Lorsque les propriétaires d'actifs solaires considèrent la fiabilité de leurs centrales solaires, ils peuvent penser aux modules solaires de première classe qu'ils achètent ou peuvent effectuer une assurance qualité des modules.Cependant, les onduleurs de l'usine sont au cœur des opérations du projet solaire et sont essentiels pour garantir la disponibilité.Il faut noter qu'un coût d'équipement de 5% dans une centrale photovoltaïque peut entraîner 90% des temps d'arrêt de la centrale.Pour référence, selon un rapport de 2018 du Sandia National Laboratory, les onduleurs sont à l'origine de jusqu'à 91 % des pannes dans les grands projets de services publics.
Lorsqu'un ou plusieurs onduleurs tombent en panne, plusieurs panneaux photovoltaïques seront déconnectés du réseau, ce qui réduira considérablement la rentabilité du projet.Par exemple, considérons un projet solaire de 250 mégawatts (MW).La panne d'un seul onduleur central de 4 MW peut entraîner des pertes allant jusqu'à 25 MWh/jour, ou pour un tarif de contrat d'achat d'électricité (PPA) de 50 $/jour, une perte de 1 250 MWh par jour.Si l'ensemble du réseau photovoltaïque de 5 MW est arrêté pendant un mois lors de la réparation ou du remplacement de l'onduleur, la perte de revenus pour ce mois sera de 37 500 USD, soit 30 % du coût d'achat initial de l'onduleur.Plus important encore, la perte de revenus est un signe destructeur sur le bilan des propriétaires d'actifs et un signal d'alarme pour les futurs investisseurs.
Réduire le risque de panne d'onduleur, c'est plus que simplement acheter à partir d'une liste de candidats de fabricants d'onduleurs de niveau 1 et choisir le prix le plus bas.
Avec plus de dix ans d'expérience dans le développement et la gestion d'onduleurs de différentes tailles pour de grands fabricants, je peux vous assurer que les onduleurs ne sont pas des commodités.Chaque fournisseur possède un ensemble différent de conceptions exclusives, de normes de conception, de pièces et de logiciels, ainsi que des composants courants prêts à l'emploi qui peuvent avoir leurs propres problèmes de qualité et de chaîne d'approvisionnement.
Même si vous comptez sur un modèle éprouvé qui n'a jamais échoué dans le bon fonctionnement et l'entretien, vous pouvez toujours être à risque.Étant donné que les sociétés d'onduleurs ont subi des pressions pour réduire les coûts de fabrication, même si les onduleurs du même modèle sont comparés, la conception continuera d'être mise à jour.Par conséquent, le modèle d'onduleur préféré qui était fiable il y a six mois peut avoir différents composants clés et micrologiciels lorsqu'il est installé dans votre dernier projet.
Afin de réduire le risque de panne de l'onduleur, il est important de comprendre comment l'onduleur tombe en panne et quelles mesures peuvent être prises pour réduire ces risques.
#1 Conception : L'échec de la conception est lié au vieillissement prématuré des composants électroniques clés, tels que les transistors bipolaires à grille isolée (IGBT), les condensateurs, les cartes de commande et les cartes de communication.Ces composants sont conçus pour certaines applications et conditions, telles que la température et les contraintes électriques/mécaniques.
Exemple : si le fabricant de l'onduleur conçoit l'IGBT de sa pile de puissance pour qu'il soit évalué à une température ambiante maximale de 35 °C, mais que l'onduleur fonctionne à pleine puissance à 45 °C, la puissance nominale de l'onduleur conçue par le fabricant est un IGBT incorrect.Par conséquent, cet IGBT est susceptible de vieillir et de tomber en panne prématurément.
Parfois, les fabricants d'onduleurs conçoivent des onduleurs avec moins d'IGBT afin de réduire les coûts, ce qui peut également entraîner une température/contrainte de fonctionnement moyenne plus élevée et un vieillissement prématuré.Aussi illogique soit-il, c'est toujours la pratique courante dont j'ai été témoin dans l'industrie solaire pendant 10 à 15 ans.
