sortie, comme une exposition, une inclinaison ou une orientation (angle d´azimut) médiocres de votre installation. Utilisez un localisateur de trajectoire solaire pour trouver les nouvelles sources d´ombre et supprimez-les si possible. Bien qu´il ne soit pas toujours possible de modifier l´inclinaison et l´orientation de l´installation pour diriger les panneaux plus directement vers le soleil, vous connaîtrez les angles d´inclinaison et d´azimut pour établir une base de référence pour les projets futurs.
Dans les systèmes PV à grande échelle, la puissance d´un système photovoltaïque passe par les transformateurs après avoir été inversée pour augmenter la tension, puis par les systèmes de commutation et les câbles moyenne tension, où une résistance d'isolement réduite est un problème courant. Pour les câbles moyenne et haute tension, utilisez le testeur d´isolement Fluke 1555 FC 10 kV, qui peut tester jusqu´à 10 000 volts.
Pour les systèmes équipés de batteries, comparez la tension et l´état de charge attendus de la batterie à la tension réelle à l´aide de l´analyseur de batterie Fluke Série 500.