Station météorologique pour centrale photovoltaïque : suivi solaire entièrement automatique pour une surveillance précise

Station météorologique pour centrale photovoltaïque : suivi automatique du soleil pour une surveillance de précision

Station météorologique pour centrale PV : analyse complète des principes, structure, méthodes de communication et applications en ingénierie

Une station météorologique pour centrale photovoltaïque est un système de surveillance professionnel spécialement conçu pour les centrales solaires. Elle collecte en continu des données environnementales critiques telles que l’irradiation, la vitesse et la direction du vent, la température et l’humidité, la pression atmosphérique, et utilise une technologie de suivi automatique du soleil pour obtenir des données de rayonnement d’une précision ultra-élevée. Ces données sont largement utilisées pour l’évaluation du rendement de production, la prévision de puissance, la planification de l’exploitation et de la maintenance, ainsi que les alertes de sécurité, constituant un composant d’infrastructure indispensable des centrales photovoltaïques modernes.

Cet article analyse systématiquement les principes de fonctionnement, la composition structurelle, les sorties de signal, les normes d’installation et les procédures de dépannage courantes, servant de document technique directement utilisable pour les techniciens de centrales PV, les concepteurs et les ingénieurs d’équipements.

2. Définition et positionnement fonctionnel

Une station météorologique PV est un système complet de surveillance environnementale pour les centrales solaires qui mesure :

- Irradiation globale horizontale (GHI)

- Irradiation dans le plan des capteurs (POA/GTI)

- Irradiation directe normale (DNI)

- Irradiation diffuse horizontale (DHI)

- Durée d’ensoleillement

- Vitesse et direction du vent

- Température et humidité ambiante

- Pression atmosphérique

- Latitude/longitude GNSS

Fonctions principales :

- Calcul du rendement de production (irradiation réelle vs production réelle)

- Optimisation des stratégies d’exploitation (prend en charge les algorithmes de prévision et le dispatch intelligent)

- Alertes de sécurité (vent extrême, température/humidité anormale)

- Évaluation de la durée de vie des composants (correction de performance basée sur les données environnementales)

Par rapport aux stations météorologiques classiques, la différence la plus critique réside dans l’ajout d’un système de mesure du rayonnement solaire et d’un mécanisme de suivi automatique du soleil, offrant une précision supérieure et une structure plus robuste.

3. Principes de fonctionnement

3.1 Principes de mesure de l’irradiation solaire

Tous les pyranomètres fonctionnent selon l’effet thermopile ou le principe photodiode : différence de température générant une micro-tension → convertie en W/m².

3.2 Principe du système de suivi automatique du soleil

Deux modes de suivi généralement combinés :

1. Suivi par retour optique basé sur capteurs

   Détecteurs photosensibles détectent le décalage du point lumineux → moteurs ajustent azimut/élévation (idéal pour réglage fin à court terme).

2. Suivi par algorithme astronomique + GPS

   Calcule le vecteur de position solaire à partir de la latitude, longitude et heure pour un positionnement précis en boucle ouverte.

Fonctionnement hybride :

- Faible luminosité → mode GPS

- Soleil clair → réglage fin par capteur optique

Garantit un fonctionnement sans surveillance à long terme avec le radiomètre toujours parfaitement aligné sur le soleil.

3.3 Autres paramètres environnementaux

4. Composition structurelle

4.1. Unité de surveillance du rayonnement (pyranomètres GHI, POA, DNI, DHI)

4.2. Système de suivi automatique du soleil (moteurs, capteurs angulaires, module GPS)

4.3. Ensemble de capteurs météo (vent, T/RH dans abri radiatif, pression, etc.)

4.4. Enregistreur de données (prend en charge RS485, 4G/5G, WiFi ; Modbus intégré)

4.5. Structure à double mât (évite l’ombrage mutuel)

4.6. Système d’alimentation solaire (panneau + régulateur + batterie grande température)

4.7. Châssis de montage haute résistance (résiste aux vents forts/neige)

5. Résumé des méthodes de mesure

- GHI : montage horizontal

- DNI : suivi automatique, sans obstruction

- DHI : anneau d’ombrage

- POA : même inclinaison que les modules PV

- Vent : préférentiellement ultrasonique (sans pièces mobiles)

