....Pour une utilisation durable du photovoltaïque

À 1200 mètres d'altitude, Mont-Soleil ouvre une nouvelle fois de nouvelles voies pour la promotion qualitative du photovoltaïque.

Il s'agit de poursuivre le travail de recherche, de développement et d'information reconnu au niveau international, tel qu'il est mené depuis 1988 dans le Jura bernois, notamment en matière de rendement, de longévité, de stockage et d'intégration au réseau, ainsi qu'avec des projets de démonstration connus (notamment le catamaran solaire, la centrale solaire du Jungfraujoch et la collaboration à l'avion solaire de Bertrand Piccard).

Durée de vie et production

La centrale solaire de Mont-Soleil (SMS) est l'une des très rares grandes installations PV de plus de 30 ans encore en service dans le monde. L'objectif principal est la Recherche et le Développement (R&D) et en particulier la recherche sur la durée de vie menée depuis 1993 avec la BFH de Berthoud. Jusqu'à présent, la dégradation était très faible (0,13% par an). Des signes sur les modules (petits défauts croissants sur les modules) et des expériences internationales laissent cependant penser que la dégradation augmentera progressivement au cours des prochaines années, qu'une durée de vie de 40 ans n'est guère réaliste, ou alors seulement dans des proportions limitées, et que la production de la centrale va donc diminuer de plus en plus dans les années à venir pour des raisons techniques.

Scénarios d’avenir

Compte tenu de sa durée de vie limitée dans le temps, la SMS se penche depuis quelques années sur les scénarios d'avenir possibles. Le démantèlement et le remplacement des modules (repowering classique) sont envisageables. Compte tenu de l'objectif principal de la R&D de la SMS, ces variantes ne sont pas attrayantes. Ils entraînent des coûts importants sans contribuer à la R&D en s'appuyant sur les 30 années de travail de Mont-Soleil, ce qui serait une occasion manquée.

Sur la base de l'évaluation du marché international du PV, l’examen de la faisabilité d'une installation PV de référence (benchmark) avec augmentation simultanée de la production à Mont-Soleil a été lancée en collaboration avec les partenaires de la SMS de longue date que sont la BFH de Berthoud et l'EPF de Lausanne/Neuchâtel. Dans le cadre d'un workshop de la «PhD Summer School Mont-Soleil» en août 2022, l'idée a été étudiée et testée en détail avec plus de vingt doctorants en énergie venus du monde entier. Ce test et divers retours d'information de chercheurs suisses et internationaux montrent que la réalisation d'une installation de benchmark neutre et objective pourrait offrir à Mont-Soleil un avenir extrêmement attrayant et un rayonnement international.

Concept de base

Une évaluation du marché PV réalisée en 2020/21 montre qu'il manque dans le monde entier des comparaisons scientifiques neutres de produits qui évaluent de manière juste et objective la qualité, la performance et la longévité des modules concernés selon des critères objectifs à l'attention des acteurs du marché/des maîtres d'ouvrage, des autorités et des producteurs intéressés. Les intéressés doivent aujourd'hui se contenter d'informations sur les produits fournies par les fabricants, dont la pertinence est des fois limitée.

Le concept de base prévoit, au cours des prochaines années (voire décennies), de remplacer à Mont-Soleil, de manière échelonnée dans le temps, les cellules photovoltaïques existantes qui ne sont plus performantes par de nouveaux modules nettement plus performants et pertinents au niveau mondial, de les tester par la BFH de Berthoud en collaboration avec la SUPSI de Mendrisio et l'EPFL de Lausanne/Neuchâtel selon des critères reconnus au niveau international, de les comparer en exploitation à long terme avec les données à long terme saisies depuis 1990 pour les modules existants.

..Zur nachhaltigen Fotovoltaik-Nutzung

Auf dem 1'200 Meter hohen Mont-Soleil werden ein weiteres Mal neue Wege zur qualitativen Förderung der Fotovoltaik beschritten.

Damit wird die international anerkannte Arbeit zu Forschung, Entwicklung und Information fortgesetzt, wie sie seit 1988 im Berner Jura geleistet wird, so insbesondere zu Wirkungsgraden, Langlebigkeit, Speicherung und Netzintegration sowie mit bekannten Demonstrationsobjekten (vorab Solarkatamaran, Sonnenkraftwerk auf Jungfraujoch und Mitarbeit am Solarflugzeug von Bertrand Piccard).

Lebensdauer begrenzt – Produktion tendenziell abnehmend

Das Sonnenkraftwerk Mont-Soleil (PVA MS) ist eine der ganz wenigen weltweit noch funktionierenden über 30 jährigen PV-Grossanlagen. Hauptziel der PVA MS ist die Forschung und Entwicklung (F&E) und besonders die seit 1993 mit der Berner Fachhochschule BFH, Burgdorf betriebene Lebensdauerforschung. Die Degradation war bisher mit 0,13 Prozent pro Jahr sehr gering. Anzeichen an den Modulen (zunehmende kleine Defekte an den Modulen) und internationale Erfahrungen lassen darauf schliessen, dass die Degradation in den nächsten Jahren sukzessive zunehmen wird, dass eine Lebensdauer von 40 Jahren wohl nur in begrenzten Teilen realistisch ist und dass die Produktion der PVA MS deshalb in den kommenden Jahren technisch bedingt zurückgehen wird.

