Transfert de technologies de diagnostic avancé des centrales solaires à Ener-Pacte

Publié le 01/07/2022

Le CEA transfère à Ener-Pacte une technologie novatrice de diagnostic avancé couplant imagerie et mesures électriques. La solution permet la classification des défauts identifiés sur les chaînes photovoltaïques et l’évaluation des pertes associées.

En partenariat avec la société Ener-Pacte, le CEA a développé une solution logicielle complète, qui embarque le résultat de travaux initiés dès 2014 dans le cadre de l’ITE INES.2S.

Les deux logiciels prototypes, baptisés Aspire et IV-Diag, présentent désormais un degré de maturité qui permet la prise en main rapide par l’entreprise et leur intégration dans l’environnement cible. Ils contribuent à renforcer l’offre d’Ener-Pacte visant à sécuriser, optimiser les productions et garantir la rentabilité des centrales photovoltaïques.

Dans un marché photovoltaïque (PV) en pleine croissance et hautement concurrentiel, le diagnostic des centrales à l’aide de méthodes intelligentes et efficaces est l’un des domaines de recherche les plus actifs, entrainant l’émergence de solutions novatrices sur le marché, comme l’imagerie infrarouge aérienne.

L’imagerie infrarouge, ou thermographique, se distingue comme une solution à faible coût, et efficace pour observer rapidement des centrales en toitures peu accessibles ou de grande taille au sol. Utilisant des drones, elle doit permettre notamment de réduire les coûts d’inspection, qui peuvent représenter jusqu’à 40% des dépenses d’exploitation, ce qui affecte directement la rentabilité des projets, et en particulier le coût moyen pondéré de l’énergie produite (LCOE).

La technologie avancée de diagnostic PV, utilise des images thermographiques acquises par drone, pour l’inspection des défauts et l’estimation quantitative / qualitative des pertes. Cette technologie vient compléter l’outil d’évaluation unique des centrales photovoltaïques d’Ener-Pacte, qui sert son offre Serenity Secure sur ce marché.

La collaboration du CEA et d’Ener-Pacte a permis de porter ces technologies à maturité.  Autorisant une utilisation opérationnelle performante.

Le logiciel ASPIRE permet d’importer de multiples informations comme des images infrarouges, des images dites RGB dans le domaine du visible, les diagrammes électriques des centrales, des mesures tension-courant. Il permet aussi à l’utilisateur de manipuler et visualiser des données intuitivement.

Des algorithmes de segmentation assurent l’automatisation des diagnostics.

La détection des modules par des algorithmes de segmentation et d’analyses thermique, bons ou défectueux, est assurée avec une précision de 91,4% et 93,5%. Le modèle permet ensuite la classification des défauts des modules défectueux. (Hot spot, Diodes, PID, déconnexion, boite de jonction).  Les algorithmes font l’objet d’un dépôt de brevet.

Enfin, l’estimation de perte de puissance par couplage de l’imagerie et de l’information électrique donne également de bons résultats : elle est cohérente et conforme aux pertes des défauts connus.

Le Logiciel IV-Diag permet d’analyser des données issues de traceur IV et d’en extraire le type de défauts. Le logiciel a été validé sur plusieurs jeux de données provenant du terrain.

Ses performances actuelles sont très prometteuses en terme de taux de détection et d’identification.

Grace à une détection de défauts automatisée et fiabilisée, Ener-Pacte va pouvoir optimiser ses diagnostiques, réduire ses couts d’audit et d’exploitation.

Lancé en 2019, INES.2S est un institut de la transition énergétique (ITE). Porté par le CEA à l'INES, il a pour mission de développer en France une filière industrielle d'intégration de l'énergie solaire photovoltaïque, en appui de la loi de Programmation Pluriannuelle de l'Énergie.  L'ITE INES.2S est cofinancé par le gouvernement français dans le cadre du Programme d'Investissements d'Avenir (ANR-10-IEED-0014-01).

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