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FRLes systèmes photovoltaïques bifaciaux sont devenus une technologie courante dans les projets photovoltaïques complexes et à grande échelle. Leur performance dépend non seulement de l'irradiation incidente sur la face avant des modules, mais aussi de l'irradiation réfléchie et diffuse atteignant la face arrière depuis le sol et les surfaces environnantes. LuciSun fournit des conseils techniques et des services de modélisation avancée pour les projets photovoltaïques bifaciaux, en soutenant les études de faisabilité, l'optimisation de la conception et la prise de décision en fonction des risques dans des contextes où les hypothèses bifaciales simplifiées ne sont plus suffisantes.
LuciSun fournit des études de simulation dédiées aux systèmes photovoltaïques bifaciaux dans une large gamme d'applications, y compris les installations au sol, les abris de voiture, les systèmes photovoltaïques verticaux, les systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV), les systèmes photovoltaïques agricoles, et les sites avec un terrain ou un environnement complexe. Ces services ont été fournis à un large éventail de clients dans le cadre de multiples projets, couvrant des installations à l'échelle des services publics et des configurations complexes où les hypothèses bifaciales standard n'étaient pas suffisantes. Les études sont réalisées par des experts de LuciSun qui utilisent LuSim comme outil de modélisation principal pour évaluer explicitement l'irradiation de la face arrière, les gains bifaciaux et leur sensibilité aux paramètres de conception et d'environnement.
Contrairement aux systèmes monofaciaux, les performances des systèmes photovoltaïques bifaciaux sont fortement liées à leur environnement. Les propriétés du sol, les objets environnants, la géométrie du terrain et les conditions d'ombrage influencent tous la quantité et la distribution de l'irradiation atteignant la face arrière des modules. Les facteurs de gain bifacial uniformes ou les corrections simplifiées basées sur l'albédo ne parviennent souvent pas à capturer ces interactions avec précision, en particulier dans les environnements non idéaux ou hétérogènes. LuSim relève ce défi grâce à une représentation 3D explicite de la géométrie et des matériaux.
LuSim évalue l'irradiation de la face arrière en utilisant le même cadre 3D physiquement cohérent que celui appliqué à la face avant des modules. L'irradiation réfléchie par le sol et les surfaces environnantes est calculée explicitement plutôt qu'approximativement à l'aide de coefficients de gain bifacial empiriques. La face arrière de chaque module est discrétisée dans l'espace, ce qui permet aux contributions d'irradiation de varier localement sur la surface du module et dans le temps, reflétant ainsi l'hétérogénéité spatiale et temporelle réelle.
La réflectance du sol joue un rôle central dans les performances des systèmes photovoltaïques bifaciaux, mais les installations réelles présentent rarement un albédo uniforme. La végétation, les conditions du sol, le gravier, le béton, la neige ou des traitements réfléchissants spécifiques peuvent créer une forte variabilité spatiale. Au-delà des simples hypothèses lambertiennes, la distribution angulaire de la lumière réfléchie, communément décrite par les fonctions de distribution de la réflectance bidirectionnelle (BRDF), peut influencer l'irradiation de la face arrière dans des configurations spécifiques.
LuSim représente explicitement le sol en 3D et permet d'attribuer des propriétés matérielles variables dans l'espace. Il est ainsi possible d'analyser des distributions d'albédo hétérogènes, des traitements partiels et des configurations de sol localisées et d'évaluer leur impact sur les gains bifaciaux de manière cohérente, tout en restant compatible avec différentes hypothèses de réflectance en fonction des besoins du projet.
Au-delà des hypothèses d'albédo global, la conception de systèmes photovoltaïques bifaciaux peut impliquer l'utilisation de traitements du sol hautement réfléchissants, tels que du gravier blanc ou des membranes réfléchissantes, appliqués uniquement sur des zones spécifiques du site. LuSim permet d'évaluer la position, l'étendue et la géométrie de ces surfaces réfléchissantes par rapport aux rangées de panneaux photovoltaïques, ce qui permet aux études LuciSun de déterminer où les matériaux hautement réfléchissants sont les plus efficaces pour augmenter l'irradiation de la face arrière.
Ce type d'analyse s'applique à la fois aux structures fixes et aux systèmes de poursuite, où l'emplacement optimal des surfaces réfléchissantes dépend des modèles d'ombrage, de l'espacement des rangées et de la géométrie du système.
Dans les systèmes bifaciaux, l'ombrage affecte non seulement le rayonnement direct sur les modules, mais aussi la composante réfléchie en modifiant les parties du sol et les surfaces environnantes qui sont éclairées. Les structures de support, les éléments de montage et les objets proches peuvent modifier de manière significative les distributions d'irradiation de la face arrière et introduire une inadéquation électrique localisée. LuSim saisit cette interaction de manière cohérente en évaluant l'ombrage, l'éclairage et l'irradiation réfléchie dans un cadre 3D unique, ce qui permet de modifier les contributions de la face arrière en fonction de la géométrie et de la position du soleil.
L'irradiation de la face arrière calculée par LuSim est intégrée directement dans la chaîne de modélisation du rendement énergétique photovoltaïque. Les contributions avant et arrière sont combinées au niveau du module et converties en puissance électrique à l'aide de modèles de performance photovoltaïque validés. L'irradiance de la face arrière résolue spatialement permet une évaluation cohérente des gains bifaciaux ainsi que du comportement électrique, des effets de désadaptation et des pertes du système, ce qui permet des évaluations robustes du rendement énergétique sans dépendre d'hypothèses bifaciales fixes.
Les approches de modélisation bifaciale mises en œuvre dans LuSim ont été appliquées et validées dans le cadre d'études industrielles et de projets de recherche, notamment des centrales photovoltaïques à grande échelle, des abris de voiture, des systèmes agrivoltaïques et des initiatives de recherche européennes telles que SERENDI-PV et des projets de recherche dédiés au photovoltaïque bifacial. Ces applications ont permis de réaliser des analyses comparatives, des études de sensibilité et des discussions sur l'incertitude de la modélisation dans les conditions réelles du projet.
La modélisation précise des systèmes photovoltaïques bifaciaux n'est pas seulement une question d'optimisation de la conception, mais aussi une condition préalable à une évaluation robuste des incertitudes et à une analyse de la viabilité financière. De petits changements dans la géométrie, le traitement du sol ou la configuration de l'ombrage peuvent conduire à des différences significatives dans les gains bifaciales et le rendement énergétique global. Les services de conseil en photovoltaïque bifacial de LuciSun fournissent une base physiquement cohérente et spatialement résolue pour comparer les options de conception, évaluer les risques et soutenir une prise de décision technique et financière éclairée dans les projets photovoltaïques bifaciales complexes.
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