IN THE FIELD  
Maintenance Magazine 149 – septembre 2020

Gestion des actifs et maintenance des champs solaires

Collecter de l’énergie solaire est devenu une activité industrielle qui nécessite une gestion des actifs et de la maintenance. Kris Patrouille, Operations Support Manager, et Bart Marchand, Supervisor O&M chez ENGIE Fabricom, lèvent un bout du voile sur la manière de s’y prendre.

Luc De Smet

Si les panneaux photovoltaïques ont des garanties de rendement allant jusqu’à 25 ans, la plupart des installations PV industrielles sont, elles, assorties de contrats de maintenance typiques de dix à quinze ans. ENGIE Fabricom propose cinq types de contrat de gestion d’actifs et de maintenance. Un premier type est la pure ‘surveillance’ du site. Cela se traduit par des rapports mensuels et la notification d’erreurs. Le second type comprend une ‘maintenance préventive’ en plus. Il s’agit d’une maintenance préventive annuelle et d’un contrôle technique sur place. Des contrôles aléatoires indiquent le type d’actions à entreprendre, comme tourner les pinces au moment opportun. Il y a aussi le nettoyage des panneaux à ‘l’eau osmosée’, sans savon. L’opération a lieu au printemps et est sous-traitée. Jadis, les laveurs de vitres utilisaient des brosses raccordées à une conduite d’eau. Aujourd’hui, il y a d’autres possibilités comme les brosses rotatives raccordées à l’eau ou les robots de nettoyage que l’on commande à distance pour les surfaces plus vastes. « Les panneaux sont placés selon un angle inférieur par rapport à avant, par exemple 12° au lieu de 15° à 17°. Au plus l’angle est faible, au moins il y a d’ombre à l’arrière du panneau et au plus on peut en placer, ce qui augmente la production par surface utilisée mais aussi le nombre de cycles de nettoyage », explique Kris Patrouille.

Garantie de performances

Une troisième forme de contrat propose en plus des actions correctives avec des réparations et des interventions, les ‘matériaux’ n’étant pas inclus. La formule ‘all-in’ prévoit une garantie pour les matériaux. Le contrat stipule si les onduleurs sont compris ou pas. Le cinquième type de contrat, le plus complet, offre une ‘garantie de performances’. « Lors du financement par un tiers, cette formule est généralement choisie. Si le rendement minimum n’est pas atteint (déterminé selon le rapport d’énergie électrique générée jusqu’au rayonnement du soleil sur une base annuelle), nous payons la différence. » Parfois, des garanties de production sont demandées, indépendamment du soleil. « Alors nous déclinons. Le rayonnement n’est finalement jamais garanti. Nous donnons une garantie effective sur les performances de l’ensemble du parc solaire et nous payons toute perte en-deçà d’un niveau défini, tant la moindre production d’électricité que les certificats. »

Surveillance

« Plus le site est vaste, plus les clients souhaitent des systèmes de surveillance spécifiques », poursuit Kris Patrouille. ENGIE Fabricom possède une propre plateforme mais le client peut en choisir une autre. « La seule chose que nous demandons, c’est que cette plateforme nous envoie les données brutes afin d’avoir tous les sites pour lesquels nous sommes responsables sur une seule plateforme », poursuit Bart Marchand. Les parcs solaires et leurs onduleurs sont surveillés en permanence à distance. Si la production s’arrête où que des défaillances se produisent, la centrale est immédiatement prévenue. Le rendement fait aussi l’objet d’une surveillance à l’aide de capteurs de rayonnement ou des pyranomètres. Ces instruments mesurent l’intensité lumineuse du soleil (en watt au m²). Les enregistreurs sur place y ajoutent leurs données. Les données sont analysées automatiquement et des notifications d’erreurs sont générées. « Lorsque l’installation n’atteint pas le rendement attendu, les causes potentielles sont recherchées : les appareils ne sont-ils pas défaillants ? Y-a-t-il des ruptures de câbles ? » L’information ne s’applique pas aux panneaux individuels mais à des groupes spécifiques, les fameuses chaînes ou connexions en série de plusieurs panneaux. « Parfois, nous utilisons aussi des images thermographiques qui sont prises manuellement ou à l’aide de drones. »

Phénomène PID

Une des raisons d’un rendement inférieur peut être liée au phénomène PID (Potential Induced Degradation). « Nous avons adapté plusieurs fois les boîtiers PID aux chaînes défaillantes d’un certain nombre d’installations. Cette technologie, qui envoie à travers les panneaux une quantité minimale de courant dans le sens inverse lorsqu’il n’y a pas de soleil, a parfois un effet positif sur le rendement », explique Kris Patrouille. Pourquoi n’est-ce alors pas un standard ? « Comme de nombreux sites n’ont pas de problème PID, ces boîtiers ne sont généralement pas nécessaires. »

Correctif

Près de trois quarts des interventions correctives concernent des onduleurs et des panneaux défectueux. Les onduleurs défectueux se remplacent. Pratiquement aucun ne tient la durée de vie d’un parc solaire. Tant que l’onduleur est sous garantie – elle est de cinq ans en général mais parfois aussi de dix, quinze voire vingt ans si l’onduleur est acheté dès le départ – on peut se tourner vers le sous-traitant. « En règle générale, les panneaux ont une garantie technique de deux ans et une garantie produit de 25 ans. Mais les limites sont parfois floues. Compte tenu de la dégradation normale des panneaux solaires, les performances attendues diminuent chaque année un peu plus. Les fabricants de panneaux offrent actuellement une garantie de performance linéaire décroissante. »

Causes d’une productivité décroissante

« La moindre productivité d’un panneau peut provenir de plusieurs causes. On n’enregistre pas énormément de défaillances avec le câblage, les capteurs ou les systèmes de surveillance. Lorsqu’un panneau est visiblement endommagé – des bris de verre après une tempête, par exemple – celui-ci est remplacé. Le verre peut aussi casser si les cellules sont trop chaudes. Un ‘hotspot’ peut se former lorsque de l’encrassement sur le verre (des déjections d’oiseaux, notamment) provoque un échauffement excessif du panneau. Mais les ‘gravillons’ ne sont pas repris dans la garantie. « On remarque que les oiseaux lâchent parfois des moules ou des pierres sur les panneaux lorsqu’ils sont en vol, tant dans le nord que le sud du pays. »

Le remplacement n’est pas simple

Les panneaux ne se remplacent pas aussi facilement que cela. Il faut tenir compte de plusieurs paramètres. « Lorsque les panneaux originaux ne sont plus disponibles dans le commerce, nous arrivons à trouver une solution. » Il en va de même pour les onduleurs qui deviennent de plus en plus puissants. Ils sont fournis dans des puissances et des tensions toujours plus élevées afin d’avoir plus de panneaux dans une chaîne. Remplacer un onduleur par un autre peut conduire à devoir configurer complètement la chaîne de panneaux. ENGIE Fabricom organise aussi un service de garde le week-end. Les matériaux courants sont disponibles de stock. La plupart des projets sont facilement accessibles. « Aux Pays-Bas, nous gérons un site plus petit de 40 kWp sur l’eau. La maintenance est un peu plus laborieuse. Le technicien doit revêtir un gilet de sauvetage et accéder à un ponton/bateau. » Au Limbourg, l’entreprise travaille sur un projet de 7 MWp.