Comment choisir un pyranomètre ?

Qu'est-ce qu'un pyranomètre ?

Un pyranomètre , ou intensomètre solaire, est un instrument utilisé pour mesurer l'intensité du rayonnement solaire. Il est conçu pour mesurer l'irradiance solaire de tout l'hémisphère au-dessus du capteur, incluant le rayonnement solaire direct, le rayonnement diffus et le rayonnement réfléchi par le sol et les surfaces environnantes. Le pyranomètre joue un rôle essentiel dans les applications de l'énergie solaire et la surveillance météorologique. Il fournit des données précises sur la quantité de rayonnement solaire, ce qui permet d'évaluer le potentiel des ressources énergétiques solaires et d'optimiser les performances des systèmes solaires.

Les pyranomètres (radiomètres solaires) jouent un rôle important dans divers domaines tels que la météorologie, la recherche sur l'énergie solaire, l'agronomie et l'évaluation de l'efficacité énergétique des bâtiments. Un pyranomètre détecte l'intensité du rayonnement au moyen d'un élément sensible, tel qu'une thermopile ou une photodiode, et la convertit en signaux électriques mesurables. Ces signaux peuvent être traités ultérieurement pour fournir une densité de flux radiatif, généralement exprimée en watts par mètre carré (W/m²).

Comment choisir un pyranomètre ?

Lors du choix d'un pyranomètre, les facteurs clés suivants doivent être pris en compte pour garantir qu'il répond aux besoins de votre application particulière :

1. Plage de mesure du pyranomètre :

   Déterminer la plage de mesure : la plage de mesure du pyranomètre doit couvrir l'intensité maximale et minimale du rayonnement attendu. Assurez-vous que l'instrument choisi s'adapte à des environnements allant de faibles à nulles, voire à des intensités de rayonnement élevées (plage de 300 nm à 3 000 nm).

2. Précision et stabilité :

   - Haute précision : choisissez un radiomètre solaire offrant une grande précision et une faible incertitude, conforme aux normes internationales telles que la norme ISO 9060 et classé « Classe II », « Classe I » ou « Avancé ».

   - Stabilité à long terme : les instruments dotés d'une bonne stabilité à long terme réduisent le besoin de réétalonnage fréquent. 3.

3. Temps de réponse :

   - Réponse rapide : Le rayonnement solaire change rapidement, le temps de réponse d'un radiomètre solaire est donc un facteur important. Un temps de réponse plus court permet de capturer plus précisément les variations rapides d'intensité du rayonnement et d'améliorer la mesure en temps réel et la précision.

4. Adaptabilité environnementale :

   - Conditions environnementales : tenez compte des conditions environnementales dans lesquelles l'instrument sera déployé, notamment la température, l'humidité, la vitesse du vent, etc. Sélectionnez un radiomètre solaire capable de résister à ces conditions pour garantir la stabilité et la précision à long terme.

5. Réponse spectrale :

   - Adaptation spectrale : La réponse spectrale du radiomètre solaire doit correspondre à celle du spectre solaire. En général, un radiomètre solaire idéal doit avoir une bonne réponse dans la gamme de longueurs d'onde comprise entre 300 nm et 3 000 nm.

6. Maintenance et étalonnage :

   - Exigences de maintenance : Tenez compte des exigences de maintenance de l'instrument et sélectionnez un modèle facile à nettoyer et à étalonner.

   - Intervalles d'étalonnage : Comprendre les intervalles d'étalonnage et leurs coûts. Un étalonnage régulier est essentiel pour maintenir la précision des mesures.

7. Connectivité et compatibilité des données :

   - Connectivité : vérifiez les options de connectivité pour garantir la compatibilité avec votre système d'enregistrement de données.

   - Compatibilité des données : assurez-vous que les données peuvent être facilement enregistrées et exportées.

8. Rentabilité :

   - Coût total de possession : évaluez le prix d’achat, les coûts d’étalonnage, les coûts de maintenance et l’espérance de vie pour sélectionner un produit rentable.

9. Assistance technique et garantie :

   - Services d'assistance : Sélectionnez un fabricant qui offre un bon support technique et une politique de garantie compétitive.

