Après avoir rationalisé la construction de panneaux photovoltaïques jusqu'en Nouvelle-Calédonie et en Zambie, les développeurs français commencent à déployer une nouvelle génération d'onduleurs sur leur marché national.
Quadran
La France se prépare doucement aux projets de grande envergure qui dominent les installations photovoltaïques mondiales, mais selon Guirec Dufour, CTO du producteur d'énergie verte Quadran, le secteur solaire français reste soumis à la réglementation. Il explique que les longs processus d'obtention d'autorisations de construction, les restrictions d'utilisation des terres agricoles et les codes de construction nationaux particulièrement exigeants sont des syndromes français typiques.
“Les règles européennes ne sont même pas assez bonnes pour nous,” déclare Dufour. ‘’Nous devons créer nos propres moyens encore plus contraignants."
Au cours des dix dernières années, Dufour a fait carrière dans la résolution de problèmes techniques sur des chantiers de construction utilisant des énergies renouvelables. Ses efforts ont été couronnés de succès. Quand il a rejoint Quadran en 2008, il était l'un des quatre travailleurs. Après une période de consolidation brutale du marché, la société, qui compte 250 employés, exploite environ 250 MW de centrales solaires, 500 MW de parcs éoliens et 20 MW d’unités de récupération d’hydroélectricité et de biogaz. Ses réalisations ont attiré deux acquisitions au cours des deux dernières années, la dernière en date du géant pétrolier Total.
Quadran attribue sa croissance à l'agilité de la société pour atteindre de nouveaux marchés et mettre en œuvre de nouvelles solutions. La société a appris des astuces pour résoudre des problèmes décalés qui lui ont donné un avantage concurrentiel sur son marché principal. Il y a deux ans, Dufour a mis cette ingéniosité à l'épreuve lorsqu'il a décidé de concevoir le premier parc solaire de 11 MW en Nouvelle-Calédonie, territoire français situé dans le Pacifique Sud, à 1,200 kilomètres à l'est de l'Australie et aussi éloigné que géographiquement des bureaux de Quadran à Béziers, en France.
Plus loin et plus petit
"Le décalage horaire entre le siège et la Nouvelle-Calédonie est de neuf heures," explique Dufour. "Si vous avez besoin d'appeler quelqu'un en Europe, c'est tout simplement impossible." Cela s'est avéré problématique. L'exécution de tâches de maintenance sur des composants clés tels que les onduleurs centralisés nécessiterait généralement des techniciens spécialisés et du matériel lourd, indisponible sur le site et coûteux à importer.
"En Nouvelle-Calédonie, la technologie photovoltaïque n'existait pratiquement pas il y a deux ans lorsque nous avons commencé à construire l'usine. Vous ne pouviez pas trouver de personnel qualifié pour gérer les onduleurs centralisés," déclare Dufour. "Et si vous entraîniez vous-même vos ouvriers, ils risqueraient probablement d'aller travailler pour la compétition dans les 15 jours suivants, vous laissant ainsi constamment former de nouveaux employés."
Au lieu de relever le défi des ressources humaines, Dufour a confié la construction du parc solaire New Calendonia de Quadran aux onduleurs à chaîne, plus légers et plus faciles à installer que centralisés. Il a raccordé les 43 000 panneaux solaires du projet au réseau à l'aide de 300 onduleurs Huawei FusionSolar, chacun d'une puissance de 33 kW.
"Auparavant, les grands projets devaient adopter des onduleurs centraux car les onduleurs décentralisés n'étaient pas assez puissants," explique Dufour. "À présent, les produits Huawei peuvent atteindre une puissance de sortie allant jusqu'à 100 kW. Nous pouvons donc également utiliser des onduleurs string sur de grandes installations."
Plus petit et plus simple
En termes de maintenance, les onduleurs à cordes décentralisés offrent un avantage par rapport aux systèmes centraux en ce qu'ils ne nécessitent aucun ingénieur spécialisé ni équipement de levage à installer. Trois employés peuvent transporter le matériel sur site à la main et le connecter sans risque. En cas de dysfonctionnement de l'onduleur, les travailleurs locaux peuvent simplement le débrancher et en installer un de remplacement, au lieu de transporter de l'équipement lourd ou des représentants de son fabricant.
"Nous venons de simplifier tout dans nos centrales solaires avec ces onduleurs, " explique Dufour, expliquant que l'ensemble de la flotte de produits Huawei en Nouvelle-Calédonie n'a enregistré que deux défauts depuis leur installation. "Ils sont beaucoup plus fiables et ne nécessitent aucun entretien. Si nous avons une faute, nous échangeons simplement le composant." Il est encore trop tôt pour quantifier ces avantages, mais il s'attend à ce que les onduleurs de chaîne du projet réduisent considérablement ses coûts de maintenance.
Depuis son expérience en Nouvelle-Calédonie, Quadran a chargé les onduleurs Huawei de connecter près de 100 MW d’installations supplémentaires sur des sites distants et en France métropolitaine. Parmi les avantages de la technologie, Dufour indique que Huawei est le seul fournisseur qu’il connaisse qui intègre les TIC dans son matériel onduleur pour superviser le fonctionnement de l’usine. La tension de l'offre produit de 800 VCA, atteint des rendements de conversion d'énergie de 99% et a permis de respecter les codes de construction français pour l'enchaînement en parallèle de modules PV.
