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Connaissances produit

Capteur de rayonnement solaire Pyranomètre : définition, principe, application et guide de sélection

Temps：2025-12-11 11:54:22 Popularité：6

Capteur de rayonnement solaire Pyranomètre : Définition, Principe, Applications & Guide de sélection

Comprendre les capteurs de rayonnement

Qu’est-ce qu’un capteur de rayonnement ?

Un capteur de rayonnement est un appareil utilisé pour détecter et mesurer le rayonnement électromagnétique (lumière, chaleur, radiofréquences, rayonnement nucléaire, etc.). Il détecte l’information du rayonnement mesuré et la convertit, selon une loi déterminée, en signaux électriques ou en toute autre forme requise pour répondre aux besoins de transmission, traitement, enregistrement et contrôle de l’information.

Dans une classification plus large, les capteurs de rayonnement appartiennent aux éléments radiosensibles ou photosensibles capables de percevoir des bandes spécifiques du spectre électromagnétique.

Weather station for solar PV plant.jpg

Capteur de rayonnement solaire total : membre clé des capteurs de rayonnement

Parmi les différents types de capteurs de rayonnement, le capteur de rayonnement solaire total (pyranomètre) est le plus utilisé. Il est spécialement conçu pour mesurer le rayonnement solaire atteignant la surface terrestre — le rayonnement solaire total (aussi appelé rayonnement à ondes courtes).

Rayonnement solaire total : Désigne le rayonnement mesuré par un instrument monté horizontalement après que la lumière du soleil (gamme de longueurs d’onde 0,15–4,0 μm) a traversé l’atmosphère. Il comprend le rayonnement solaire direct et le rayonnement diffus dispersé/réfléchi par l’atmosphère et les nuages.

Pyranometer Solar Radiation Sensor.jpg

Pourquoi mesurer le rayonnement solaire total ?

Le Soleil est la source ultime de toute l’énergie sur Terre. Une surveillance et une analyse précises des variations du rayonnement solaire ont une grande importance pour la société humaine et la recherche en sciences naturelles :

Utilisation de l’énergie solaire & production photovoltaïque :
• Déterminer le rendement de conversion de l’énergie solaire en électricité par les panneaux
• Référence pour décider du moment du nettoyage des panneaux
Les capteurs sont généralement montés dans le même plan que le champ PV pour mesurer le rayonnement réellement reçu

Météorologie & observation climatique :
• Entrée clé pour les modèles de prévision météo
• Analyse des tendances à long terme du rayonnement pour la recherche sur le changement climatique

Agriculture & recherche écologique :
• Prévoir/quantifier la croissance des plantes et le rendement des cultures
• Guider la planification de l’irrigation des terrains de golf et des parcs

Services publics : Prévoir la demande de gaz naturel et d’électricité pour la planification énergétique
Physique du bâtiment : Évaluer la charge thermique des bâtiments et la conception d’éclairage naturel
Autres domaines : Surveillance atmosphérique, océanographie, tests de vieillissement des matériaux de construction, etc.

Analyse technique du capteur de rayonnement solaire NiuBoL

Principe de mesure central : Effet thermopile

Le capteur de rayonnement solaire NBL-W-HPRS de NiuBoL (pyranomètre) repose sur le principe de la thermopile.

Élément sensible : L’élément central est une thermopile multicontacts plaquée électriquement.
Absorption du rayonnement & différence de température : La surface de la thermopile est recouverte d’un revêtement noir haute absorption. Lorsque le rayonnement solaire frappe le revêtement :
• Les jonctions chaudes (sur la surface du revêtement) absorbent le rayonnement et chauffent
• Les jonctions froides (à l’intérieur du capteur) restent relativement froides
• La différence de température génère une force électromotrice (effet Seebeck) proportionnelle à l’irradiance solaire (W/m²).

Solar Radiation Sensor.jpg

Conception structurelle du capteur de rayonnement solaire

Pour garantir la précision de mesure et la stabilité à long terme, le NBL-W-HPRS adopte une conception structurelle de précision :

Dôme double en verre transparent :
• Protège l’élément sensible central et réduit les interférences environnementales
• Dôme extérieur : protège contre vent, pluie, poussière
• Dôme intérieur bloque le rayonnement infrarouge propre du dôme extérieur, réduit l’impact de la convection d’air sur l’équilibre thermique

Circuit de compensation de température : Réduit les effets des variations de température ambiante sur les performances de la thermopile
Fenêtre de déshydratant visible : Permet de surveiller l’état du déshydratant pour un remplacement rapide
Niveau à bulle : Facilite un nivellement précis lors de l’installation

Spécifications techniques du pyranomètre NBL-W-HPRS

Paramètre	Spécification	Remarques
Plage de mesure	0–2000 W/m²	Couvre l’intensité maximale en journée claire
Gamme spectrale	0,3∼3 μm	Plage de rayonnement à ondes courtes, conforme à la norme de rayonnement solaire total
Sensibilité	7∼14 μV/(W·m⁻²)	Rapport entre intensité de rayonnement et tension de sortie
Temps de réponse	≤35 s (99 %)	Temps de réaction aux variations de rayonnement
Stabilité annuelle	≤±2 %	Stabilité de performance à long terme
Réponse cosinus	≤7 % (à 10° d’élévation solaire)	Réponse aux différents angles d’incidence
Température de fonctionnement	−40 °C ∼ +50 °C	S’adapte aux climats extrêmes
Types de sortie	Courant (4–20 mA), Tension (0–5 V), RS485	Plusieurs sorties standard industrielles

