Carlos Jofré

Concept

Performance Ratio (PR)

Le Performance Ratio (PR) est le rapport entre l’énergie qu’une centrale solaire a fournie et celle qu’elle aurait fournie si elle avait converti toute l’irradiation reçue avec sa puissance nominale. Il s’exprime en pourcentage et résume toutes les pertes de la centrale : température, encrassement, ombrages, câbles, onduleurs et pannes. C’est l’indicateur qui permet de comparer des centrales situées à des endroits différents.

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En bref

  • PR = productible spécifique ÷ heures de plein soleil, selon la norme IEC 61724-1.
  • Il ne dépend pas de l’ensoleillement : c’est pourquoi il sert à comparer des centrales d’Arica et de Puerto Montt.
  • À Santiago, une étude de Fraunhofer a mesuré près de 75 % avec un encrassement urbain.
  • Il varie avec la saison : pour les garanties, on utilise une année complète ou le PR corrigé du climat.

La formule

La norme IEC 61724-1 définit le PR comme le rapport entre deux productibles :

PR = Yf ÷ Yr

Yf, productible final : énergie fournie en courant alternatif divisée par la puissance installée en panneaux (kWh/kWp).

Yr, productible de référence : irradiation reçue dans le plan des panneaux divisée par l’éclairement de référence, 1 kW/m². Il équivaut aux heures de plein soleil.

Un PR de 80 % signifie que, sur 100 kWh que la centrale aurait produits dans des conditions idéales avec le soleil qu’elle a reçu, elle en a fourni 80.

Un exemple chilien

Fraunhofer Chile et l’Universidad Católica ont mesuré trois champs photovoltaïques à Santiago en 2014 et 2015. Leurs chiffres publiés permettent de calculer le PR non corrigé de 2014 :

TechnologieProductible (kWh/kWp)Irradiation dans le plan (kWh/m²)PR
Monocristallin1.4591.981,373,6 %
Polycristallin1.4191.981,371,6 %
Couche mince1.2481.981,363,0 %

L’étude indique en outre un PR corrigé du climat proche de 75 % pour les trois technologies. Les champs étaient exposés à l’encrassement de Santiago, qui leur faisait perdre entre 0,13 % et 0,56 % de rendement par jour sans nettoyage.

Ce qui fait baisser le PR

PerteSe corrige par
Température des panneauxPeu : elle est propre au site et au montage
EncrassementNettoyage au bon moment
OmbragesConception ; parfois, élagage ou déplacement
Câbles, transformateurs et onduleursConception et maintenance
Strings déconnectés, fusibles, diodesSupervision et inspection
Dégradation des modulesGarantie du fabricant, si elle dépasse ce qui a été convenu
Limitations d’injectionCe n’est pas une défaillance de la centrale : on l’exclut du calcul

PR, productible spécifique et facteur de charge

  • Productible spécifique (kWh/kWp) : la quantité d’énergie que fournit chaque kWp. Il dépend de l’ensoleillement du site : il est plus élevé à Copiapó qu’à Temuco même si les deux centrales fonctionnent aussi bien l’une que l’autre.
  • Facteur de charge : la fraction du temps pendant laquelle la centrale fonctionne à puissance nominale. Il dépend aussi du site.
  • Performance Ratio : il neutralise l’ensoleillement. Deux centrales en bon état ont un PR similaire même si elles sont distantes de 2 000 km.

Pourquoi il varie avec la saison

Les panneaux perdent de la puissance en chauffant. En été le PR baisse et en hiver il monte, sans que la centrale ait changé. Un PR mesuré en janvier ne peut pas être comparé à un PR mesuré en juillet.

Il existe deux solutions. La plus simple consiste à le calculer sur une année complète. L’autre est le PR corrigé du climat proposé par le NREL en 2013, qui ajuste le calcul en fonction de la température des cellules et donne des valeurs plus stables tout au long de l’année. C’est celui qu’il convient d’utiliser dans une garantie contractuelle.

Dans un contrat

Le PR garanti est la clause de performance la plus courante dans les contrats de construction et d’exploitation de centrales solaires. Pour qu’elle soit utile, le contrat doit préciser :

  1. Avec quel capteur l’irradiation est mesurée, qui l’étalonne et qui le nettoie.
  2. Quelle période est évaluée.
  3. Quels événements sont exclus : coupures du réseau, limitations d’injection, force majeure.
  4. Ce qui se passe s’il n’est pas respecté.

Questions fréquentes

Ce que l’on demande le plus souvent

Qu’est-ce que le Performance Ratio d’une centrale solaire ?

C’est le pourcentage de l’énergie théoriquement disponible que la centrale a converti en électricité. Il se calcule en divisant le productible spécifique (kWh par kWp) par les heures de plein soleil reçues dans le plan des panneaux.

Qu’est-ce qu’un bon Performance Ratio ?

Cela dépend du climat, de la technologie et de la méthode de mesure ; il n’existe donc pas de chiffre universel. À Santiago, une étude de Fraunhofer a trouvé près de 75 % sur des champs exposés à l’encrassement urbain. La comparaison la plus utile se fait avec le PR garanti dans le contrat et avec l’historique de la même centrale.

En quoi diffère-t-il du facteur de charge ?

Le facteur de charge dépend de l’ensoleillement du site. Le PR le neutralise ; il mesure donc uniquement la qualité de fonctionnement de la centrale.

Comment calculer le PR de ma centrale ?

Avec l’énergie produite, la puissance installée en panneaux et l’irradiation dans le plan des panneaux sur la même période. Le calculateur de Performance Ratio fait le calcul.

Sources

D’où viennent les données

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