"Comme vous n’avez que deux chaînes par point d’étape, vous n’avez pas besoin d’utiliser des fusibles du côté CC. Cela rend l’installation plus fiable," préconise Dufour, en ajoutant que des tensions alternatives plus élevées permettaient de réduire les pertes au niveau de la connexion au transformateur, évitant ainsi l’utilisation de combinés-alternateurs, et que le système informatique intégré supervise le système sans nécessiter d’équipement de surveillance supplémentaire. “Nous n’avons qu’un onduleur et des câbles, c’est tout. Cela signifie moins d’équipement, et moins d’équipement signifie moins de défauts.”
Plus simple et plus sûr
Xavier Barbaro, président de Neoen, le principal développeur français indépendant dans le domaine des énergies renouvelables, convient que le temps d'immobilisation d'une installation photovoltaïque est considérablement réduit si des onduleurs à chaîne sont utilisés. À ce jour, sa société a introduit 2 GW d’énergie solaire dans la construction sur quatre continents. Pour des raisons de bancabilité, Neoen signe des contrats d'ingénierie, d'approvisionnement et de construction (EPC) clés en main avec ses sous-traitants, mais précise néanmoins les sous-composants qu'il souhaite installer.
La société passe sa première commande à Huawei en 2016 après avoir remporté un projet photovoltaïque de 50 MW en Zambie à titre de pionnier du programme Scaling Solar géré par la Banque mondiale. Explorant en nouveau marché, Neoen a voulu anticiper les défis logistiques en fournissant au pays enclavé des onduleurs petits et faciles à déployer.
“Nous avons rendu visite à Huawei à Shenzhen, en Chine, ne sachant pas vraiment à quoi nous attendre,” explique Barbaro, “Mais nous avons aimé ce que nous avons vu. En termes de fabrication, c'était vraiment de classe mondiale.” Il a tout d'abord apprécié le petit éclat de l'onduleur FusionSolar pour le projet en Zambie, et s'est depuis attaché à sa commodité et à ses performances.
“Huawei s'est révélé un fournisseur fiable avec un produit très convaincant,” a-t-il déclaré. “Jusqu'à présent, aucun des onduleurs Huawei que nous avons installés ne nous posait de problèmes.” Depuis 2016, Neoen a commandé des onduleurs FusionSolar pour quelque 300 MW d'installations photovoltaïques à travers la Zambie, en Argentine, et pour le plus grand il a été inauguré en avril 2019.
Plus sûr et moins cher
Barbaro indique que la simplicité offre des avantages au-delà des chantiers de construction, les prêteurs des projets d’énergie renouvelable de Neoen étant prudents quant aux choix industriels que leur entreprise fait. Il dit que les produits Huawei ont fait leurs preuves, rassurant les bailleurs de fonds et faisant baisser le coût global des projets. "Ce que nous valorisons, c'est l'expérience et le savoir-faire," a déclaré Barbaro. "Si vous avez des dizaines de gigawatts de capacité installée, vous avez beaucoup d'expérience dans de nombreuses situations différentes. "
Neoen construit notamment une centrale solaire de 200 MW en Argentine, située à 4 000 mètres d'altitude. Tous les onduleurs ne fonctionnent pas à cette altitude, mais les produits Huawei ont été déployés avec succès dans des conditions similaires en Chine. "Nous avons tendance à faire confiance aux fournisseurs qui peuvent prouver leur point de vue en affirmant que leur produit offre le bon choix dans une situation à laquelle nous sommes confrontés," déclare Barbaro. "C'est quelque chose que nous avons avec Huawei."
Dans le marché concurrentiel d’aujourd’hui, M. Barbaro affirme que même la réduction des prévisions financières relatives aux onduleurs peut avoir un impact décisif sur le budget de fonctionnement et de maintenance d’un projet photovoltaïque. "Solar atteint maintenant des prix inférieurs à 20 USD par MWh, ce qui change vraiment la donne," dit-il. "Chaque étape du projet fait partie de cette réussite, y compris les onduleurs. Ils représentent 6 à 7% des dépenses d’investissement d’une installation photovoltaïque et jouent un rôle encore plus important dans ses coûts d’exploitation. "
Alors que l'optimisation des capex a dominé les améliorations LCOE au cours des cinq dernières années, M. Barbaro affirme que l'optimisation des coûts d'exploitation constitue probablement la prochaine frontière, et que les inverseurs offrent de nombreux avantages. "C’est ainsi que nous avons décidé d’utiliser également les onduleurs Huawei en France," déclare Barbaro. "Bien sûr, la logistique en France est plus facile qu'en Zambie, mais le produit reste pertinent." Il explique que FusionSolar présente un risque faible, est convivial et est de plus en plus orienté vers l'interopérabilité. Il conclut que "Huawei veut s'assurer que son est facile à emballer avec des sous-stations et du matériel provenant d’autres fournisseurs" onclut-il: "C’est quelque chose que nous aimons."
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