Analyse des facteurs de perte dans les systèmes photovoltaïques sur suiveurs solaires dans un climat continental humide

Dans le contexte de trouver des solutions aux problèmes causés par les combustibles fossiles en utilisant des sources d'énergie renouvelables, les technologies photovoltaïques (PV) sont devenues importantes dans de nombreux endroits du monde au cours des dernières décennies. Par conséquent, évaluer et analyser ces systèmes dans différents endroits avec leurs caractéristiques météorologiques spécifiques est crucial pour les décideurs. Dans cette étude, trois types de technologies PV - les systèmes monofaciaux et bifaciaux à deux axes avec des modules PV standard, et les systèmes photovoltaïques concentrés (CPV) avec un système de suivi à deux axes - ont été examinés à Sherbrooke, au Québec, Canada, où le climat est de type continental humide. Les résultats montrent que les systèmes monofaciaux et bifaciaux subissent environ 4% de pertes dues à un mode de fonctionnement dégradé en cas de vents forts ou de très basses températures. En plus de ces pertes, nos systèmes ont subi des pertes supplémentaires de 12 et 9% causées en partie par la neige, plus prononcées pour les modules monofaciaux que pour les bifaciaux. Pour les systèmes CPV, le givre est le principal facteur de perte, suivi par la neige. Nous avons proposé une méthode pour prendre en compte l'effet négatif de la neige et du gel en ajoutant des facteurs de salissure mensuels à notre modèle de prédiction, basés sur les chutes de neige mensuelles et la température ambiante. En appliquant cette méthode, nous avons réduit l'erreur entre la production d'énergie prévue et réelle de près de 25 à 5%, ce qui montre que notre modèle fonctionne bien dans un climat continental humide pour les systèmes CPV.
In the context of addressing fossil fuels related issues by harnessing renewable energy sources, photovoltaic (PV) technologies have emerged as significant players around the globe in recent decades. Hence, evaluation and analysis of this systems in different location with their specific characteristics of weather conditions can be very important for decision makers in this regard. In this research work, three types of PV technology as two-axis monofacial and bifacial systems with standard PV modules and concentrated photovoltaic (CPV) systems which benefit from two-axis tracking system as well, are analyzed in Sherbrooke, Quebec, Canada under a humid continental climate based on the simulation and experimental results of the systems. The results show that due to safe mode operation (stow mode) that is required in case of high wind or very low temperature, monofacial and bifacial systems suffer from approximately 4% of losses. In addition to these losses, our systems experienced from 12 and 9% additional losses that include snow-induced losses and that are more pronounced for monofacial modules than for bifacial ones. About CPV systems, frost as the dominant factor and snow the second reason are introduced as main loss factors in such climate. A method is proposed to account for the negative effect of snow and frost on the system, by adding monthly soiling factors in the predictive model. The monthly soiling factors are modeled based on average monthly snow fall and ambient temperature. Applying this method, decrease in Root Mean Square Error (RMSE) between predicted and actual energy production from close to 25 to 5 % validates our model in humid continental climate for CPV systems.