Comment mesure-t-on la salissure ?

Mesure de l'encrassement dans les centrales photovoltaïques : principes, méthodes et importance 

Qu'est-ce que le photovoltaïque ?  

Le photovoltaïque (PV) est une technologie qui convertit directement l'énergie solaire en électricité grâce à l'effet photovoltaïque. Un système photovoltaïque classique se compose de panneaux solaires, d'onduleurs, de structures de montage et de systèmes de surveillance. Les matériaux semi-conducteurs, à base de silicium ou autres, des panneaux solaires absorbent la lumière du soleil, générant du courant continu (CC), lequel est converti en courant alternatif (CA) par l'onduleur, pour être utilisé dans les habitations, les industries ou les réseaux électriques. 

La technologie photovoltaïque est un élément essentiel des énergies renouvelables, largement utilisée sur les toits résidentiels, les bâtiments commerciaux et les grandes centrales électriques au sol. Ses avantages incluent l'absence d'émissions, la durabilité et de faibles coûts d'exploitation, mais son efficacité énergétique peut être fortement affectée par des facteurs environnementaux tels que l'encrassement.

Pourquoi tester l’encrassement des centrales photovoltaïques ?  

L'encrassement désigne le dépôt de polluants tels que la poussière, le sable, le pollen et les fientes d'oiseaux à la surface des panneaux solaires, affectant leur capacité à absorber la lumière solaire. Les raisons pour lesquelles il est nécessaire de tester l'encrassement sont les suivantes : 

1. Perte de production d’énergie : l’encrassement peut entraîner une perte d’énergie de 5 à 30 %, et dans les zones arides ou très polluées, cette perte peut être encore plus élevée.

2. Optimisation de la fréquence de nettoyage : en surveillant le degré d'accumulation de saleté, un programme de nettoyage scientifiquement fondé peut être établi pour éviter des coûts de nettoyage inutiles.

3. Réduction des coûts d’exploitation et de maintenance : cela permet de réduire les coûts d’eau, d’électricité et de main-d’œuvre, tout en évitant les dommages à long terme causés à l’équipement par la saleté accumulée.

4. Prise de décision basée sur les données : fournit des données en temps réel pour aider les gestionnaires de centrales électriques à formuler des stratégies de maintenance scientifiques.

5. Analyse environnementale régionale : les caractéristiques de salissure varient selon les régions et les tests aident à créer des plans d’entretien adaptatifs. 

Sur le marché hautement concurrentiel du photovoltaïque, une surveillance précise de la pollution est essentielle pour garantir la rentabilité d’une centrale électrique.

Comment mesurer la salissure ? Outils et méthodes courants 

1. Principes de mesure de la salissure  

Le taux d'encrassement (TR) représente le pourcentage de propreté de la surface du panneau solaire (50 % à 100 %), reflétant la relation entre la transmittance et le rendement de production d'énergie. Par exemple, un TR de 80 % entraîne une perte potentielle de production d'énergie de 20 %. 

2. Outils courants pour mesurer la salissure   

2.1. Capteurs de surveillance de l'encrassement ( capteur d'encrassement )  

   - Principe : Utilise des photodiodes infrarouges optiques pour émettre de la lumière et détecter l'intensité réfléchie, analysant la propreté de la surface.  

   - Caractéristiques:  

     - Alimentation : DC 12V, consommation électrique d'environ 1W  

     - Sortie : signal RS485, prend en charge le protocole MODBUS, intégration facile dans les systèmes de gestion  

     - Précision : ±1 % (90 %-100 %), ±3 % (80 %-90 %), ±5 % (50 %-80 %)  

     - Fonction optionnelle : Mesure de la température (-50℃ à +100℃, précision ±0,5℃)  

   - Avantages : Sans entretien, installation facile, adapté aux parcs photovoltaïques neufs ou existants   

