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Aide sur le programme MICES_Prod

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Aide sur le programme MICES_Prod

Message par MICES » 28 Juillet 2015, 17:12

Programme d’évaluation, d'étude et de suivi de production en autoconsommation : MICES_Prod
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Table des matières
1- Présentation
2- Mise en route
2-1 Vérification des données des matériels
2-2 Localisation et création de son installation
2-3 Les options de calcul
2-4 La page production
3- Interprétation des résultats
3.1 Calcul théorique et estimation PVGis
3.2 Etude par rapport au bruit de fond
3.3 Comparaison entre une installation plein Sud et Est/Ouest
3-4 Le sur-dimensionnement des modules

1- Présentation
MICES_Prod est un petit logiciel permettant d'estimer sa production photovoltaïque au jour le jour. Il permet également d'estimer son surplus dans le cas de l'autoconsommation.
Le programme est dédié à l’autoconsommation mais il peut également être utilisé dans le cas d'une installation « classique » en vente totale.

Le programme fonctionne sous Windows et est disponible à l'adresse suivante : MICES_Prod

Il a besoin d'une connexion Internet pour obtenir les estimations de production de PVGis.

Version du programme : 3.0


2- Mise en route
2-1 Vérification des données des matériels
La première chose à faire est de vérifier que le programme possède les données relatives à votre installation. Pour cela, allez dans la page « Données » et vérifiez que votre module est présent.
Image

Si ce n'est pas le cas, vous avez la possibilité de rentrer manuellement les données avec le bouton « + ». Pour modifier des données, vous avez le bouton avec la petite flèche. Il est également possible d'importer un fichier de données parmi ceux qui sont fournis dans le dossier « Module » avec le bouton en forme de carré. Ces fichiers peuvent être générés avec le programme PVAnalysis qui permet l'analyse des installations de BDPV.
Le principe est le même pour la partie « Onduleur ».

2-2 Localisation et création de son installation
Dans la page principale « Installation », rentrez les coordonnées GPS de votre site directement ou en utilisant le bouton « GPS » qui utilise le service de Google (quand il veut bien fonctionner !).
Une fois cela fait, appuyez sur le bouton « + » pour créer une nouvelle installation :
Image

Renseignez les différents champs et cochez la case « Lancer automatiquement l'estimation de production PVGis » (sinon, il faudra le faire plus tard avec le bouton « Estimation de production PVGis »). Appuyez sur le bouton « OK ». Le programme crée le nouveau site et lance le calcul de l'estimation de production.
Sur la partie gauche, on a l'estimation de production de PVGis (une valeur moyenne) et sur la partie droite une estimation théorique pour le jour en cours :
Image

Par défaut le graphique montre :
  • la puissance PV et la valeur maximale qui n'est pas forcément au midi solaire car cela dépend de l'orientation des modules
  • l'énergie produite et son total en fin de journée
  • la puissance du « bruit de fond » et la consommation que cela représente basée sur le temps de production (ici, c'est 200 W de 7:00 à 19:00 environ). Cette valeur permet de calculer le taux d'autoproduction
  • le surplus et son total en fin de journée. Tout ce qui se trouve au-dessus de la droite du « bruit de fond » est un surplus qui va sur le réseau. Dans la figure précédente, on a par exemple environ 200 W de surplus vers 12:30.

Le programme indique la valeur totale du surplus sur le calcul théorique en pourcentage et ce à quoi cela correspond par rapport à l'estimation de PVGis. Il indique également le taux d'autoproduction théorique et son équivalent avec l'estimation PVGis.

Note : Le taux d'autoproduction est le taux d'énergie que vous avez produit par rapport à votre consommation. Si par exemple à tout moment vous produisez au minimum ce dont vous consommez, vous aurez un taux d'autoproduction de 100%.

Votre premier site est créé. Si vous en créez un autre, le programme vous demandera si le nouveau site fait partie du premier ou s'il est indépendant. C'est utile dans le cas où l'on a une installation composée de plusieurs parties par exemple des modules avec des orientations différentes. Par la suite, on aura la possibilité de visualiser l'installation dans sa totalité en cochant la case « Visualiser qu'un seul site ».

