Huawei prévoit 10 tendances pour le photovoltaïque intelligent en 2025

SHENZHEN, Chine, 9 mars 2020 /PRNewswire/ -- Dans les cinq à dix ans à venir, les énergies renouvelables vont assumer un rôle plus important en tant que source d'énergie principale pour les réseaux électriques. L'énergie solaire, notamment, a un avenir particulièrement prometteur puisqu'elle est la forme d'énergie renouvelable la plus notable. Toutefois, comme les énergies renouvelables représentent une plus grande proportion de la production totale d'énergie, garantir la sécurité, la fiabilité et la rentabilité des actifs de production d'électricité deviendront la principale priorité.

Face au développement rapide des technologies TIC en plein essor, telles que l'IA, le cloud, les Big data et la 5G, et compte tenu de toutes les dernières tendances en matière de technologie de l'électronique de puissance, Huawei s'est impliquée auprès d'experts de ce domaine et a publié 10 tendances émergentes en termes de techniques au service du photovoltaïque intelligent en 2025. Ces tendances couvrent quatre dimensions : le coût actualisé de l'électricité (LCOE selon l'anglais), la convivialité du réseau électrique, la convergence intelligente, ainsi que la sécurité et la fiabilité. Ces tendances visent à pousser l'industrie à adopter des solutions intelligentes et vertes, et à donner un aperçu de l'innovation et de la croissance spectaculaire du secteur des énergies nouvelles.

Tendance 1 : la numérisation

Élément clé : plus de 90 % des centrales photovoltaïques seront numérisées à l'échelle mondiale.

Malgré l'essor du marché mondial du photovoltaïque (PV), les centrales PV comportent encore de nombreux « dispositifs idiots », allant de la production d'électricité aux communications. Ces dispositifs ne peuvent pas faire l'objet d'une surveillance efficace, ni donner l'alerte en cas de dysfonctionnement. Le développement rapide des technologies numériques telles que la 5G et le cloud devrait entraîner la numérisation complète de plus de 90 % des centrales photovoltaïques à l'horizon 2025, ce qui permettra une gestion simple, intelligente et efficace des centrales PV.

Tendance 2 : des modernisations intelligentes basées sur l'IA

Élément clé : plus de 70 % des centrales photovoltaïques vont utiliser des techniques d'IA.

L'intégration en profondeur de l'IA et du PV va faciliter la détection mutuelle et l'interconnexion des dispositifs et va améliorer la production d'électricité et l'efficacité du fonctionnement et de l'entretien grâce à une optimisation de la collaboration. Les techniques d'IA peuvent offrir de nouvelles possibilités prometteuses aux systèmes PV, notamment : l'identification et la protection dynamiques des dysfonctionnements des modules et des dispositifs photovoltaïques grâce à des algorithmes de diagnostic basés sur l'IA ; l'optimisation des algorithmes de suivi avec des données considérables sur les centrales et l'auto-apprentissage pour permettre des rendements plus élevés ; et la synergie de stockage solaire assistée par l'IA pour optimiser automatiquement les revenus des centrales de stockage d'énergie photovoltaïque. À mesure que le LCOE continuera de diminuer et que la complexité du fonctionnement et de l'entretien (F&E) augmentera, il y a de très fortes chances que les techniques d'IA soient largement appliquées dans les centrales PV.

Tendance 3 : des centrales photovoltaïques sans personnel 

Élément clé : plus de 80 % du travail dans les centrales photovoltaïques sera effectué sans personnel

Face à la montée en puissance de l'intelligence artificielle et de l'Internet des objets (IdO), les produits et services intelligents apporteront une plus grande commodité à l'ensemble de la solution photovoltaïque. Grâce à l'intégration des expériences des experts et à l'auto-apprentissage continu, l'IA sera largement déployée pour remplacer les experts de F&E dans de nombreuses fonctions de diagnostic et de prise de décision. L'inspection par drone et le F&E automatisé par des robots permettront de gérer les travaux de F&E dangereux et répétitifs qui requièrent un haut degré de précision continu, pour assurer une productivité et une sécurité accrues dans les centrales photovoltaïques. Selon les estimations, l'avenir des centrales PV devrait se faire entièrement sans personnel.

Tendance 4 : un soutien dynamique aux réseaux électriques

Élément clé : les centrales photovoltaïques vont évoluer en passant de l'adaptation au réseau au support du réseau.

L'augmentation du taux de pénétration de l'énergie interfacée avec l'électronique de puissance va ébranler la solidité du réseau électrique, ce qui entravera l'application plus large des systèmes photovoltaïques. Au cours des cinq prochaines années, les centrales PV doivent progressivement évoluer en passant de l'adaptation au réseau électrique au soutien du réseau électrique. Pour ce faire, les onduleurs doivent posséder des capacités telles qu'une grande adaptabilité au rapport de court-circuit (SCR), une capacité de contrôler le courant harmonique avec une marge de 1 %, le maintien de l'alimentation en haute/basse tension et le réglage rapide de la fréquence, qui sont nécessaires pour la connexion au réseau.