2.2. Appareils de mesure de la salissure portables  

   - Utilisation : Pour des tests temporaires ou d'échantillons, adaptés aux petites centrales électriques ou aux inspections sur site  

   - Méthode : Mesure la transmittance de surface optiquement ou électriquement, nécessite un enregistrement manuel des données   

2.3. Drones et systèmes d'imagerie  

   - Application : Equipé de caméras haute résolution ou de capteurs infrarouges pour scanner de grands panneaux photovoltaïques et identifier les zones polluées  

   - Scénarios applicables : centrales électriques à grande échelle, mais coûteuses et nécessitant une exploitation professionnelle   

3. Principales méthodes de test de salissure 

3.1. Méthode du module de référence  

   - Principe : Utilise deux modules photovoltaïques identiques, l'un maintenu propre (module de référence) et l'autre accumulant naturellement de la poussière (module de test)  

   - Mesure : Comparez la puissance ou le courant de sortie pour calculer le taux de salissure  

   - Avantages : Reflète l'impact de la pollution dans des conditions naturelles, faible coût, résultats intuitifs

3.2. Méthode optique/d'imagerie  

   - Principe : Utilise des dispositifs de diffusion laser, des caméras ou des technologies de traitement d'images pour analyser les niveaux de pollution de surface  

   - Scénarios applicables : environnements de laboratoire ou surveillance de haute précision

3.3. Méthode du capteur de transmittance  

   - Principe : Installé au dessus du module pour surveiller en temps réel l'atténuation de la lumière solaire à travers la couche de pollution  

   - Avantages : Possibilité de surveillance en ligne pendant des périodes prolongées, adapté aux opérations automatisées   

3.4. Station de mesure de salissure / Capteur de mesure de salissure  

   - Composants : Module de référence intégré, irradiancemètre, thermomètre, module de collecte de courant/tension, etc.  

   - Connexion : Connecté au système SCADA pour la collecte automatisée de données et d'alertes  

4. Analyse et application des données 

En fonction du taux de salissure (SR), des seuils d'entretien peuvent être définis :  

- SR ≥ 95% : Aucun nettoyage nécessaire  

- SR 85%～95% : Le nettoyage peut être envisagé sur la base d'une analyse coûts-avantages  

- SR < 85% : Un nettoyage immédiat est recommandé  

En analysant les données, les gestionnaires peuvent optimiser le plan de nettoyage, en équilibrant les revenus de production d’électricité avec les coûts de maintenance.

Conclusion 

La technologie photovoltaïque est un pilier de l'énergie propre, mais la pollution à la surface des panneaux solaires peut réduire considérablement l'efficacité de la production d'électricité. Grâce à la surveillance de la pollution, les centrales photovoltaïques peuvent améliorer leur efficacité opérationnelle et générer des bénéfices économiques. 

Actuellement, les principales méthodes de mesure de la pollution comprennent :  

- Méthode du module de référence (faible coût, résultats intuitifs)  

- Méthode de capteur optique (haute précision, automatisée)  

- Télédétection par drone (adaptée aux centrales électriques à grande échelle) 

Grâce aux progrès technologiques, des solutions de surveillance de la pollution plus intelligentes sont promues. Pour les gestionnaires de centrales photovoltaïques, investir dans des systèmes de surveillance de la pollution constitue non seulement une mise à niveau technologique, mais aussi une étape cruciale vers une exploitation intelligente. Qu'il s'agisse de petits systèmes en toiture ou de grandes centrales au sol, une mesure précise de la pollution peut contribuer à optimiser la production d'électricité, à réduire les coûts d'exploitation et à garantir la rentabilité à long terme. 

Découvrez les solutions de surveillance de la pollution qui vous conviennent et aidez votre centrale photovoltaïque à fonctionner efficacement !

Fiche technique du capteur de salissure NBL-W-PSS

Fiche technique du capteur de salissure NBL-W-PSS pour la surveillance des poussières photovoltaïques.pdf