Norme d’essai de rendement énergétique Kortright

Promoteur principal : Office de protection de la nature de Toronto et de la région
Lieu : Toronto (Ontario)
Contribution de l’Initiative :1 060 000 $
Total du projet :1 442 000 $

Contexte du projet

Le Kortright Centre for Conservation relève de l’Office de protection de la nature de Toronto et de la région (TRCA) et est exploité par celui-ci. Sur la vaste propriété du Centre, un site d’essai solaire est équipé d'une station météorologique radiométrique solaire, d'un système de mesure I-U automatisé, d'un dispositif d'essai modificateur de l'angle d'incidence extérieure et de panneaux solaires photovoltaïques (PV) d'environ 40 kW connectés à différents types d'onduleurs. Les technologies photovoltaïques sont démontrées, surveillées et évaluées dans diverses conditions météorologiques sur le site.

Le rendement nominal du module photovoltaïque (PV) décrit la quantité d'énergie produite par un module dans certaines conditions et s’avère important pour la prise de décision du consommateur et les évaluations financières des investissements dans les installations photovoltaïques. Les modules photovoltaïques sont généralement évalués à un point de fonctionnement unique, appelé conditions normales d'essai (STC), qui est défini par une température de 25 °C, un éclairement énergétique de 1000 W / m2 et un spectre d’éclairement énergétique AM 1,5, selon la norme 61215 de la Commission électrotechnique internationale (CEI). Bien que les STC soient utiles aux essais en laboratoire, elles ne sont pas nécessairement représentatives du rendement du module en situation réelle. Les améliorations apportées à la conception de modules qui améliorent le rendement en situation réelle ne produisent pas nécessairement un meilleur rendement nominal du module dans des STC. Cela entrave l'innovation et suscite l'incertitude des consommateurs. La série de normes 61853 de la CEI répond à ces préoccupations en attribuant une valeur nominale du module plus représentative du rendement escompté du module en situation réelle.

Compte tenu des conditions climatiques variées du Canada, il est essentiel d’aborder l'écart entre la puissance nominale dans des STC et l'énergie dans des conditions de fonctionnement en situation réelle pour intégrer avec succès la technologie photovoltaïque dans les sources d’approvisionnement énergétique du pays. Conscient des lacunes dans les connaissances, l'Office de protection de la nature de Toronto et de la région (TRCA) a proposé le projet « Norme d’essai de rendement énergétique Kortright » aux fins de financement dans le cadre de l’Initiative écoÉNERGIE sur l’innovation. Le projet a obtenu un soutien de 1 060 000 $ pour élaborer la norme 61853 de la CEI et évaluer son applicabilité et son efficacité dans le climat canadien, et aussi pour déterminer si les exigences des normes existantes de qualité énergétique sont suffisantes pour éviter l’introduction d’émissions de courant harmonique à haute intensité des onduleurs photovoltaïques solaires dans le réseau.

Résultats

Batterie de modules photovoltaïques solaires

Site d’essai solaire sur le terrain au Kortright Center for Conservation, montrant la batterie de modules photovoltaïques solaires au premier plan et l’équipement d’essai et de mesure en arrière plan.

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La norme 61853 CEI compte quatre parties et comprend des procédures visant la caractérisation élargie du module, ainsi que des ensembles de données climatiques et des procédures de calcul pour déterminer le rendement nominal du module (appelé « cotation énergétique propre au climat » ou CSER). Des instruments de surveillance des caractéristiques électriques des modules photovoltaïques à l'essai, ainsi que les caractéristiques d'ensoleillement du site d'essai ont été installés au Centre Kortright. Les essais de rendement et les évaluations ont été réalisés conformément à la norme 61853 de la CEI. Les résultats laissent entendre que la matrice des points d’essai de rendement appliquée à la norme 61853 de la CEI (à des températures de module de 15 à 75 °C et des niveaux d'éclairement énergétique de 100 à 1100 W / m2) peut ne pas représenter adéquatement la très importante quantité d'énergie produite à froides températures au Canada. Les recommandations relatives à la révision des normes ont été soumises à la CEI et certaines ont déjà été intégrées.

La qualité énergétique de quatre installations différentes d'onduleurs photovoltaïques solaires dans un large éventail de conditions de fonctionnement en situation réelle a été déterminée au moyen d’une surveillance à long terme. Les installations variaient d'environ 6 à 40 kW et étaient toutes situées à Vaughan, en Ontario. Un analyseur de qualité énergétique a été mis en place dans chaque installation durant une période allant jusqu'à un an. Les taux de distorsion totale du courant (TDD) réels et les facteurs individuels de distorsion harmonique ont été mesurés et calculés, puis comparés aux limites d'émission de courant harmonique spécifiées dans les normes CAN / CSA-C22.2 NO. 257-06 et IEEE 1547. En général, le rendement des onduleurs photovoltaïques respectait les limites de qualité énergétique définies dans les normes d'interconnexion du réseau. Les écarts par rapport à ce comportement étaient peu fréquents. La qualité énergétique des onduleurs photovoltaïques solaires n'est donc pas considérée comme un obstacle important à la mise en place future de modules photovoltaïques. Cependant, il est recommandé d’établir des limites d'émission d'harmoniques actuelles spécifiques pour les systèmes fonctionnant à faible puissance.

Avantages pour le Canada

La création et l'adoption de normes photovoltaïques cohérentes applicables et pertinentes dans le contexte canadien stimuleront la confiance chez les consommateurs et accéléreront l'adoption par le marché.

Prochaines étapes

Donner suite aux observations émises à l’intention de la CEI concernant la prochaine version des parties 1 et 2 de la norme 61853 de la CEI. Travailler avec la CSA à l’intégration d’un point de fonctionnement de faible puissance (à l'échelle de 10 % de la capacité nominale de l’onduleur, ou moins) et ainsi répondre aux exigences d'émission d'harmoniques actuelles établies dans CAN / CSA-C22.2 NO. 107.1-01

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