Zukunftsszenarien – internationale Ausstrahlung und Produktionssteigerung

Angesichts der zeitlich begrenzten Lebensdauer befasst sich die Société Mont-Soleil SMS seit einigen Jahren mit möglichen Zukunftsszenarien. Denkbar sind der Abbau und der Modul-Ersatz der PVA MS (klassisches Repowering). Mit Blick auf das SMS-Hauptziel der F&E sind diese Varianten wenig attraktiv. Sie sind mit erheblichen Kosten verbunden ohne aufbauend auf der 30-jährigen Mont-Soleil-Erfahrung zur F&E beizutragen, was einer verpassten Chance gleichkäme.

Gestützt auf die Evaluation des internationalen PV-Marktes ist in Zusammenarbeit mit den langjährigen SMS-Partnern BFH Burgdorf und EPF Lausanne/Neuchâtel die Projektidee aufgekommen, die Machbarkeit einer PV-Benchmarkanlage mit gleichzeitiger Produktionssteigerung auf dem Mont-Soleil zu prüfen. Im Rahmen eines Workshops der internationalen ‘PhD Summer School Mont-Soleil’ wurde im August 2022 die Idee mit über 20 Energie-Doktoranden aus aller Welt einlässlich studiert und getestet. Dieser Test und diverse Rückmeldungen schweizerischer und internationaler Forscher lassen darauf schliessen, dass die Realisierung einer neutralen wissenschaftlichen Benchmarkanlage eine vielversprechende Zukunft mit internationaler Ausstrahlung für den Mont-Soleil bringen könnte.

Grundkonzept – Qualität, Langlebigkeit und Transparenz

Eine 2020/21 durchgeführte Beurteilung des PV-Marktes zeigt, dass weltweit neutrale wissenschaftliche Produkte-Vergleiche fehlen, die Qualität, Performance, Energieertrag, Wirtschaftlichkeit, Ökologie und Langlebigkeit der relevanten Module nach sachlichen Kriterien zuhanden von Forschung und Entwicklung sowie der interessierten Marktteilnehmer/Bauherrschaften, Behörden und Produzenten fair und objektiv beurteilen. Interessierte müssen sich heute mit Produktinformationen der Hersteller von mitunter begrenzter Aussagekraft begnügen.

Das Grundkonzept sieht vor, auf dem Mont-Soleil zeitlich gestaffelt bestehende, nicht mehr ertragsstarke PV-Zellen durch wesentlich leistungsstärkere, weltweit relevante neue Module zu ersetzen, durch BFH Burgdorf in Zusammenarbeit mit SUPSI Mendrisio und EPFL Lausanne/Neuchâtel nach international anerkannten Kriterien labormässig zu testen, auf dem Mont-Soleil im Langzeitbetrieb im Vergleich mit den seit 1990 erfassten Langzeitdaten der bestehenden PV-Grossanlage zu erproben.

..Promoting the sustainable use of photovoltaics

At an altitude of 1200 metres, Mont-Soleil is once again opening up new avenues for the qualitative promotion of photovoltaics.

The aim is to continue the internationally recognised research, development and information work that has been carried out in the Bernese Jura since 1988, particularly in terms of efficiency, longevity, storage and grid integration, as well as with well-known demonstration projects (including the solar catamaran, the Jungfraujoch solar power plant and the collaboration on Bertrand Piccard's solar aircraft).

Lifespan and production

The Mont-Soleil solar power plant (SMS) is one of the very few large PV installations over 30 years old still in operation in the world. The main focus is on Research and Development (R&D), and in particular the life cycle research conducted since 1993 with the BFH in Burgdorf. Until now, degradation has been very low (0.13% per year). However, signs on the modules (small and growing defects on the modules) and international experience suggest that degradation will gradually increase over the next few years, that a service life of 40 years is unrealistic, or only to a limited extent, and that the plant's output will therefore decline increasingly over the next few years for technical reasons.

Scenarios for the future

Given its limited lifespan, SMS has been looking at possible future scenarios for some years now. Dismantling and module replacement (traditional repowering) are possible options. Given the main objective of SMS R&D, these variants are not attractive. They entail significant costs without contributing to R&D by building on the 30 years of work of Mont-Soleil, which would be a missed opportunity.

Based on the assessment of the international PV market, the examination of the feasibility of a benchmark PV plant with a simultaneous increase in production at Mont-Soleil was launched in collaboration with the long-standing SMS partners BFH Burgdorf and EPF Lausanne/Neuchâtel. During a workshop at the Mont-Soleil PhD Summer School in August 2022, the idea was studied and tested in detail with more than twenty energy PhD students from all over the world. This test and various feedbacks from Swiss and international researchers show that the creation of a neutral and objective benchmark facility could offer Mont-Soleil an extremely attractive future and an international reputation.

Basic concept

An assessment of the PV market carried out in 2020/21 shows that there is a worldwide lack of scientifically neutral product comparisons that fairly and objectively assess the quality, performance and longevity of the modules concerned according to objective criteria for the benefit of interested market players/builders, authorities and manufacturers. Today, interested parties have to make do with product information provided by manufacturers, which is sometimes of limited relevance.

Over the next few years (or even decades), the basic concept envisages replacing the existing, inefficient photovoltaic cells at Mont-Soleil with new, significantly more efficient modules that are relevant worldwide. These will be tested by the BFH in Burgdorf in collaboration with the SUPSI in Mendrisio and the EPFL in Lausanne/Neuchâtel according to internationally recognised criteria, and compared in long-term operation with the long-term data recorded since 1990 for the existing modules. ....