Marché de la communication photovoltaïque

Aperçu du marché

La taille du marché mondial du photovoltaïque de communication est estimée à un TCAC de 5,7 % au cours de la période de prévision.

Les cellules solaires, également appelées cellules photovoltaïques, convertissent directement la lumière du soleil en électricité. La communication photovoltaïque (CPV) est une technologie qui concentre la lumière du soleil sur de minuscules cellules solaires à haut rendement à l'aide de dispositifs électroluminescents. Les systèmes photovoltaïques de communication utilisent généralement des lentilles ou des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur de petites zones de cellules solaires, généralement composées d'arséniure de gallium ou de silicium-germanium. Les systèmes photovoltaïques de communication sont destinés à augmenter la quantité d'électricité qui peut être produite à partir d'une quantité donnée de lumière solaire. L'intégration de capteurs, d'émetteurs et de récepteurs dans le système rend possible la communication des panneaux solaires. Ce travail conçoit une architecture de réseau de communication pour la surveillance à distance de grandes installations d'énergie photovoltaïque.

En concentrant la lumière du soleil sur une zone limitée de cellules solaires, les systèmes CPV peuvent atteindre des rendements bien supérieurs à ceux des systèmes solaires photovoltaïques (PV) classiques, qui absorbent la lumière du soleil sur une plus grande surface à l'aide de panneaux plats. Le principal avantage des systèmes CPV est qu'ils peuvent être combinés à des systèmes de suivi pour suivre la trajectoire du soleil dans le ciel, augmentant ainsi l'efficacité. Dans les régions où la lumière directe du soleil est abondante, comme les déserts, les systèmes CPV peuvent produire une quantité importante d'électricité. La surveillance et le contrôle en temps réel des grandes centrales photovoltaïques nécessitent des communications bidirectionnelles fiables à faible latence pour fournir des paramètres électriques et environnementaux précis et permettre à l'opérateur du système d'évaluer les performances et d'identifier les conditions anormales et les défauts.

Dynamique du marché

Facteurs moteurs du marché

• Demande croissante d'énergie propre

La croissance du marché des panneaux photovoltaïques de communication est tirée par la demande croissante de sources d'énergie renouvelables. Alors que de nombreux pays et organisations cherchent à réduire leur empreinte carbone, la technologie CPV devient attrayante pour la production d'électricité solaire. La croissance démographique est l'une des principales causes de l'augmentation de la quantité d'énergie que nous consommons. Alors que la population mondiale et les taux de consommation d'énergie augmentent, il est nécessaire d'augmenter l'approvisionnement en eau, en nourriture et en énergie pour répondre durablement aux besoins de tous.

Restrictions du marché

• Coût élevé associé au système de communication

Le réseau de communication d'un système électrique joue un rôle crucial pour assurer un approvisionnement stable en électricité en transmettant des informations. Ces informations sont utilisées pour réguler la production des centrales électriques et empêcher la propagation des pannes de courant lorsqu'elles se produisent. Les onduleurs sont généralement le composant le plus cher des installations d'énergie solaire par rapport aux panneaux solaires.

L'intégration d'un système de communication dans un système photovoltaïque augmente le prix global des panneaux. L'augmentation des coûts de communication des systèmes photovoltaïques nécessite l'utilisation de capteurs, contrôleurs, enregistreurs de données et autres dispositifs de transmission et d'analyse de données spécialisés. De plus, leurs frais d'entretien et de réparation augmenteront.

Opportunités de marché

• Progrès technologiques

Les progrès constants de la technologie photovoltaïque de communication créent des opportunités d'augmentation de la productivité et de la rentabilité. Par exemple, de nouveaux modèles de systèmes photovoltaïques de communication sont créés pour réduire la taille et le poids de leurs composants tout en augmentant la quantité de lumière solaire pouvant être captée.

Les onduleurs convertissent le courant continu (CC) généré par les modules photovoltaïques solaires en courant alternatif (CA) pour la transmission locale. Les onduleurs avancés permettent une communication bidirectionnelle entre l'onduleur et le fournisseur d'électricité. Cela peut aider à équilibrer l'offre et la demande, soit automatiquement, soit à distance avec les opérateurs de services publics. Cette connaissance (et ce contrôle potentiel) de l'offre et de la demande permet aux services publics de réduire les coûts, de maintenir la stabilité du réseau et de réduire la probabilité de coupures de courant.

Périmètre du marché

Analyse segmentaire

Segment par type

• Système de production d'énergie photovoltaïque hors réseau

Communication hors réseau Les systèmes photovoltaïques étaient initialement utilisés dans les villages isolés, les zones agricoles, les îles maritimes et d'autres endroits reculés pour produire de l'électricité pour les besoins quotidiens fondamentaux tels que l'éclairage, la télévision et la radio. Un système photovoltaïque qui n'est pas connecté au réseau électrique est un système hors réseau. Cela signifie que toute l'énergie produite est stockée et utilisée localement.

Les systèmes photovoltaïques hors réseau s'appuient principalement sur l'énergie stockée dans un parc de batteries. L'onduleur hors réseau est spécialement conçu pour les systèmes d'alimentation hors réseau à haut rendement. Il extrait l'énergie de la batterie pour convertir le courant continu en courant alternatif. Un système photovoltaïque hors réseau correctement conçu produira suffisamment d'électricité pour répondre aux besoins d'une maison tout au long de l'année, même en plein hiver, lorsque les journées sont courtes et qu'il y a beaucoup moins de soleil.

