Comment optimiser l'efficacité de production des centrales photovoltaïques à l'aide de capteurs de salissure et de capteurs de surveillance du rayonnement de qualité industrielle

Dans les grandes centrales photovoltaïques au sol et les projets photovoltaïques distribués, l’encrassement des surfaces des modules est devenu l’un des principaux facteurs de pertes non techniques affectant les performances de production. Selon les rapports IEA-PVPS et la norme IEC 61724-1, les pertes moyennes mondiales par encrassement varient de 3 % à 7 %, et peuvent atteindre 15 % à 25 % ou plus dans les régions arides. Pour les entrepreneurs EPC généraux, les opérateurs O&M et les intégrateurs de systèmes, la surveillance en temps réel du Soiling Ratio (SR, taux d’encrassement) combinée au rayonnement solaire global (GHI/POA), à la température des modules PV et à d’autres paramètres est devenue le moyen central pour déterminer des cycles de nettoyage scientifiques, réduire le LCOE (coût actualisé de l’électricité) et améliorer le Performance Ratio (PR).

En tant que fabricant de capteurs d’encrassement PV et de capteurs environnementaux PV, NiuBoL propose des solutions intégrées incluant le capteur d’encrassement NBL-W-PSS, le capteur de rayonnement solaire global NBL-W-HPRS et le capteur de température de module PV NBL-W-PPT. Ces produits présentent une conception de qualité industrielle et supportent le protocole Modbus RTU pour une intégration facile dans les systèmes SCADA PV ou les plateformes de surveillance de centrales, permettant des décisions O&M basées sur les données. Cet article, du point de vue de l’intégration système, détaille la sélection des capteurs d’encrassement, la quantification du Soiling Ratio, les pratiques d’intégration, les applications projets et les avantages d’approvisionnement en volume, aidant les équipes de projets PV à construire des solutions d’intégration O&M efficaces et fiables pour centrales photovoltaïques.

Causes des pertes par encrassement dans les centrales PV et importance de la quantification

L’accumulation de poussière, fientes d’oiseaux, pollen, poussière industrielle et autres polluants sur les surfaces vitrées des modules PV réduit fortement la transmittance lumineuse, entraînant une diminution de l’irradiance effective. Les pertes par encrassement sont quantifiées par le Soiling Ratio (SR) :

SR = (Puissance réelle / Puissance attendue en condition propre)
ou plus précisément (selon IEC 61724-1) :
SR = (Courant de court-circuit du module encrassé / Courant de court-circuit du module de référence propre) × facteur de correction température et irradiance

Perte par encrassement = 1 - SR

Scénarios typiques de capteurs d’encrassement :

• Régions arides/désertiques : taux d’encrassement quotidien 0,3 %–0,5 %/jour, perte cumulée annuelle 15 %–25 %

• Zones tempérées/agricoles : perte annuelle 3 %–7 %

• Nettoyage non optimisé : perte de production supplémentaire 1 %–4 %

Le déploiement de capteurs d’encrassement combiné à des capteurs de rayonnement solaire global (pour correction d’irradiance) et des capteurs de température de module PV (pour correction du coefficient de température) permet une quantification précise de l’impact de l’encrassement sur le PR, soutient la modélisation PVSyst et l’évaluation économique du nettoyage (valeur de la perte de production vs coût eau/main-d’œuvre), évitant un nettoyage aveugle ou tardif.

Présentation des produits phares de surveillance PV NiuBoL

Capteur d’encrassement NBL-W-PSS (PV Soiling Sensor)

Adopte la technologie de mesure optique en boucle fermée à lumière bleue avec conception double capteur (référence propre + encrassement naturel), installé sur le même cadre plan que le champ PV. Avantage principal : sortie directe du Soiling Ratio avec maintenance minimale.

Paramètres techniques NBL-W-PSS

Capteur de rayonnement solaire global NBL-W-HPRS

Basé sur le principe thermopile, mesure le rayonnement solaire global 0,3–3 μm (GHI), supporte configuration pour rayonnement réfléchi/diffus, répond aux exigences de surveillance irradiance haute précision IEC 61724-1.

Paramètres techniques NBL-W-HPRS

Capteur de température de module PV NBL-W-PPT

Thermistance haute précision + transmetteur de signal, spécialement conçu pour la surveillance de la température du dos des modules PV, supporte la correction du coefficient de température.

Paramètres techniques NBL-W-PPT

Scénarios d’application typiques du point de vue de l’intégrateur système

1. Optimisation O&M de grandes centrales au sol : déploiement de capteurs d’encrassement sur des tableaux représentatifs, intégration des données rayonnement/température dans SCADA, seuils SR (ex. SR < 92 % alarme), optimisation dynamique des cycles de nettoyage, réduction du nettoyage inefficace de 20 %–40 %.

2. Garantie de performance et réception EPC : données d’encrassement corrigent le PR, fournissent aux propriétaires des prévisions de production plus précises, soutiennent l’évaluation financement/assurance.

3. Clusters PV distribués : données multi-sites agrégées via LoRaWAN/4G vers plateformes cloud pour cartes thermiques régionales d’encrassement et programmation intelligente.