- T/RH : dans abri radiatif

- GNSS : pour suivi et horodatage

6. Spécifications techniques

7. Sorties de signal & méthodes de communication

8. Normes d’installation

- Aucun ombrage dans un rayon de 10 m au-dessus de la plateforme

- Distance minimale de 15 m des rangées PV

- Espacement des deux mâts : 0,8–1,2 m

- Résistance de mise à la terre ≤ 4 Ω, parafoudres sur les lignes de signal

9. Étapes d’installation (procédure d’ingénierie)

9.1. Coulage de la fondation / pièce encastrée

9.2. Montage des deux mâts, contrôle de la verticalité

9.3. Installation des supports de pyranomètres & suiveur

9.4. Pose des capteurs vent, abri radiatif, pression

9.5. Câblage, mise à la terre, étanchéité

9.6. Configuration de l’enregistreur (adresse/baud rate)

9.7. Test de connectivité RS485 ou 4G

9.8. Essais de réception plateforme

10. Pannes courantes & dépannage

11. Scénarios d’application

- Centrales PV à grande échelle

- Toitures PV distribuées

- Bases de test PV & laboratoires

- Formation de modèles de prévision de puissance

- Plateformes de supervision O&M

- Désert, gobi et centrales en montagne

12. Guide de sélection

13. Comparaison avec produits similaires

FAQ

1. Pourquoi une centrale PV doit-elle obligatoirement installer une station météo ?

Pour la mesure de l’irradiation, le calcul de rendement, la prévision de puissance et les alertes de sécurité.

2. Lequel est le plus important : GHI ou POA ?

Les deux, mais le POA reflète directement l’énergie réellement reçue par les modules.

3. À quoi sert le suiveur automatique du soleil ?

Il permet une mesure précise du DNI, indispensable pour les prévisions haute précision.

4. À quelle fréquence faut-il étalonner les pyranomètres ?

Tous les ans ; tous les 6 mois dans les zones désertiques.

5. 4G/5G ou RS485 ?

RS485 si SCADA existant ; 4G/5G pour surveillance distribuée/éloignée.

6. L’abri radiatif est-il vraiment important pour T/RH ?

Oui — sans lui, les valeurs d’humidité seront faussement basses en plein soleil.

7. Le système d’alimentation solaire peut-il fonctionner en totale autonomie ?

Oui — parfait pour les sites sans surveillance.

8. Comment la vitesse/direction du vent influence-t-elle les centrales PV ?

La vitesse du vent affecte le refroidissement des modules ; les vents forts déclenchent des alertes de sécurité structurelle.

9. Les données peuvent-elles s’intégrer aux plateformes existantes ?

Oui — supporte Modbus/HTTP pour une intégration fluide.

10. La neige affecte-t-elle la mesure d’irradiation ?

Oui — nécessite un nettoyage ou des modules pyranométriques chauffants.

Résumé

La station météorologique pour centrale photovoltaïque est l’équipement clé garantissant un fonctionnement efficace et stable de la production solaire. Grâce à une surveillance haute précision de l’irradiation solaire et des paramètres environnementaux, elle fournit les données de base pour l’analyse de rendement, la prévision, l’O&M intelligente et les alertes de sécurité. Avec suivi automatique du soleil, structure à double mât, alimentation solaire et multiples options de communication, elle fonctionne de manière fiable à long terme dans des environnements difficiles.

Pour l’industrie photovoltaïque, une station météo fiable améliore non seulement la prévisibilité de la production, mais constitue également le composant central de la digitalisation tout au long du cycle de vie de la centrale.

Fiche technique des capteurs de rayonnement solaire – Pyranomètres

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

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

       Radiomètre solaire 3-en-1 à suivi automatique complet.pdf