25 novembre 2024
Dans les centrales photovoltaïques, les liaisons de communication par fibre optique sont chargées de transmettre les données opérationnelles de chaque onduleur au système de surveillance central. Si une liaison fibre optique s'interrompt, le système de surveillance ne peut pas obtenir les données de l'onduleur, ce qui signifie que l'équipe d'exploitation de l'installation photovoltaïque ne peut pas savoir quel onduleur a un problème, quelle est la puissance de sortie ou si l'efficacité est normale.
Dans les centrales photovoltaïques, les liaisons de communication par fibre optique sont chargées de transmettre les données opérationnelles de chaque onduleur au système de surveillance central. Si une liaison fibre optique s'interrompt, le système de surveillance ne peut pas obtenir les données de l'onduleur, ce qui signifie que l'équipe d'exploitation de l'installation photovoltaïque ne peut pas savoir quel onduleur a un problème, quelle est la puissance de sortie ou si l'efficacité est normale. Pour une centrale photovoltaïque de 100 MW avec potentiellement des centaines d'onduleurs, si toutes les liaisons fibre optique s'interrompent, l'équipe d'exploitation doit dépanner onduleur par onduleur, ce qui coûte énormément.
Les liaisons par fibre optique des centrales photovoltaïques sont confrontées à des défis environnementaux uniques. Premièrement : température ambiante élevée : les centrales photovoltaïques sont généralement construites dans des zones ouvertes, avec des températures estivales au sol dépassant 60 °C, et la fibre accélère le vieillissement à des températures élevées. Deuxièmement : exposition aux UV – la couche tampon en polyester de la fibre se dégrade sous l’effet du rayonnement UV, provoquant une fragilisation de la fibre. Troisièmement : la mastication des animaux – les tranchées de câbles et les fibres aériennes dans les centrales photovoltaïques sont des cibles idéales pour les rongeurs. Quatrièmement : le vent et le sable — dans les centrales photovoltaïques du désert et de Gobi, le vent et le sable peuvent abraser la gaine extérieure de la fibre.
Par conséquent, les tests des fibres des installations photovoltaïques doivent être inclus dans le plan de maintenance régulier. Lors de l'acceptation d'une nouvelle installation, testez la puissance d'émission, la puissance de réception et la perte de liaison de chaque liaison fibre. Pendant le service, testez la puissance et la perte des liaisons critiques tous les trimestres. Après un défaut, utilisez d'abord la source de lumière rouge pour localiser la rupture, puis utilisez l'OPM pour vérifier la réparation.
La phase de mise en service du système photovoltaïque est une fenêtre critique pour les tests de fibre. À ce stade, toutes les liaisons fibre optique sont nouvelles et les données de test peuvent servir de « référence de santé » : les résultats des tests futurs peuvent être comparés à cette référence.
Le flux de travail de mise en service standard est le suivant. Première étape : préparation au pré-test. Confirmez que la longueur d'onde OPM correspond à la longueur d'onde du système (généralement 1 310 nm ou 1 550 nm) ; inspecter la propreté de l'extrémité de la fibre ; confirmez que le type d'adaptateur correspond à l'interface fibre. Deuxième étape : test côté transmission. Connectez l'OPM au côté transmission de la fibre (généralement la sortie d'un commutateur ou d'un module optique) et lisez la puissance de transmission. Troisième étape : test côté réception. Connectez l'OPM au côté réception de la fibre (généralement l'entrée d'un autre commutateur ou module optique) et lisez la puissance de réception. Quatrième étape : calcul de la perte de liaison. La puissance de réception moins la puissance de transmission équivaut à une perte de liaison. Cinquième étape : vérification du feu rouge. Passez en mode lumière rouge et inspectez le chemin de la fibre pour déceler toute rupture. Sixième étape : enregistrez toutes les données, archivées comme référence.
Lors de la mise en service, une étape souvent négligée consiste à tester toutes les fibres de rechange. Les répartiteurs de fibres dans les installations photovoltaïques disposent généralement de fibres de rechange : celles-ci peuvent ne pas être actives au départ, mais pourraient être nécessaires à l'avenir. Si une fibre de rechange s'avère cassée plus tard, les coûts de dépannage seront bien plus élevés que ceux de la tester maintenant.
Lors des tests sur le terrain des installations photovoltaïques, plusieurs points opérationnels peuvent améliorer considérablement l’efficacité et la précision. Premièrement : « nettoyer avant de tester ». La poussière à l’extrémité des fibres est la cause la plus fréquente de résultats de tests anormaux. Avant chaque test, inspectez l'extrémité avec une loupe ; s'il est sale, nettoyez-le avec un bâton de nettoyage pour fibres et de l'alcool anhydre. Cette étape simple évite un grand nombre d’erreurs de diagnostic.