10. Conditions d'application :

    - Besoins spécifiques : en fonction de votre application spécifique (par exemple mesure de bande spécifique), y compris le niveau de rayonnement attendu, les conditions environnementales, les exigences de précision de mesure, etc. Sélectionnez un radiomètre solaire avec les caractéristiques appropriées.

Lors de la sélection d'un radiomètre solaire, vous pouvez également prendre en compte les facteurs suivants :

- Interface opérateur : Choisissez un instrument facile à utiliser et à comprendre, en particulier pour les utilisateurs non experts.

- Protection : Assurez-vous que l'instrument dispose de mesures de protection appropriées, telles que des pare-soleil, des caches anti-poussière, etc., pour protéger l'instrument des facteurs environnementaux.

- Facilité d'utilisation : sélectionnez des instruments faciles à utiliser, incluant des capacités d'enregistrement et d'exportation de données.

11. Considérez le principe de mesure :

   - Si une sensibilité élevée et une bonne stabilité à long terme sont requises, un radiomètre solaire à thermopile peut être un meilleur choix.

   - Si une réponse rapide et une maintenance simple sont des considérations clés, un radiomètre solaire photovoltaïque peut être plus approprié.

 Catégorisation des pyranomètres par principe

Les pyranomètres peuvent être classés selon leur principe de fonctionnement. Voici deux classifications courantes qui regroupent des pyranomètres basés sur des principes différents :

1. Principe thermoélectrique

   Pyranomètres à thermopile : Ces radiomètres solaires utilisent une thermopile comme élément de détection. La thermopile est constituée de plusieurs thermocouples connectés en série. Lorsque le rayonnement solaire frappe la plaque absorbante, celle-ci chauffe, créant une différence de température avec l'autre extrémité de la thermopile, générant ainsi un potentiel électrique. Cette force électromotrice est proportionnelle à la quantité de rayonnement solaire frappant la plaque absorbante. Les radiomètres solaires à thermopile présentent généralement les caractéristiques suivantes :

     - Haute sensibilité : capable de détecter de petits changements de rayonnement.

     - Réponse spectrale large : conçue pour correspondre au plus près à la distribution du spectre solaire.

     - Bonne stabilité : faibles variations de performances sur de longues périodes.

     - Un étalonnage régulier est requis : Afin de maintenir la précision des mesures, un étalonnage régulier est requis.

2. Principe photoélectronique

   Pyranomètres photovoltaïques : Ce type de radiomètre solaire exploite l'effet photovoltaïque, qui convertit directement l'énergie lumineuse en énergie électrique. Les pyranomètres photovoltaïques contiennent généralement une ou plusieurs cellules photovoltaïques, qui génèrent un courant électrique lorsqu'elles sont exposées au rayonnement solaire. L'intensité du courant est proportionnelle à celle du rayonnement solaire. Les caractéristiques des radiomètres solaires photovoltaïques sont les suivantes :

     - Construction simple : ne comporte généralement pas de pièces mobiles et est donc plus durable.

     - Réponse rapide : capable de réagir rapidement aux changements de rayonnement.

     - Dépendance spectrale possible : la réponse de la cellule PV peut ne pas correspondre exactement au spectre solaire, ce qui peut affecter la précision de la mesure.

     - Effets de la température : la puissance de sortie de la cellule PV peut être affectée par les changements de température.

En résumé, plusieurs facteurs sont à prendre en compte lors du choix d'un pyranomètre, notamment la plage de mesure, la précision, le temps de réponse, la stabilité et la durabilité, la facilité d'utilisation, les exigences de l'application, les besoins de mesure, les conditions environnementales, la rentabilité, le support du fabricant et le prix. En évaluant attentivement ces facteurs, vous pourrez sélectionner le pyranomètre le mieux adapté à votre application et obtenir des données de rayonnement solaire précises et fiables.

 Fiche technique des capteurs de rayonnement solaire pyranomètres 

Manuel d'instructions du capteur de rayonnement solaire NBL-W-HPRS (version 3.0).pdf