2-3 Les options de calcul
Le programme propose de nombreuses options pour affiner les résultats théoriques. Dans la zone gauche sont regroupé les choix possibles :
Image

Vous avez la possibilité de :
  • Choisir le jour
  • Donner la température moyenne du jour. Par défaut, la valeur est estimée à partir des données collectées sur PVGis
  • Sélectionner la couleur du ciel. Avec un peu d'habitude on fini par en avoir une bonne idée.
  • Définir le rendement de l'onduleur. Par défaut, cette donnée est fournie par les caractéristiques de l'onduleur. La case à cocher « PMax » permet d’écrêter la production en fonction de la puissance max de l'onduleur.
  • Définir une ombre le matin et/ou le soir
  • Faire un calcul sur un mois ou une année complète

Certaine modification nécessite de relancer le calcul en appuyant sur le bouton « Estimation ».
Le bouton « Graphique » fait une copie du graphique dans le presse-papier et le bouton « Export » permet d'exporter les valeurs du graphique dans un fichier Excel de type CSV. Enfin, le bouton « Estimation mensuelle » fait un calcul tous les 15 du mois et place les données dans le presse-papier afin de les recopier dans Excel par exemple.
Note : Vous pouvez déplacer le graphique en déplaçant la souris en maintenant le bouton droit enfoncé. Vous pouvez zoomer en déplaçant la souris de gauche à droite en maintenant le bouton gauche enfoncé et de droite à gauche pour annuler le zoom.

2-4 La page production
Dans cette page, on trouvera les résultats des estimations PVGis pour le site :
Image

On peut rajouter manuellement des productions réelles pour les différents mois si on a installé un compteur modulaire à son installation. On peut également importer directement les données du site BDPV si on a un compte dessus.
Par exemple, on obtient ce genre de graphique pour une installation de 3 kWc :
Image

3- Interprétation des résultats
3.1 Calcul théorique et estimation PVGis
Il est très important de bien faire la différence entre les données fournis par PVGis qui sont des estimations basées sur des données réelles qui ont été moyennées sur plusieurs années et le calcul théorique que fait le programme basé sur des données figés. Ainsi si je reprends l'exemple précédent du paragraphe 2.2 d'une installation de 510 Wc pour la journée du 12 mars :
Image

A gauche, en rouge, est indiqué la production estimée à partir des données mensuelles sur plusieurs années moyennées par PVGis. C'est bien une moyenne pour ce jour. Ces 2,06 kWh correspondent donc à un jour avec des conditions moyennes pour un 12 mars.
A droite, on a un calcul théorique pour ce jour basé sur des conditions bien précises : une température moyenne de 12°C, un ciel bleu foncé (donc très pur), un rendement onduleur de 95,4%, aucune ombre. Il faut bien voir que dans la réalité, tous ces paramètres fluctuent au cours de la journée. Les 2,82 kWh calculés sont donc toujours optimistes.
Même si vous avez un jour parfait bien homogène au niveau du ciel et de la température, la production théorique calculée sera toujours supérieure à la production réelle. En effet, rien que les productions du début de matin et de fin de journée sont toujours supérieures car dans la réalité le système PV+onduleur a un rendement très dégradé en faible lumière. Par contre, vous verrez que les calculs des puissances instantanées sont assez bonnes.

Ce qu'il faut donc retenir :
  • L'estimation de production de PVGis est une moyenne. En conséquence, plus le nombre de jours pris en compte est grand, meilleur sera le résultat. L'estimation annuelle est en générale très bonne, celle mensuelle un peu moins bonne et celle journalière relativement mauvaise.
  • Le calcul théorique donne de bonnes estimations, en particulier pour la puissance instantanée, si les conditions météo sont stables durant la journée. L'estimation de production est toujours surestimée. Le calcul sur une année permet d'avoir un aperçu de l’évolution des puissances et des productions journalières. La production annuelle ainsi calculée sera donc toujours très surestimée et doit être mise en parallèle avec celle de PVGis.