Tendance 5 : le solaire + le stockage 

Élément clé : la proportion de systèmes photovoltaïques couplés au stockage de l'énergie dépassera les 30 %.

Grâce à la plus grande pénétration des nouvelles sources d'énergie, les réseaux électriques auront des exigences de plus en plus strictes en termes de régulation des fréquences et d'écrêtement des périodes de pointe. Parallèlement à cela, le coût des batteries diminue en raison des progrès technologiques. Le stockage de l'énergie devrait fonctionner de concert avec les systèmes photovoltaïques et devenir un élément essentiel. Selon les prévisions, la proportion de systèmes PV comprenant un stockage de l'énergie dépassera les 30 % à l'horizon 2025.

Tendance 6 : des centrales électriques virtuelles

Élément clé : plus de 80 % des systèmes résidentiels seront connectés à des réseaux de centrales électriques virtuelles (VPP selon l'anglais).

Au cours des cinq ans à venir, les technologies TIC, telles que la 5G, la blockchain et les services cloud seront largement appliquées dans les centrales électriques décentralisées, formant ainsi des VVP au service de la gestion collaborative et participant à la programmation, aux transactions et aux services auxiliaires des systèmes électriques. Le développement de la technologie VPP inspirera de nouveaux modèles commerciaux et attirera de nouveaux acteurs du marché dans des environnements photovoltaïques décentralisés, servant de moteur de croissance pour le PV décentralisé.

Tendance 7 : une sécurité active 

Élément clé: le détecteur d'arc électrique (AFCI) deviendra un élément incontournable des systèmes photovoltaïques décentralisés installés sur les toits et sera intégré dans les normes industrielles internationales.

Face à l'élargissement de l'application du photovoltaïque décentralisé, la sécurité des bâtiments et des personnes est devenue un souci majeur. Les risques d'arcs photovoltaïques provoqués par le mauvais contact des noeuds des modules PV, les mauvaises connexions des connecteurs PV, ou par des câbles usés ou cassés, sont devenus une question urgente dans l'industrie. Pour atténuer ces risques, l'AFCI va devenir une fonction standard pour les systèmes PV décentralisés installés sur les toits, et elle sera intégrée dans les normes industrielles internationales.

Tendance 8 : une très haute densité de puissance

Élément clé : la densité de puissance des onduleurs va augmenter de plus de 50 %.

Pour faire face à la tendance à la baisse du LCOE du solaire, il faut des exigences plus élevées en matière de puissance d'un seul module et un entretien facile de l'onduleur. Pour y parvenir, une plus grande densité de puissance est nécessaire. Grâce aux avancées de la recherche sur les semi-conducteurs à large bande interdite, tels que le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN), ainsi qu'aux algorithmes de contrôle de pointe, la densité de puissance des onduleurs devrait augmenter de plus de 50 % au cours des cinq prochaines années.

Tendance 9 : une conception modulaire

Élément clé : les composants essentiels tels que les onduleurs, les systèmes de conversion d'énergie (PCS) et les dispositifs de stockage de l'énergie adopteront une conception modulaire.

Les onduleurs, les PCS et les dispositifs de stockage de l'énergie sont des composants essentiels d'une centrale photovoltaïque, qui ont une répercussion considérable sur la disponibilité de l'ensemble du système de la centrale PV. Au fil de l'augmentation de la capacité et de la complexité des centrales photovoltaïques, l'approche traditionnelle de la maintenance sur site, assurée par des experts, sera trop coûteuse. La conception modulaire va se généraliser car elle permet un déploiement flexible, une extension en douceur et un entretien ne demandant pas d'experts, ce qui réduira considérablement les coûts de fonctionnement et d'entretien et améliorera la disponibilité du système.

Tendance 10 : sécurité et fiabilité

Élément clé : la sécurité et la fiabilité sont devenues des exigences nécessaires pour les installations photovoltaïques. 

L'augmentation de la capacité cumulée des centrales photovoltaïques à l'échelle mondiale et la complexité de plus en plus grande de l'architecture des réseaux entraînent une augmentation des risques pesant sur la sécurité des centrales PV. Par ailleurs, les exigences liées au respect de la vie privée des utilisateurs et à leur sécurité sont plus strictes pour les centrales PV décentralisées. Toutes ces tendances laissent entendre que les centrales photovoltaïques doivent disposer de capacités de sécurité et offrir des gages de sérieux en termes de fiabilité, de disponibilité, de sécurité, de sûreté, de résilience et de confidentialité.

Le désir d'explorer, que partagent tous les êtres humains, ne connaît pas de limites. Nous aspirons toujours à atteindre de nouveaux sommets, à plonger dans des profondeurs plus grandes et à rechercher de nouvelles vérités. La convergence des technologies de la 5G, du cloud et de l'IA façonne un monde où tout est détecté, connecté et intelligent à une vitesse plus rapide que nous ne l'imaginons. En dressant la liste des dix principales tendances de l'industrie photovoltaïque pour 2025, Huawei compte bien jouer son rôle en incitant à la création d'un monde vert et intelligent, dans lequel le potentiel illimité des nouvelles solutions énergétiques pourra être largement partagé par toute la société.

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