Evaluation expérimentale de la dégradation des performances d’une centrale photovoltaïque fonctionnant dans un climat désertique

Abstract

L’énergie solaire est disponible en abondance sur toute la surface terrestre et, malgré une atténuation importante lors de la traversée de l’atmosphère, la quantité restante demeure encore importante quand elle arrive au sol. On peut ainsi compter sur 1000 W/m² crête dans les zones tempérées et jusqu’à 1400 W/m², il existe des zones dans le monde plus favorisées que d’autres du point de vue ensoleillement lorsque l’atmosphère est faiblement polluée en poussière ou en eau. En effet, le comportement de ces générateurs d’énergie s’avère plus ou moins aléatoire, en fonction du site de mise en fonctionnement. Ainsi, si l’on considère des zones à climat sec et possédant un taux d’ensoleillement important dans l’année, le flux solaire peut être facilement modélisable et prévisible en fonction des heures de la journée et des jours de l’année. Le fonctionnement des générateurs PV est alors souvent proche de celui estimé. Un obstacle de taille demeurera par la situation géographique de notre pays dont 85% du territoire est constitué des régions arides et semi-arides caractérisées par une zone désertique importante dans le sud du pays. Cette zone saharienne qui est favorable à l’exploitation de l’énergie solaire, présente une grande variation journalière de la température ambiante, une vitesse du vent de sable importante durant certaines saisons de l’année, une durée d’ensoleillement estimée à 3500 heures/année et un potentiel énergétique de 2650 KWh/m2/année (l’un des plus élevé au monde). Ces paramètres induisent ainsi un stress thermique au niveau des composants du module PV et ce après une longue exposition en milieu naturel. Malgré la progression du marché du photovoltaïque, L’expérience a montré qu’après une exposition en milieu naturel les modules PV présentent une dégradation des performances électriques du module PV à cause des externes influences sur la production de module PV. Actuellement les modules PV sont certifiés pour les climats modérés d’air libre ne prenant pas en considération les spécificités des régions désertiques, C’est la raison qui nous a poussé à orienter notre étude sur la performance d’une centrale PV situé en sud d’Algérie (Centrale PV de Zaouiet Kounta-Adrar de 6 MW).

تتوفر الطاقة الشمسية بكثرة في جميع أنحاء سطح الأرض، وعلى الرغم من التوهين الكبير أثناء مرورها عبر الغلاف الجوي، تظل الكمية المتبقية كبيرة عندما تصل إلى الأرض. يمكننا بالتالي الاعتماد على ذروة 1000 واط / متر مربع في المناطق المعتدلة وحتى 1400 واط / متر مربع، وهناك مناطق في العالم أكثر تفضيلًا من غيرها من وجهة نظر أشعة الشمس عندما يكون الجو ملوثًا قليلاً بالغبار أو الماء. في الواقع، يتضح أن سلوك مولدات الطاقة هذه عشوائي إلى حد ما، اعتمادًا على موقع التشغيل. وبالتالي، إذا أخذنا في الاعتبار المناطق ذات المناخ الجاف والتي تتمتع بمعدل مرتفع من أشعة الشمس سنويًا، فيمكن بسهولة نمذجة التدفق الشمسي والتنبؤ به وفقًا لساعات اليوم وأيام السنة. غالبًا ما يكون تشغيل المولدات الكهروضوئية قريبًا من المقدرة. وستبقى عقبة كبيرة بسبب الموقع الجغرافي لبلدنا، حيث يتكون 85٪ من أراضيها من مناطق قاحلة وشبه قاحلة تتميز بمساحة صحراوية كبيرة في جنوب البلاد. هذه المنطقة الصحراوية، المواتية لاستخدام الطاقة الشمسية، لديها تباين يومي كبير في درجة الحرارة المحيطة، وسرعة رياح رملية كبيرة خلال مواسم معينة من العام، وفترة سطوع الشمس المقدرة بـ 3500 ساعة / سنة. 2650 كيلو واط ساعة / م 2 / سنة (واحدة من أعلى المعدلات في العالم. ( تؤدي هذه المعلمات بالتالي إلى إجهاد حراري على مستوى مكونات الوحدة الكهروضوئية وهذا بعد التعرض الطويل في بيئة طبيعية. على الرغم من تقدم سوق الخلايا الكهروضوئية، فقد أظهرت التجربة أنه بعد التعرض للبيئة الطبيعية، تُظهر الوحدات الكهروضوئية تدهورًا في الأداء الكهربائي للوحدة الكهروضوئية بسبب التأثيرات الخارجية على إنتاج الوحدة الكهروضوئية. حاليًا، تم اعتماد الوحدات الكهروضوئية للمناخات المعتدلة للهواء الحر دون مراعاة خصوصيات المناطق الصحراوية، وهذا هو السبب الذي دفعنا إلى تركيز دراستنا على أداء مصنع الكهروضوئية الموجود في جنوب الجزائر)محطة توليد الطاقة الكهروضوئيةفي زاوية كنتة أدراربقدرة 6 ميغاوات. (

Solar energy is abundantly available over the entire earth's surface and, despite significant attenuation as it passes through the atmosphere; the remaining amount is still large when it reaches the ground. We can thus count on 1000 W / m² peak in temperate zones and up to 1400 W / m², there are areas in the world more favored than others from the point of view of sunshine when the atmosphere is slightly polluted with dust or water. Indeed, the behavior of these energy generators turns out to be more or less random, depending on the site of operation. Thus, if we consider areas with a dry climate and having a significant rate of sunshine per year, the solar flux can be easily modeled and predicted according to the hours of the day and the days of the year. The operation of PV generators is then often close to that estimated. A major obstacle will remain due to the geographical location of our country, 85% of the territory of which is made up of arid and semi-arid regions characterized by a large desert area in the south of the country. This Saharan area, which is favorable to the use of solar energy, has a large daily variation in ambient temperature, a significant sand wind speed during certain seasons of the year, an estimated period of sunshine of 3500 hours/ year and an energy potential of 2650 KWh / m2 / year (one of the highest in the world). These parameters thus induce thermal stress at the level of the components of the PV module and this after a long exposure in a natural environment. Despite the progression of the photovoltaic market, Experience has shown that after exposure to the natural environment, PV modules exhibit a degradation in the electrical performance of the PV module due to external influences on the production of PV module. Currently the PV modules are certified for moderate climates of free air not taking into account the specificities of desert regions, This is the reason that prompted us to focus our study on the performance of a PV plant located in the south of Algeria. (Zaouiet Kounta-Adrar photovoltaic plant of 6 MW).