Contribution à l'efficacité énergétique des centrales photovoltaïques : application au cas du Laos

par Vorachack Kongphet

Projet de thèse en Génie électrique

Sous la direction de Demba Diallo, Anne Migan-dubois et de Claude Delpha.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering , en partenariat avec Génie électrique et électronique de Paris (laboratoire) et de CentraleSupélec (référent) depuis le 03-09-2018 .


  • Résumé

    L'utilisation des énergies renouvelables pour la production d'électricité est en pleine expansion depuis maintenant deux décennies pour des raisons aussi bien économiques qu'environnementales. Le Laos dispose d'un réseau public d‘électricité fragile et dépendant de ses voisins. De plus ce réseau ne couvre pas l'ensemble du territoire et son extension s'avère difficile et coûteuse. Le pays dispose de ressources naturelles abondantes en eau (notamment dans les zones montagneuses) et en éclairement solaire. L'usage des énergies renouvelables pour la production d'électricité pour les tâches domestiques mais aussi pour les activités de services est une réelle opportunité pour son développement économique. Par contre le coût des investissements impose la fourniture d'une électricité de qualité, avec un taux important de disponibilité. Or les constituants du réseau électrique peuvent être le siège de défauts ou de défaillances qui peuvent perturber la production voire l'interrompre. Dans le cadre des centrales solaires photovoltaïques, les panneaux constituent l'élément essentiel pour la production de l'énergie électrique. Or ils sont le siège de défauts intrinsèques (jaunissement, PID par exemple) ou dus à l'environnement (ombrages, salissures, bris de cellules) qui réduisent la production ou conduisent à la destruction du panneau. La surveillance de l'état de santé des panneaux est donc une nécessité économique. Pour les petites installations, une inspection visuelle pourrait suffire. Par contre pour des centrales de grande taille, il faut développer des méthodes de diagnostic qui peuvent être intégrées à la supervision. Les méthodes de diagnostic s'appuient sur un modèle pour extraire les signatures des défauts et les analyser. Mais les systèmes PV étant complexes et incertains, il est difficile de développer des modèles analytiques. Néanmoins il existe une quantité importante de données (mesures électriques) issues de centrales en opération. L'exploitation de ces données par des outils de traitement de l'information combinée à une modélisation basée sur la physique peut s'avérer être une piste de recherche prometteuse. 2 L'autre défi est de se contenter uniquement de mesures électriques afin de réduire le coût du système de diagnostic et de faciliter son déploiement et sa maintenance.

  • Titre traduit

    Contribution to the energy efficiency of photovoltaic plants: Application to the case of Laos


  • Résumé

    The use of renewable energy for electricity generation has been booming for two decades now for both economic and environmental reasons. Laos has a fragile public electricity grid dependent on its neighbors. Moreover this network does not cover the whole territory and its extension proves difficult and expensive. The country has abundant natural resources of water (especially in mountainous areas) and solar lighting. The use of renewable energies for the production of electricity for domestic tasks but also for service activities is a real opportunity for its economic development. On the other hand, the cost of the investments imposes the supply of a quality electricity, with a high rate of availability. But the constituents of the electrical network can be the seat of defects or failures that can disrupt production or even interrupt. In photovoltaic solar power plants, panels are the essential element for the production of electrical energy. But they are the seat of intrinsic defects (yellowing, PID for example) or due to the environment (shading, dirt, broken cells) that reduce production or lead to the destruction of the panel. Monitoring the state of health of the panels is therefore an economic necessity. For small installations, visual inspection may be sufficient. On the other hand, for large plants, it is necessary to develop diagnostic methods that can be integrated into the supervision. Diagnostic methods rely on a model to extract signatures from defects and analyze them. But since PV systems are complex and uncertain, it is difficult to develop analytical models. Nevertheless, there is a large amount of data (electrical measurements) from plants in operation. Exploiting these data through information processing tools combined with physics-based modeling may prove to be a promising avenue of research. 2 The other challenge is to rely solely on electrical measurements to reduce the cost of the diagnostic system and facilitate its deployment and maintenance.