Giridaran Srinivasan
Nov 25, 2022
L'Amérique du Nord est en train de devenir rapidement le point névralgique mondial pour les systèmes hybrides solaires + stockage. Aujourd'hui, il est rare de voir une nouvelle proposition de conception de système solaire photovoltaïque aux États-Unis qui n'intègre pas un système de stockage co-localisé.
Les avantages pratiques et financiers de ces systèmes sont de mieux en mieux compris. L'intégration d'un système de stockage par batterie aide les exploitants d'installations photovoltaïques à lisser la production de l'installation et à soutenir la stabilité du réseau. Elle ouvre également la voie à toute une série de nouvelles sources de revenus potentielles provenant des nouveaux services de flexibilité et d'équilibrage du réseau.
Mais la gestion des systèmes solaires et de stockage est très complexe. Stocker et distribuer l'énergie au moment optimal nécessite une compréhension extrêmement granulaire de la quantité d'énergie produite par un projet, à la fois maintenant et dans l'avenir immédiat.
Les développeurs, les opérateurs et les propriétaires ont de plus en plus besoin de données météorologiques et d'irradiation solaire à haute fréquence (1 minute) qui leur permettent de prendre des décisions rapides, précises et financièrement efficaces. Dans ce blog, nous présentons les 5 avantages des données à haute fréquence pour le marché naissant de l'énergie solaire et du stockage aux États-Unis.
Projet solaire AES Lawai (Photo Dennis Schroeder / NREL 58009)
Dans le secteur solaire, la fréquence à laquelle les données d'irradiation sont collectées et observées peut varier entre des intervalles de 60 minutes et des intervalles d'une minute. Si les données sont collectées à des intervalles d'une minute, elles sont collectées à une échelle extrêmement granulaire, ou à une fréquence plus élevée. Des observations peu fréquentes, ou des données à faible fréquence, peuvent conduire à une compréhension imparfaite du comportement de l'irradiation solaire.
Aujourd'hui, l'industrie continue de s'appuyer sur des données de séries temporelles à basse fréquence (60 minutes) au cours de la phase de pré-planification des projets, jusqu'à la phase d'exploitation. Comme les nouveaux projets d'énergie solaire et de stockage tendent vers une fenêtre de deux à quatre heures, au cours de laquelle l'énergie est générée, stockée et distribuée, le fait de s'appuyer sur des données de séries temporelles de 60 minutes crée des angles morts qui limitent la capacité de l'opérateur à maximiser les flux de revenus et à soutenir le réseau.
Des données plus granulaires et à haute fréquence sont nécessaires pour combler ces lacunes, atténuer les risques techniques et financiers et soutenir l'exploitation quotidienne des projets hybrides.
Solargis a développé une nouvelle approche des données de 1 minute en collaboration avec l'Université de Malaga. Solargis utilise une vaste base de données mondiale pluriannuelle d'observations à la minute, à partir de laquelle les cinq sites les plus similaires sont utilisés pour représenter les conditions radiatives d'un site de projet particulier.
En outre, des matrices de probabilité de transition sont générées pour le site d'intérêt pour quatre classes de ciel différentes, et plusieurs milliers d'itérations sont effectuées pour chaque valeur de l'indice de nébulosité. Les données de la série temporelle à 1 minute sont générées conformément au modèle satellitaire de l'entreprise.
Lorsque les données à 1 minute de Solargis sont utilisées avec les données de prévision historiques de la société, elles permettent aux développeurs, propriétaires et opérateurs de projets de bénéficier d'avantages financiers significatifs, de prendre de meilleures décisions en matière de conception et de répartition et d'exploiter le système de stockage d'énergie par batterie (BESS) de manière plus sûre. Nous décrivons ci-dessous les 5 principaux avantages de l'utilisation des données et des produits de prévision à 1 minute de Solargis.
Les données historiques à 1 minute permettent aux opérateurs et aux services publics de comprendre la variabilité des ressources solaires de manière beaucoup plus granulaire. En particulier, les données à la minute permettent aux opérateurs de mieux comprendre les effets de bord des nuages, qui sont un phénomène courant dans la production d'énergie photovoltaïque, causé par l'augmentation soudaine de l'irradiation due aux réflexions des nuages qui passent. Cela permet d'identifier les variations au niveau des nœuds et des sous-stations pour différentes saisons et de se préparer à des conditions variables.