4. Régions à fort encrassement (ex. désert nord-ouest) : modélisation du taux d’encrassement quotidien, prédiction cycles de nettoyage 14–35 jours, amélioration IRR.

Les capteurs NiuBoL offrent une forte compatibilité Modbus, s’interfaçant facilement avec les plateformes principales telles que Huawei FusionSolar et Sungrow SCADA, supportant les solutions d’intégration O&M pour centrales photovoltaïques.

Guide de sélection des capteurs pour centrales photovoltaïques

1. Objectif de surveillance : quantification principale du Soiling Ratio → NBL-W-PSS ; besoin correction irradiance haute précision → NBL-W-HPRS ; besoin correction température → NBL-W-PPT.

2. Compatibilité interface : prioriser RS485 Modbus RTU ; sortie analogique pour systèmes legacy.

3. Adaptation environnementale : -40 ℃ ～ +50 ℃ (rayonnement) / -50 ℃ ～ +100 ℃ (température/encrassement), protection IP65+.

4. Précision et normes : précision encrassement ±1 %–±5 %, stabilité annuelle rayonnement ≤±2 %, conforme IEC 61724-1 Classe A/B.

5. Consommation et alimentation : faible consommation (dans 1 W) adaptée aux nœuds alimentés par énergie solaire.

6. Volume et délai : remises échelonnées à partir de 100 unités, produits standards livrés en 4 semaines.

Notes d’intégration et meilleures pratiques

• Installation : capteur d’encrassement au même plan/inclinaison que le tableau ; capteur rayonnement sans obstruction ; capteur température bien fixé au centre du dos du module.

• Étalonnage : comparaison initiale avec référence propre, vérification trimestrielle.

• Communication : câble blindé + protection parasurtenseur, bus RS485 < 1200 m.

• Fusion de données : SCADA implémente modèles couplés SR + irradiance + température, génère rapports pertes encrassement.

• Modèle économique : calcul quotidien valeur perte (kWh perte × prix électricité) vs coût nettoyage pour déterminer seuils.

Personnalisation OEM et avantages d’approvisionnement en volume

Supporte marquage privé OEM, extension interface (LoRa/NB-IoT), station météo PV intégrée (encrassement + rayonnement + température + vitesse/direction vent, etc.), commande minimale 50 unités, livraison rapide, tests usine température-vibration/CEM.

Résumés de cas d’application projets

Centrale 50 MW nord-ouest : 20 ensembles NBL-W-PSS + capteurs rayonnement intégrés dans Huawei SCADA, ajustement dynamique cycle nettoyage, gain annuel ≈ 2,8 %, consommation eau réduite 35 %.

Projet 100 MW Asie du Sud-Est : intégration complète plateforme cloud, amélioration PR > 1,5 %.

FAQ :

Q1 : Comment est calculé et utilisé le Soiling Ratio dans l’O&M des centrales PV ?
R : SR = production réelle / production attendue propre (définition IEC 61724-1), corrigé irradiance/température, estime directement la perte de production pour décisions nettoyage.

Q2 : Avantages du NBL-W-PSS par rapport aux stations d’encrassement traditionnelles à cellule de référence ?
R : Pas besoin de nettoyage fréquent de la cellule de référence, installation simple, précision segmentée ±1 %–±5 %, adapté au déploiement à grande échelle.

Q3 : Comment connecter les capteurs aux SCADA PV principaux ?
R : Protocole Modbus RTU standard, supporte Huawei, Sungrow, Envision, etc. ; SDK disponible.

Q4 : Facteurs influençant le prix d’achat en volume du capteur d’encrassement PV ?
R : Quantité, option température, personnalisation communication, durée garantie ; remises nettes à partir de 100 unités.

Q5 : Comment optimiser les cycles de nettoyage à partir des données d’encrassement ?
R : Définir seuils SR (92 %–95 %), combiner avec modèle économique perte production (valeur perte vs coût nettoyage), dynamique 14–35 jours.

Q6 : Comment les capteurs encrassement, rayonnement et température s’articulent dans les stations météo PV ?
R : Collecte unifiée RS485, fusion SCADA calcule correction PR, supporte alarmes, rapports, API.

Résumé :

L’O&M des centrales photovoltaïques est passé en mode piloté par les données. Les capteurs d’encrassement, de rayonnement solaire et de température de module PV de NiuBoL fournissent des solutions industrielles fiables pour aider les équipes à quantifier précisément les pertes par encrassement, optimiser l’O&M des centrales PV (PV Soiling), et améliorer l’efficacité de production et les rendements économiques.

Bienvenue aux équipes de projets PV à contacter le support technique NiuBoL : discussions solutions techniques, devis en volume, personnalisation stations météo PV. Nous attendons avec impatience de collaborer pour promouvoir le développement efficace de l’industrie photovoltaïque.

Fiche technique des capteurs de rayonnement solaire Pyranomètre

NBL-W-HPRS-Solar-Radiation-Sensor-Instruction-Manual-V3.0.pdf

NBL-W-SRS-Solar-radiation-sensor-instruction-manual-V4.0.pdf

NBL-W-PPT-SMD-Solar-Panel-Temperature-Sensors.pdf

NBL-W-PSS Soiling Sensor Photovoltaic Dust Monitoring Instrument Data Sheet.pdf