Parées pour l’avenir: Repowering pour les centrales photovoltaïques

Investir et continuer à exploiter ou démolir ? Idéalement, cette question se pose pour les exploitants de centrales photovoltaïques lorsque la durée de vie de leur installation approche la fin prévue de sa productivité. Mais une baisse des rendements, des composants défectueux ou un manque de sécurité des données sont autant de raisons de songer à une modernisation des centrales photovoltaïques avant la fin de leur durée de vie calculée. Mais quelles mesures peuvent être prises pour restaurer et même augmenter la rentabilité d’une centrale photovoltaïque ?

Le Repowering, c’est-à-dire la modernisation des centrales photovoltaïques, joue un rôle majeur, en particulier là où de grandes capacités ont déjà été installées il y a plusieurs années. Par exemple en Allemagne, où environ neuf gigawatts de puissance photovoltaïque ont été installés jusqu’en 2014. Pour comparaison : en Europe, ce chiffre est de près de 30 gigawatts. Outre l’Allemagne, les marchés de l’Italie, l’Espagne, la Grande-Bretagne, la France et les États-Unis sont ceux qui disposent de la plus grande puissance de centrales photovoltaïques installée et d’un âge approprié pour le Repowering. Les pays asiatiques et notamment la Chine joueront également un rôle important dans ce segment du marché à l’avenir.

Disponibilité accrue, nouvelles opportunités de revenus, coûts de réparation réduits

Contrairement à l’industrie de l’énergie éolienne, dans laquelle le terme de Repowering est utilisé depuis longtemps, il ne s’agit pas, pour les centrales photovoltaïques, de remplacer une petite installation devenue inefficace par une installation plus récente et plus importante, mais surtout de remplacer les anciens modules et/ou onduleurs. En raison de l’évolution rapide de la technologie dans ce domaine, celles-ci ne répondent souvent plus à toutes les exigences d’une production d’énergie moderne et durable.

Il n’est bien entendu pas nécessaire de moderniser toutes les installations photovoltaïques mises en place jusqu’à présent. Dans de nombreux cas, néanmoins, le rendement peut être augmenté en modernisant l’installation afin d’obtenir une plus grande disponibilité de l’installation et une meilleure efficacité des composants de l’installation. Par ailleurs, les exploitants peuvent créer de nouvelles opportunités de revenus, par exemple par la fourniture de systèmes de gestion du réseau ou de stockage. Un autre avantage du Repowering est la réduction des coûts d’exploitation pour l’entretien et la réparation. Grâce aux nouveaux appareils, la faillibilité et les besoins de réparation sont réduits. De plus, de nouveaux composants signifient également de nouvelles garanties constructeur et la possibilité de conclure de nouveaux contrats d’extension de garantie plus avantageux.

Les raisons pour le Repowering d’une centrale photovoltaïque sont nombreuses

• L’installation ne donne pas les résultats escomptés et les objectifs de rendement ne sont pas ou plus atteints. Les raisons peuvent être des dommages soudains ou une faillibilité accrue liée à l’âge de l’installation et une défaillance des composants.
• La qualité et l’équipement d’une centrale photovoltaïque ne répondent pas aux exigences initialement prévues. Cet effet, qui ne se manifeste souvent que des années plus tard, s’observe principalement sur les marchés qui ont connu des ajouts importants d’énergie photovoltaïque dans un court laps de temps.
• Rendement de l’onduleur trop faible. Surtout dans les centrales de plus de douze ans, les taux de rendement sont souvent jusqu’à deux pour cent inférieurs à ceux des onduleurs modernes.
• Disponibilité des pièces de rechange insuffisante
• Retrait de fabricants de l’activité photovoltaïque ; par voie de conséquence, il manquera les contrats de maintenance et de pièces de rechange à long terme et les services de garantie qui y sont associés.