• Système de production d'énergie hybride

Un système électrique hybride est un système qui utilise un point de connexion unique pour produire de l'électricité à partir de deux ou plusieurs sources, généralement renouvelables. L'énergie convertie ne peut jamais dépasser ce seuil, même si l'addition des puissances des modules de production hybrides est supérieure à la capacité de restitution.

Dans les centrales électriques hybrides, l'utilisation d'une deuxième génération ou d'une méthode de stockage, comme un groupe électrogène diesel, une pile à combustible ou un système de stockage sur batterie, est fréquemment utilisée pour équilibrer la composante énergie renouvelable (comme les panneaux solaires). Les coûts, les implications environnementales et les perturbations peuvent tous être minimisés avec les systèmes énergétiques hybrides, car ils s'appuient sur l'infrastructure énergétique existante.

Segmenter par application

• Station de base de communication

Une station de communication est une station de transmission et de réception composée d'une ou plusieurs antennes de réception/émission, d'une antenne parabolique à micro-ondes et de circuits électroniques utilisés pour gérer le trafic cellulaire. Une station de base fonctionne comme le centre de communication central pour les appareils sans fil. Elle connecte ensuite l'appareil à d'autres réseaux ou appareils, généralement via des connexions filaires ou à fibre optique dédiées à large bande passante.

Cette interaction se produit entre l'installation photovoltaïque et la station de base. Les fonctions exécutées ici sont l'échange de données, le contrôle et la surveillance. Les installations photovoltaïques envoient des données à la station de base via des composants photovoltaïques de communication. Sur la station de base, les données sont collectées, traitées et stockées.

• Tour de communication

La tour de communication désigne une structure destinée à supporter des antennes de télécommunication et de radiodiffusion, qui peuvent inclure des signaux de télévision, de téléphonie mobile, d'Internet sans fil ou de radio. Les tours de téléphonie mobile, également appelées sites cellulaires, abritent des équipements de communication électrique et des antennes, permettant aux résidents à proximité d'utiliser des téléphones et des radios sans fil. Les systèmes photovoltaïques de communication transmettent leurs données à la tour de communication, ce qui facilite l'échange d'informations et le contrôle du système. Ce système échange des données avec les appareils qui y sont connectés.

• Centre de données

Un centre de données est une installation visible que les entreprises utilisent pour stocker leurs applications et données essentielles. L'architecture d'un centre de données repose sur un réseau de ressources informatiques et de stockage qui facilitent la fourniture d'applications et de données partagées. Un centre de données est une installation qui héberge l'infrastructure informatique d'une organisation pour stocker, traiter et partager des informations et des logiciels.

La collecte, l'analyse et le contrôle des données des composants et des appareils du réseau intelligent dépendent du système photovoltaïque de communication. Des milliers de compteurs intelligents et de gadgets contrôlés sont intégrés au réseau intelligent. Ainsi, l'infrastructure de communication doit envoyer des quantités massives de données en continu et de manière bidirectionnelle. Ces données sont d'abord stockées dans le centre de données, puis analysées.

Analyse régionale

Amérique du Nord

Le marché le plus important pour la technologie photovoltaïque de communication est celui des États-Unis. Cette technologie a fait l'objet d'investissements majeurs aux États-Unis et plusieurs centrales photovoltaïques commerciales de communication sont actuellement en exploitation dans des endroits comme la Californie, le Texas et d'autres. Dans les années à venir, le marché canadien de la technologie photovoltaïque de communication connaîtra également une croissance.

Europe

L'Europe devrait connaître une expansion grâce aux initiatives des gouvernements de la région visant à promouvoir la production d'énergie renouvelable. En outre, la demande croissante d'efficacité énergétique dans l'approvisionnement en électricité devrait stimuler la croissance du marché du photovoltaïque de communication. L'investissement croissant dans l'automatisation de la distribution et la complexité croissante de l'infrastructure de distribution d'électricité devraient stimuler le marché du photovoltaïque de communication.

Asie-Pacifique

En raison de l'utilisation généralisée de ces technologies et de la concentration intense sur l'expansion des énergies renouvelables, l'Asie-Pacifique occupe actuellement une position de leader industriel de premier plan pour le marché du photovoltaïque de communication. Des pays comme la Chine, l'Inde, le Japon, l'Australie et la Corée du Sud contribuent de manière significative à la croissance globale du marché de la région. L'expansion des plans de développement des villes intelligentes dans la région devrait également avoir un impact positif sur la croissance du marché régional.

Acteurs clés

1. Groupe Waaree (Inde)
2. Canadian Solar Inc. (Canada)
3. Abengoa (Espagne)
4. BrightSource Energy, Inc. (États-Unis)
5. Tata Power Solar Systems Ltd. (Inde)
6. First Solar (États-Unis)
7. eSolar Inc. (États-Unis)
8. SunPower Corporation (États-Unis)
9. Trina Solar (Chine)
10. Yingli Solar (Chine)
11. Jinko Solar (Chine)
12. Technologie TD

Développements récents

15 septembre 2021 – Une nouvelle solution d’Array STI Norland, l’un des cinq principaux fournisseurs de trackers solaires, optimise la production d’électricité dans les installations de trackers solaires. Cette nouvelle technologie, STI Control, contrôle et surveille les installations solaires équipées de trackers Array STI Norland. STI Control dispose de trois composants en réseau et d’une méthode intelligente qui favorise la communication du système. Le System Network Controller, le cœur de la centrale solaire, communique sans fil avec tous les autres éléments du système et peut gérer jusqu’à 200 trackers solaires.