3.2 Etude par rapport au bruit de fond
Lorsque l'on souhaite déterminer la puissance à installer par rapport à son « bruit de fond », il ne faut pas se contenter de regarder sur un jour particulier. Il faut plutôt regarder sur une année complète. Si on reprend l'exemple de l'installation ci-dessus de 510 Wc pour un « bruit de fond » de 200 W, on a sur une année en choisissant pour le calcul théorique un ciel Bleu :
Image

On a donc un surplus d'environ 30% si on suppose qu'on a un ciel bleu tous les jours, ce qui donne un surplus estimé de 217 kWh en se basant sur la production de PVGis. Bien sûr, il ne fait pas toujours un ciel bleu, donc on peut être certain que le surplus sera moindre. C'est tout de même un surplus assez important mais on a considéré un « bruit de fond » assez faible et on n'a pas envisagé la possibilité de le limiter en démarrant des consommateurs lors des pics de production. On a tout de même un taux d'autoproduction estimé de 60% ce qui est déjà pas mal.
Supposons que le « bruit de fond » est plutôt de l'ordre de 300 W (il suffit juste d'éditer et de modifier la valeur). On obtient alors :
Image

Le surplus n'est plus que de 10% soit environ 70 kWh sur l'année. Il est clair que dans ce cas la puissance installée est cohérente par rapport au « bruit de fond ». Les courbes montrent également que la puissance max du surplus est d'environ 130 W et que cela représente moins d'un demi kWh de « perdu » sur une journée. On remarque que le taux d'autoproduction a diminué, c'est normal puisque il y a plus de moment ou le « bruit de fond » est supérieur à la production.
Cette étude montre donc qu'il est vain d'essayer de « sauver » ce surplus en mettant en place un système de stockage. Le coût d'un tel système serait prohibitif par rapport à la dizaine d'euros perdue.

3.3 Comparaison entre une installation plein Sud et Est/Ouest
Supposons qu'au lieu d'orienter les deux modules au Sud, on en mette un à l'Est et l'autre à l'Ouest. Sur l'exemple du début, le résultat est le suivant :
Image

On voit que par rapport à l'installation plein Sud, on a réduit le pic de production et grandement diminué le surplus. On a cependant réduit le taux d'autoproduction.

Regardons sur une année avec le « bruit de fond » de 300 W :
Image

On constate une production annuelle plus faible ce qui est normale. On a également fortement réduit le surplus de plus de la moitié.
Il est intéressant de regarder également le taux d'autoproduction (je rappelle que le taux d'autoproduction est le taux d'énergie que vous avez produit par rapport à votre consommation). Il a diminué. Intuitivement, on aurait pu pensé qu'il aurait dû augmenter vu qu'on a élargi la base de production tout en diminuant les pics. En fait, cela dépend de la position du Soleil au fil des mois. L'orientation Est-Ouest est favorable quand le Soleil se lève le plus à l'Est et se couche le plus à l'Ouest, c'est-à-dire en été. Pour ces mois là, le taux d'autoproduction sera amélioré. Il sera dégradé en hiver. L'inclinaison des modules joue également. En résumé, on ne peut pas gagner sur tous les tableaux !
Au final sur une année, vous produirez moins en étant mal orienté mais votre taux d'autoproduction sera encore très bon et vous aurez limité le surplus. Ce qui revient à dire que vos économies sur votre facture d'électricité seront pratiquement les mêmes. Vous aurez juste fait moins de cadeau à EDF !

3-4 Le sur-dimensionnement des modules
On peut regarder ce que donne le sur-dimensionnement des modules par rapport à la puissance du micro-onduleur (bien entendu, en respectant les données de tension du micro-onduleur). L'idée est toujours d'élargir la base de production, le pic de production étant « raboté » par le micro-onduleur qui va écrêter. Sur une année, cet écrêtage représente peu d’énergie perdue. Dans le cas ou l'on est mal orienté, l’écrêtage se fait naturellement.
Prenons par exemple 500 Wc de module sur un micro-onduleur qui écrête à 330 W orienté plein Sud. Sur une année, on obtient les courbes suivantes :
Image

L'écrêtage à 330 W est bien visible mais sur l'année cela ne représente que 5% d'énergie perdue. Le surplus lui est pratiquement divisé par 2.
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