La puissance doit être maintenue

Le souhait de mettre en œuvre une mesure de Repowering est généralement le résultat de la mauvaise performance d’une centrale photovoltaïque. Si les causes à cela résident dans les onduleurs, le défi consiste à modifier le moins possible la conception originale de la centrale et à réutiliser autant de composants que possible. Pour des raisons de coût, il faut éviter de modifier le câblage côté DC et de remplacer les transformateurs moyenne tension. Cela signifie que des critères importants tels que la tension DC et la tension AC sont déjà définis. La puissance est également déterminée par la structure de l’installation donnée. En règle générale, la puissance nominale ou la puissance injectée d’un système ne doit pas être modifiée par une modernisation.

Adaptation spécifique au projet requise («customizing»)

En raison de l’évolution rapide de la technologie des installations, notamment en ce qui concerne les tensions de service typiques d’une centrale photovoltaïque ou la puissance typique d’un onduleur central, il n’est généralement pas possible de remplacer un onduleur en bloc. Il convient au contraire de procéder à des adaptations spécifiques aux nouveaux appareils, ce qu’on appelle le «customizing».

Une des mesures du «ustomizing» est souvent de limiter la puissance de l’onduleur afin de respecter la puissance de raccordement convenue contractuellement. Bien que cette réduction entraîne une augmentation du prix spécifique de l’onduleur (ct/W), cet effet est réduit par la baisse des prix des onduleurs. Les prix des onduleurs ont chuté de manière spectaculaire ces dernières années – de plus de 75 %par exemple entre 2010 et 2017. Un autre point fort du Repowering est la vérification de la compatibilité des composants existants avec les nouveaux composants. SMA Solar Technology AG propose toutes les opérations, de l’analyse des causes à la conception d’une solution spécifique au projet, dans le cadre de son nouveau produit de service «Engineering Services».

Le Repowering par étape

En ce qui concerne le montant de l’investissement pour la modernisation d’une centrale électrique, le rééquipement progressif offre une approche attrayante pour les exploitants de centrales électriques. Ici, tous les onduleurs ne sont pas remplacés en même temps, mais progressivement. Les appareils échangés peuvent servir de réserve de pièces de rechange pour les anciens appareils en service dans le portefeuille. De cette façon, toute situation tendue dans l’approvisionnement en pièces de rechange peut être atténuée et le risque de l’exploitant réduit.

Certification

Un autre aspect important de la modernisation de l’installation réside dans les différentes certifications, car le cadre juridique applicable dépend du moment et du lieu de l’installation de la centrale photovoltaïque. Les aspects de certification peuvent avoir une incidence sur les autorisations de raccordement et d’injection ainsi que sur la rétribution d’injection. En Allemagne, cette dernière est, dans le cadre de la loi (allemande) sur les énergies renouvelables (EEG), principalement liée aux panneaux photovoltaïques et n’a – du moins directement – rien à voir avec les onduleurs. Néanmoins, l’onduleur est un élément essentiel du certificat de l’installation, qui est obligatoire depuis 2010. C’est pourquoi la règle suivante s’applique : si une modification importante est apportée aux installations dotées d’un certificat de l’installation, le certificat de l’installation doit généralement être également adapté. Lorsque les mises en œuvre nationales du code de réseau européen sur les exigences applicables aux générateurs (Requirements for Generators – RfG) entreront prochainement en vigueur, de nouvelles exigences supplémentaires seront créées et devront être prises en compte.

Les exploitants de réseaux sont pour la plupart favorables aux intentions de modernisation. En effet, les onduleurs se sont considérablement perfectionnés au cours des dix dernières années, en particulier dans le domaine des perturbations sur le réseau et des systèmes de gestion du réseau tels que le soutien dynamique du réseau ou l’injection réseau en fonction de la fréquence. C’est également ce qui ressort des discussions menées par SMA Solar Technology AG avec les certificateurs et les exploitants de réseaux.

Author

Andreas Steets
Product Manager for Repowering Utility at SMA

Andreas.Steets@SMA.de