En outre, des valeurs prévisionnelles précises ou réalistes de la production d'énergie photovoltaïque au niveau infra-horaire sont essentielles pour la stabilité et l'exploitation du réseau. Grâce aux données prévisionnelles de Solargis, les opérateurs de projets peuvent prendre de meilleures décisions de répartition et ainsi aider les services publics à équilibrer l'offre et la demande.
L'accès aux données haute fréquence permet également aux développeurs d'estimer plus précisément les "pertes d'écrêtage", c'est-à-dire la perte d'énergie causée dans un système solaire par la réduction de la puissance de l'onduleur afin de respecter soit sa puissance nominale maximale, soit la puissance maximale autorisée pour la connexion au réseau.
Dans la plupart des cas, et selon la région, les installations photovoltaïques sous-estiment généralement les pertes d'écrêtage lorsqu'elles utilisent des données horaires, ce qui devient de plus en plus courant avec des rapports CC/CA plus importants.
De nombreux projets tendent vers des systèmes de batteries de deux à quatre heures dans lesquels l'énergie est stockée et distribuée. La plupart des projets s'engagent dans l'écrêtement des pointes, l'arbitrage énergétique ou le soutien de la rampe et/ou d'autres services de soutien au réseau. Par conséquent, une conception précise de la batterie (MWh) est essentielle pour minimiser la variabilité du rendement énergétique d'un projet, ainsi que pour optimiser le type d'application solaire + stockage.
Grâce aux données historiques et aux prévisions historiques de Solargis, les développeurs peuvent concevoir des batteries de taille optimale et améliorer d'autres équipements électroniques de puissance supplémentaire. Par conséquent, les données à 1 minute sont essentielles pour déterminer la taille d'une batterie choisie pour une application particulière pendant la phase de conception du projet, et pour budgétiser avec précision les coûts initiaux d'un projet.
Si un parc solaire produit plus d'énergie que les valeurs prévues (à l'avance et au cours de la journée), il doit être réduit pour assurer la stabilité du réseau. Cela signifie qu'il faut contrôler les onduleurs pour réduire la puissance maximale produite, ce qui peut entraîner des contraintes techniques sur le système et des pertes d'énergie. En revanche, si un actif ne fournit pas assez d'énergie, l'opérateur du réseau peut lui infliger une amende pour ne pas avoir respecté son contrat de production.
Le service de prévision de Solargis offre une vision beaucoup plus granulaire du moment où il faut stocker et distribuer l'énergie, ce qui permet aux opérateurs de mieux contrôler la variabilité de la production d'énergie.
De même, pour les applications de contrôle des rampes, il est très important d'étudier et de modéliser les opérations de la batterie. les données historiques d'une minute et les données de prévision historiques garantissent que la recherche et la modélisation sont effectuées de la manière la plus précise possible. Grâce à un meilleur contrôle, les données à la minute réduisent le nombre de pénalités qu'un opérateur reçoit pour ne pas avoir correctement desservi le réseau dans les limites de rampe requises.
Pour les opérateurs qui participent au marché de gros de l'énergie, des prévisions précises, associées aux données du signal de prix du marché, permettent de déterminer la période la plus rentable financièrement pour charger et distribuer l'énergie provenant d'un système solaire et de stockage. Ces études financières peuvent être modélisées avant même la construction d'une centrale solaire et de stockage. En utilisant les productions réelles historiques des satellites et les données historiques des prix du marché, les modèles de répartition des batteries peuvent être exécutés avec plusieurs combinaisons d'éventualités.
Grâce à ces connaissances, les opérateurs peuvent prendre des décisions précises en matière de répartition et de charge afin de maximiser leurs revenus lorsqu'ils vendent de l'électricité sur le marché de gros de l'électricité.
Pour découvrir comment Solargis peut vous aider avec des données d'une minute, participez à notre prochain webinaire le 7 décembre 2022. Inscrivez-vous ici.
Pour en savoir plus sur la méthodologie des données 1 minute de Solargis, cliquez ici.