Deuxièmement : « testez les deux fibres ». Dans une liaison fibre optique, il y a généralement deux fibres : une pour la transmission (Tx), une pour la réception (Rx). La perte de lien peut différer entre les deux. Tester un seul et tirer des conclusions peut passer à côté des problèmes liés à l'autre. La bonne approche consiste à tester les deux et à comparer la différence de perte. Si la différence dépasse 3 dB, une fibre peut présenter des problèmes de flexion, d'écrasement ou de terminaison.
Troisièmement : « enregistrer la température ambiante ». La perte de fibre dépend de la température : chaque changement de 10 °C peut modifier la perte de fibre d'environ 0,1 dB/km. Sans enregistrer la température ambiante pendant les tests, l'analyse ultérieure ne peut pas déterminer si les changements de perte reflètent le vieillissement des fibres ou une variation de température.
Quatrièmement : « marquer les liens anormaux ». Après les tests, marquez tous les liens dont la perte dépasse 1,5 fois la valeur de conception, photographiez les emplacements anormaux et suivez-les. Ne vous contentez pas de les noter sur papier : téléchargez des photos dans le système de gestion technique pour garantir que les données ne soient pas perdues.
Cinquièmement : « comparer périodiquement ». Après chaque test, comparez les données actuelles avec les données des tests précédents. Si la perte d'une liaison a augmenté de manière significative sur une courte période (supérieure à 3 dB), elle peut présenter une flexion, un écrasement ou un vieillissement des terminaisons, et un dépannage doit être organisé.
Sixièmement : « testez périodiquement les fibres de rechange ». Les fibres de rechange, même si elles ne sont pas actuellement actives, devraient néanmoins être testées tous les six mois pour garantir qu'elles sont prêtes en cas de besoin.
Le but ultime des tests de fibres est de guider les décisions opérationnelles. Les données de test n’ont aucune valeur tant qu’elles ne sont pas converties en actions opérationnelles. Par conséquent, boucler la boucle entre les données de test et les décisions opérationnelles est au cœur d’un système de maintenance de la fibre optique.
La maintenance de la fibre basée sur les données comprend trois couches. La première couche est celle des « alertes de seuil » : lorsque la perte d'une liaison dépasse un seuil prédéfini, le système alerte automatiquement l'équipe d'exploitation pour organiser le dépannage. La deuxième couche est « l'analyse des tendances » : elle compare les données historiques, identifie les liens avec des taux d'augmentation des pertes anormales et planifie la maintenance à l'avance. La troisième couche est la « maintenance prédictive » : en ajustant la courbe de perte en fonction du temps, prédisez la durée de vie restante de la liaison et planifiez son remplacement avant la panne.
Pour atteindre ces trois niveaux, une archive complète sur la santé des fibres est nécessaire. Les archives de chaque liaison comprennent : le numéro de liaison, les emplacements de début et de fin, le type de fibre, la longueur d'onde, la perte de conception, les données de test historiques (date, puissance d'émission, puissance de réception, perte de liaison, température ambiante), les enregistrements d'anomalies et les résultats de résolution. Utilisez un logiciel professionnel de gestion des tests de fibre pour gérer ces données : Excel convient aux petites échelles (des dizaines de liens), tandis que les logiciels de gestion professionnels conviennent aux plus grandes échelles (des centaines à des milliers de liens).
Pour les équipes d'ingénierie photovoltaïque, établissez des normes de test des fibres dès le début du projet — n'attendez pas la livraison du projet pour le faire. Les lignes de base sur la santé des fibres établies lors de la phase de mise en service du système servent de norme de référence pour les dix prochaines années d’exploitation. Sans référence, les données des tests futurs perdent leur signification comparative.
Pour les acheteurs, lors de la sélection d’un équipement de test de fibres, ne comparez pas uniquement le prix d’achat initial. Tenez également compte des coûts d'utilisation à long terme, notamment les frais de service d'étalonnage, les coûts de remplacement de l'adaptateur, la durée de vie et la longévité de la batterie, ainsi que la vitesse de réponse de l'assistance technique du fabricant. Un appareil 20 % moins cher mais doté d'adaptateurs facilement endommagés nécessitant des pièces étrangères peut coûter plus cher en possession totale.
Enfin, le but ultime des tests de fibre n’est pas de mesurer la perte de fibre, mais d’éviter une interruption de la fibre au mauvais moment. Pour y parvenir, les données de test doivent se traduire en actions opérationnelles, et les actions opérationnelles doivent avoir des propriétaires et des délais clairs. Ce n’est qu’à ce moment-là que les tests de fibres apportent réellement de la valeur. View the PV Test Instruments Collection
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