La température de fonctionnement interne et la température des composants de l'onduleur sont des considérations clés pour la conception et la fiabilité de l'onduleur.Ces pannes prématurées peuvent être réduites par une meilleure conception thermique, une dissipation thermique localisée, le déploiement d'onduleurs dans des zones à basse température et la désignation d'une maintenance plus préventive.
#2 Test de fiabilité.Chaque fabricant dispose de protocoles de test personnalisés et exclusifs pour évaluer et tester les onduleurs de différents niveaux de puissance.De plus, le cycle de vie de conception raccourci peut nécessiter de sauter la phase de test critique de modèles d'onduleurs mis à niveau spécifiques.
#3 série de défauts.Même si le fabricant choisit le bon composant pour la bonne application, le composant lui-même peut présenter des défauts dans l'onduleur ou dans toute application.Qu'il s'agisse d'IGBT, de condensateurs ou d'autres composants électroniques clés, la fiabilité de l'ensemble de l'onduleur dépend du maillon le plus faible de la qualité de sa chaîne d'approvisionnement.Une technologie et une assurance qualité systématiques doivent être mises en œuvre pour réduire le risque que des éléments défectueux entrent éventuellement dans votre générateur solaire.
#4 Consommables.Les fabricants d'onduleurs sont très précis quant à leurs plans de maintenance, y compris le remplacement des consommables tels que les ventilateurs, les fusibles, les disjoncteurs et l'appareillage de commutation.Par conséquent, l'onduleur peut tomber en panne en raison d'une maintenance incorrecte ou d'un manque de maintenance.Cependant, de la même manière, ils peuvent également échouer en raison de défauts de conception ou de fabrication d'onduleurs tiers ou de consommables OEM.
#5 Fabrication : Enfin, même l'onduleur le mieux conçu avec la meilleure chaîne d'approvisionnement peut avoir une chaîne de montage médiocre.Ces problèmes de chaîne de montage peuvent survenir dans tous les aspects du processus de fabrication.Quelques exemples:
Encore une fois, afin de maintenir la disponibilité et la rentabilité à court et à long terme, il est essentiel d'installer un onduleur éprouvé et fiable.En tant que société d'assurance qualité tierce, China Eastern Airlines n'a aucune préférence pour les fabricants, les modèles ou les préjugés contre une marque.La réalité est que tous les fabricants d'onduleurs et leurs chaînes d'approvisionnement rencontreront de temps à autre des problèmes de qualité, et certains problèmes sont plus fréquents que d'autres.Par conséquent, afin de réduire le risque de défaillance de l'onduleur, la seule solution fiable est un plan de fiabilité et d'assurance qualité (QA) cohérent.
Pour la plupart des clients de grands projets de services publics présentant le plus grand risque financier, le plan d'assurance qualité doit d'abord sélectionner le meilleur onduleur disponible en fonction de sa conception, de son architecture, des performances du site et des options spécifiques au projet, qui tiendront compte du climat sur le site Conditions , les exigences du réseau, les exigences de disponibilité et d'autres facteurs financiers.
L'examen du contrat et l'examen de la garantie signaleront tout langage susceptible de désavantager juridiquement le propriétaire de l'actif lors de toute réclamation future au titre de la garantie.
Plus important encore, un plan d'assurance qualité judicieux doit inclure des audits d'usine, une surveillance de la production et des tests d'acceptation en usine (FAT), y compris des contrôles ponctuels et des tests de la qualité d'onduleurs spécifiques fabriqués pour les centrales solaires.
Les petites choses constituent l'image globale d'un projet solaire réussi.Il est important de ne pas négliger la qualité lors de la sélection et de l'installation des onduleurs dans votre projet solaire.
Jaspreet Singh est le responsable du service des onduleurs du CEA.Depuis la rédaction de cet article, il est devenu le chef de produit senior de Q CELLS.
Heure de publication : 05-mai-2022