Prix des pyranomètres : fourchette & facteurs d’influence

Type/Origine du pyranomètre	Fourchette de prix (estimation)	Caractéristiques
Fabriqué en Chine (moyen-bas / grade industriel)	200–500 USD	Convient à la surveillance industrielle générale, agriculture, enseignement — excellent rapport qualité-prix
Marque internationale/européenne (haut de gamme / grade recherche)	1000–3000 USD	Haute précision, réponse rapide, conforme aux normes strictes OMM (ISO 9060), utilisé par les services météo nationaux, instituts de recherche, centrales PV haute précision

Note : Les prix sont indicatifs uniquement — les devis réels nécessitent de contacter les marques ou fournisseurs spécifiques.

Facteurs clés influençant le prix des pyranomètres

Grade de précision & normes : La conformité aux normes OMM ou ISO 9060 augmente le coût en raison de fabrication et étalonnage plus stricts.
Principe : Les pyranomètres à thermopile sont plus chers que ceux à photodiode au silicium grâce à une meilleure stabilité et réponse spectrale plus large.
Fonctions supplémentaires : Compensation de température, chauffage, type de sortie, niveau de protection.
Marque & origine : Les marques internationales bénéficient d’un prix premium grâce à l’accumulation technologique et la valeur de marque.

NiuBoL Solar PV Weather Station Used for Solar Power Generation in Mauritius.jpeg

Questions fréquentes (FAQ)

Q : Questions courantes	R : Réponses et recommandations NiuBoL
1. Quelle est la différence entre un capteur de rayonnement solaire total (pyranomètre) et un capteur d’éclairement (Lux) ?	Unités : Pyranomètre mesure l’irradiance (W/m²) ; capteur Lux mesure l’éclairement (Lux) Gamme spectrale : Pyranomètre 0,3–3,0 μm (spectre solaire complet) ; capteur Lux 0,38–0,76 μm (lumière visible uniquement) Applications : Pyranomètre pour énergie solaire ; capteur Lux pour perception lumineuse humaine
2. Quels types de rayonnement le NBL-W-HPRS peut-il mesurer ?	Configuration standard mesure le rayonnement solaire total (direct + diffus). Avec accessoires (anneau d’ombre, montage inversé), il peut aussi mesurer le rayonnement réfléchi ou diffus.
3. Qu’est-ce que la « réponse cosinus » et pourquoi est-elle importante ?	La réponse cosinus est l’erreur de réponse du capteur aux différents angles d’incidence (élévation solaire). Plus l’erreur est faible, meilleure est la précision tout au long de la journée, surtout au lever/coucher du soleil.
4. À quoi sert le déshydratant dans le capteur ?	Absorbe l’humidité interne pour éviter la condensation sur le dôme ou l’élément sensible, qui affecterait gravement la transmission lumineuse et la précision de mesure.
5. Comment savoir s’il faut étalonner ?	Recommandé tous les 1–2 ans. À envisager également en cas de dérive soudaine des données ou après choc physique/conditions extrêmes.
6. Quels sont les avantages de la sortie RS485 ?	Forte anti-interférence, transmission longue distance, capacité de mise en réseau multi-équipements
7. Avantages du principe thermopile par rapport au photodiode au silicium ?	Réponse spectre complet (0,3–3,0 μm), meilleure stabilité de température, mesure plus précise de l’énergie solaire totale
8. Pourquoi les pyranomètres de marques internationales sont-ils si chers ?	Normes internationales strictes (ISO 9060), matériaux/processus supérieurs, dérive à long terme très faible, étalonnage rigoureux reconnu par l’OMM
9. Que signifie temps de réponse ≤35 s ?	Lorsque le rayonnement change brusquement (ex. passage nuage), le capteur atteint 99 % de la valeur finale en 35 secondes — acceptable pour applications météo/climatiques
10. Ce capteur peut-il mesurer le rayonnement infrarouge ?	Plage standard 0,3–3,0 μm inclut une partie du proche infrarouge mais n’est pas un pyrgéomètre dédié aux ondes longues
Q11 : Quelles certifications possède NiuBoL ?	R11 : CE, ISO9001, RoHS et certificats d’étalonnage météorologique reconnus nationalement.

Résumé : Valeur des capteurs de rayonnement et solutions NiuBoL

Les capteurs de rayonnement, en particulier le capteur de rayonnement solaire total NBL-W-HPRS de NiuBoL, sont des équipements de base indispensables dans la météorologie moderne, la surveillance environnementale et les nouveaux domaines énergétiques. Basé sur le principe de la thermopile, il réalise une mesure précise, stable et tous-temps du rayonnement solaire total, soutenant efficacement les applications allant de la surveillance météorologique nationale à l’évaluation de rendement des centrales PV locales et l’optimisation de l’irrigation agricole.

Lors du choix d’un capteur de rayonnement, il convient d’équilibrer paramètres techniques et prix selon les exigences de précision du projet, le budget et le scénario d’application (résistance aux environnements difficiles). Pour les applications industrielles ou de recherche recherchant haute performance et excellent rapport qualité-prix, le NBL-W-HPRS de NiuBoL offre une solution fiable conforme aux normes OMM.