Pourquoi le renforcement est essentiel pour protéger les cadres solaires

Aucun investissement n’est totalement exempt de risques. Cependant, tout bon investisseur prend des mesures pour gérer et réduire les risques. Il en va de même pour les centrales solaires photovoltaïques, et avec la mise en service de sites toujours plus vastes, le niveau d’exposition des promoteurs ne cesse de croître.

Les conditions météorologiques extrêmes, ainsi que d’autres facteurs externes, peuvent engendrer des dommages considérables, et plus le site est grand, plus le risque est élevé.

Prenons l’exemple du parc solaire Mohammed bin Rashid Al Maktoum aux Émirats arabes unis : un investissement colossal de 13,6 milliards de dollars a été réalisé pour son développement. Avec un tel investissement, la protection des actifs contre les facteurs externes devient primordiale.

Un moyen simple et efficace de réduire le risque lié aux facteurs externes consiste à s’assurer de l’installation de systèmes de contreventement sur les structures des panneaux solaires.

Selon un rapport de GCube1, spécialiste de l’assurance dans le secteur des énergies renouvelables, les phénomènes météorologiques extrêmes sont à l’origine de la plupart des sinistres déclarés auprès des assureurs du secteur solaire. Si les intempéries sont inévitables dans certaines régions et de plus en plus fréquentes dans d’autres, les pertes catastrophiques ne doivent pas devenir la norme.

Aucun site n’est exempt de risques à 100 %, mais les entreprises d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction (EPC) et les promoteurs peuvent prendre des mesures pour les minimiser. Le contreventement structurel est une mesure clé permettant de réaliser d’importantes économies en prévenant ou en réduisant les dommages structurels.

Prévenir les contraintes dues aux forces extérieures

Le contreventement est une technique d’ingénierie éprouvée, couramment utilisée dans la construction de charpentes métalliques pour résister aux contraintes dues aux forces extérieures telles que le vent et l’activité sismique.

En appliquant des solutions de contreventement conçues pour améliorer la stabilité et la robustesse de vos installations solaires, vous pouvez éviter les dommages et les pertes fréquents sur les sites de centrales solaires.

Quelles sont les forces auxquelles vous êtes confrontés ?

Vent : des vents modérés aux tempêtes tropicales, toutes les centrales solaires sont exposées aux forces du vent, qui peuvent avoir un effet potentiellement dévastateur sur vos structures et panneaux photovoltaïques.

Sismicité : un grand nombre de centrales solaires sont situées dans des zones sismiques, ce qui peut causer des dommages importants à vos structures et panneaux. Pluie – Un sol saturé par des pluies fréquentes et abondantes peut engendrer de graves problèmes de fondation, provoquant le déplacement, l’affaissement ou le désalignement des pieux.

Chaleur – La chaleur extrême qui règne dans de nombreuses centrales solaires, notamment dans les déserts, peut entraîner la déformation et la torsion des structures, compromettant leur intégrité et endommageant les panneaux, coûteux.

Faune – Au fil du temps, les animaux sauvages peuvent déformer, tordre ou désaligner les structures ou les supports, affectant ainsi la structure et les panneaux.

Neige – Dans les régions froides, le poids de la neige abondante peut impacter les structures, tandis que les températures extrêmes peuvent également provoquer des déformations et des dommages.

Conséquences financières

Les dommages causés par ces facteurs externes peuvent engendrer des problèmes importants pour les centrales solaires, tant en termes de réparations et de remplacements que d’arrêts de production.

Même de légers mouvements de la structure peuvent provoquer des microfissures dans les panneaux, entraînant des pertes de puissance allant jusqu’à 33 %.

Bien que des études empiriques montrent que la perte de puissance typique se situe entre 0 % et 2,5 %, même cette valeur est suffisamment importante pour annuler les bénéfices ou allonger considérablement le délai d’amortissement d’une centrale solaire.

De nombreux sites utilisent des systèmes de suivi solaire qui s’inclinent pour suivre la course du soleil. Ces systèmes sont également vulnérables aux forces extérieures, qu’il s’agisse de dommages ou de coupures de courant empêchant la structure de suivre la course du soleil. Dans les deux cas, le rendement sera impacté, ce qui réduira encore les bénéfices.

Dans les zones à haut risque, les coûts d’assurance peuvent également être nettement plus élevés. Certains assureurs proposent des solutions pour atténuer cette augmentation en prenant des mesures préventives, telles que le contreventement.

Comment le contreventement peut aider

Le contreventement est couramment utilisé dans la construction de structures métalliques pour résister aux forces extérieures. Le contreventement par simple tension est efficace car il exploite la haute résistance à la traction des profilés d’acier minces ou des câbles métalliques. En transformant les forces latérales en une force de traction, les moments de flexion dans les éléments de la structure sont réduits.

Le contreventement est également efficace pour réduire le déplacement latéral de la membrure supérieure en la retenant contre ses points d’ancrage. Un déplacement latéral excessif peut engendrer une augmentation des contraintes dans les modules solaires, provoquant la formation de microfissures susceptibles d’affecter négativement leurs performances et d’entraîner leur défaillance.

En l’absence de contreventement, la structure résiste aux forces latérales par une combinaison de déformation des éléments verticaux et d’effet de diaphragme au niveau des modules. Ceci crée des contraintes internes dans le plan du module solaire, provoquant la formation de microfissures.

Les figures 1 et 2 illustrent la réaction des structures contreventées et non contreventées aux forces latérales.