Composition du noyau et principe de fonctionnement d'une station météorologique photovoltaïque

Stations météorologiques photovoltaïques : technologies clés pour améliorer l'efficacité de la production d'énergie solaire et la fiabilité du système 

Face à la demande mondiale croissante en énergie propre, la production d'énergie solaire photovoltaïque (PV) s'impose progressivement comme un moteur essentiel du développement des énergies renouvelables. Cependant, l'efficacité opérationnelle des systèmes de production d'énergie photovoltaïque est directement influencée par divers facteurs météorologiques. Pour améliorer les performances et la stabilité de ces systèmes, le déploiement de stations météorologiques photovoltaïques est devenu essentiel. Solution de surveillance environnementale spécialement conçue pour les centrales photovoltaïques, les stations météorologiques photovoltaïques jouent un rôle crucial dans la collecte de données en temps réel, l'optimisation de leur exploitation et l'analyse intelligente.

 1. Qu'est-ce qu'une station météorologique photovoltaïque ?

Une station météorologique photovoltaïque est un système de surveillance intégré spécialement conçu pour collecter diverses données environnementales et météorologiques qui influencent l'efficacité de la production d'électricité photovoltaïque. Ces données comprennent, entre autres, le rayonnement solaire, la température et l'humidité, la vitesse et la direction du vent, ainsi que la pression atmosphérique. Grâce à la surveillance continue de ces paramètres, la station peut évaluer l'état de fonctionnement du système photovoltaïque, identifier les tendances de performance et fournir des données pour optimiser les stratégies de maintenance et l'exploitation et la maintenance prédictives (E&M). 

L’objectif principal est d’améliorer l’efficacité de la production énergétique des centrales photovoltaïques dans différentes conditions environnementales, en garantissant le fonctionnement sûr et économique du système de production d’électricité dans des conditions naturelles variables.

 2. Composants principaux et principe de fonctionnement

Une station météorologique photovoltaïque complète se compose généralement des éléments suivants :

- Système d'alimentation solaire : alimenté indépendamment pour garantir que l'équipement continue de fonctionner dans les zones reculées.

- Module de capteur : intègre plusieurs capteurs pour collecter des paramètres environnementaux tels que le rayonnement, la température, l'humidité, la vitesse et la direction du vent en temps réel.

- Système de collecte et de transmission de données : prend en charge le stockage local et la transmission à distance, avec des données téléchargées vers le cloud ou des serveurs locaux via 4G/LoRa/NB-IoT.

- Unité de traitement intelligente : effectue le traitement initial, l'étalonnage et le formatage des données collectées, améliorant ainsi la convivialité des données.

- Système de visualisation et d'interface de données : prend en charge l'accès Web et mobile, permettant la surveillance à distance et les requêtes de données historiques. 

Ce système peut fonctionner sans surveillance et est très stable et adaptable, ce qui le rend adapté à divers environnements climatiques, notamment les conditions météorologiques extrêmes et les terrains complexes.

 3. Principaux paramètres de surveillance et leurs rôles

3.1. Rayonnement solaire

   - Comprend le rayonnement total sur les surfaces inclinées, le rayonnement horizontal total, le rayonnement direct et le rayonnement diffus.

   - Permet de calculer l'énergie réelle reçue par les modules photovoltaïques et d'identifier les causes des fluctuations de la puissance du module.   

3.2. Température et humidité ambiantes

   - Affecte l'efficacité des cellules solaires et la durée de vie des modules.

   - Peut être utilisé pour prédire la dégradation des performances due à des températures élevées ou à des pannes du système causées par des environnements humides. 

3.3. Vitesse et direction du vent

   - Impacte l'efficacité de refroidissement des modules et la sécurité des structures de montage.

   - Fournit des recommandations de protection ou d'arrêt en cas de vent fort. 

3.4. Pression atmosphérique

   - Lié à la capacité de pénétration du rayonnement et peut aider à déterminer l'intensité de la lumière solaire. 

Grâce à la surveillance et à l’analyse à long terme des données ci-dessus, les utilisateurs peuvent établir des modèles d’exploitation et de maintenance plus scientifiques, permettant une maintenance prédictive et une évaluation des performances du système photovoltaïque.

 4. Scénarios d'application typiques

- Centrales photovoltaïques à grande échelle : déployées dans des environnements complexes tels que les déserts, les plateaux et les zones côtières, la surveillance en temps réel peut améliorer considérablement l'efficacité et la sécurité globales de la production d'électricité.

- Systèmes photovoltaïques distribués : utilisés dans les parcs industriels, les serres agricoles ou les toits résidentiels, aidant les utilisateurs à comprendre les performances en temps réel de leurs systèmes énergétiques pour une gestion scientifique de l'électricité.

- Évaluation des ressources solaires : pendant la phase de sélection du site des nouveaux projets énergétiques, des stations météorologiques mobiles peuvent être déployées pour effectuer des études régionales sur les ressources solaires, aidant ainsi les développeurs à prendre des décisions d'investissement.

- Recherche et études climatiques : collecte à long terme de données environnementales de haute précision pour fournir un support de données réel pour la recherche sur les énergies renouvelables et l'analyse des tendances climatiques. 

 5. Tendances de développement et frontières technologiques

Les stations météorologiques photovoltaïques modernes évoluent progressivement vers l'intelligence, la modularité et la collaboration basée sur le cloud :

- Intégration d'algorithmes intelligents : combinaison d'algorithmes d'IA pour la détection d'anomalies de données, les avertissements de pannes et les prévisions de production d'énergie.

- Plateformes de gestion à distance : les utilisateurs peuvent afficher les données de surveillance en temps réel, l'état de l'appareil et les journaux système via des plateformes en ligne, prenant en charge l'exploitation et la maintenance à distance.

- Surveillance collaborative multi-sites : particulièrement adaptée aux micro-réseaux et aux systèmes énergétiques distribués, permettant le partage et l'analyse des données météorologiques régionales.

- Connectivité Internet des objets (IoT) : fonctionne en coordination avec les onduleurs, les systèmes de stockage d'énergie et d'autres appareils pour créer un réseau complet de gestion intelligente de l'énergie.

Conclusion

Les stations météorologiques photovoltaïques constituent non seulement une technologie essentielle au bon fonctionnement des centrales photovoltaïques, mais aussi une infrastructure essentielle à la transition énergétique mondiale. Alors que l'énergie propre devient un objectif mondial de plus en plus partagé, le déploiement de systèmes de surveillance météorologique fiables est devenu une configuration standard dans l'industrie photovoltaïque. 

En fournissant des données environnementales précises et complètes, les stations météorologiques photovoltaïques améliorent la transparence et la maîtrise du fonctionnement des systèmes photovoltaïques, maximisant ainsi la production d'énergie tout en réduisant les coûts d'exploitation et de maintenance. Qu'il s'agisse de centrales photovoltaïques de grande envergure ou de petits systèmes énergétiques décentralisés, les stations météorologiques photovoltaïques joueront un rôle clé dans les futurs déploiements d'énergies vertes.

 Fiche technique du capteur de rayonnement solaire pyranomètre

Manuel d'instructions du capteur de rayonnement solaire NBL-W-SRS (version 4.0).pdf

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