LuSim repose sur une approche de modélisation 3D basée sur le GPU qui représente les systèmes photovoltaïques et leur environnement de manière explicite dans l'espace. Le terrain, les structures, les modules et les éléments environnants sont modélisés directement plutôt qu'approximativement par le biais d'hypothèses géométriques simplifiées.
Cette approche permet une évaluation résolue dans l'espace et dans le temps de l'irradiation, de l'ombrage et du rendement énergétique. Elle constitue la base physique commune à tous les services LuSim, assurant la cohérence entre les études tout en permettant d'adapter les détails de la modélisation aux objectifs de chaque projet.
LuSim permet une optimisation multiparamétrique grâce à des simulations par lots qui évaluent des familles de configurations dans des hypothèses physiques et des conditions limites identiques.
Plusieurs paramètres peuvent être modifiés simultanément, soit par des grilles structurées, soit par des scénarios ciblés, soit par des combinaisons exploratoires. Chaque configuration est simulée en utilisant la même représentation 3D de la géométrie, de l'ombrage, de l'échange d'irradiation et des pertes du système, ce qui garantit que les différences de résultats sont imputables à des choix de conception plutôt qu'à des incohérences de modélisation.
Cette approche permet d'explorer efficacement de vastes espaces de conception tout en maintenant une cohérence physique entre les simulations.
La cohérence entre tous les scénarios évalués est une condition essentielle pour une optimisation pertinente. Dans LuSim, chaque configuration au sein d'une simulation par lots repose sur la même approche de modélisation sous-jacente pour l'irradiation, l'ombrage et le rendement énergétique photovoltaïque.
L'ombrage de l'irradiation directe est évalué par la visibilité géométrique, tandis que les composantes diffuses et réfléchies sont traitées à l'aide de facteurs de vue 3D à haute résolution spatiale. Les performances électriques et les pertes sont calculées à l'aide de modèles photovoltaïques validés et appliqués de manière cohérente à tous les scénarios.
Cela garantit que les comparaisons techniques et économiques entre les configurations restent physiquement significatives, même lorsque plusieurs paramètres varient simultanément.
L'optimisation multiparamétrique dans LuSim ne se limite pas à la maximisation de la production annuelle d'énergie. Les indicateurs de performance financière peuvent être explicitement intégrés en tant qu'objectifs d'optimisation.
Des indicateurs clés tels que le coût nivelé de l'énergie, le taux de rendement interne et la valeur actuelle nette peuvent être calculés pour chaque configuration simulée sur la base des résultats du rendement énergétique, des hypothèses de coûts et des paramètres financiers.
Cela permet aux exercices d'optimisation de viser la rentabilité plutôt que la seule production d'énergie. Dans de nombreux cas, la configuration qui maximise la production annuelle n'est pas celle qui maximise la valeur économique. LuSim rend ces compromis explicites en reliant les résultats de la simulation technique à l'évaluation financière.
LuSim soutient les études d'optimisation qui prennent en compte les signaux temporels des prix de l'électricité plutôt que de s'appuyer uniquement sur les totaux annuels d'énergie.
En combinant des profils de production photovoltaïque résolus dans le temps avec les prix du marché spot ou d'autres structures de prix, les simulations peuvent être utilisées pour évaluer les revenus plutôt que l'énergie seule. Il est ainsi possible d'étudier des choix de conception qui favorisent la production pendant les périodes de prix élevés, même s'ils réduisent le rendement annuel total.
Ces analyses sont particulièrement pertinentes sur les marchés caractérisés par une forte volatilité des prix ou par une pénétration croissante des énergies renouvelables variables, où le calendrier de production a un impact direct sur la rentabilité.
L'optimisation multiparamétrique ne se limite pas à l'identification d'une configuration optimale unique. Dans la pratique, il est souvent plus important de comprendre les sensibilités et les compromis entre des objectifs concurrents.
LuSim permet d'identifier les paramètres qui ont la plus forte influence sur le rendement énergétique, les performances financières, l'exposition au risque ou la résistance à l'incertitude. Il permet également d'analyser les compromis, par exemple entre les dépenses d'investissement et la flexibilité opérationnelle, la maximisation de l'énergie et la maximisation des revenus, ou la complexité du système et le rendement financier.
Ces informations permettent de prendre des décisions éclairées en matière de conception, en particulier dans les projets où les contraintes sont dictées par des considérations réglementaires, financières ou spécifiques au site.
L'optimisation multiparamétrique peut également inclure les systèmes de stockage d'énergie par batterie et leurs stratégies opérationnelles.
LuSim peut être utilisé pour évaluer différentes combinaisons de systèmes photovoltaïques et de capacités de stockage, ainsi que des stratégies d'exploitation alternatives telles que la maximisation de l'autoconsommation, l'écrêtement des pointes, l'arbitrage des prix ou le soutien au réseau.
En simulant la production photovoltaïque, le comportement du stockage et les prix de l'électricité, les exercices d'optimisation permettent d'évaluer l'influence du stockage sur les flux d'énergie, les revenus et les indicateurs de performance financière.
Cela permet d'aborder les questions de conception liées au dimensionnement du stockage, à la stratégie de contrôle et à la valeur économique dans le même cadre de modélisation que l'optimisation du système photovoltaïque.
L'optimisation multiparamétrique constitue la base d'une évaluation solide de l'incertitude. En explorant des plages plausibles de paramètres de conception, de stratégies d'exploitation et d'hypothèses de prix, LuSim aide à quantifier la façon dont la variabilité des intrants se propage aux résultats énergétiques et financiers.
Les résultats des simulations par lots peuvent être utilisés directement pour soutenir l'analyse des probabilités de dépassement, où les distributions d'indicateurs tels que le rendement énergétique, les revenus ou les indicateurs financiers clés sont dérivées de scénarios physiquement et économiquement significatifs.
Cela garantit que les mesures de dépassement reflètent la variabilité réelle de la conception et du marché plutôt que des hypothèses statistiques abstraites.
Plutôt que de prescrire une solution optimale unique, l'optimisation multiparamétrique avec LuSim favorise une prise de décision structurée. Elle fournit un aperçu quantitatif de la manière dont la conception technique, la stratégie opérationnelle et les conditions du marché interagissent pour influencer les performances et la rentabilité.
Ce service est particulièrement adapté aux premières étapes de la conception, aux études de faisabilité et aux évaluations comparatives, où il est plus utile de comprendre l'espace de conception et de décision que de converger prématurément vers une configuration unique.
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