Pourquoi le solaire photovoltaïque a-t-il besoin de stations météorologiques ?

Pourquoi le solaire photovoltaïque a-t-il besoin de stations météorologiques ?

La technologie de production d'électricité solaire photovoltaïque (PV) occupe une place importante dans la transition énergétique mondiale, mais son efficacité et sa stabilité sont fortement affectées par les conditions météorologiques. Par conséquent, la mise en place d'une station météorologique solaire photovoltaïque spécialisée pour la surveillance et l'analyse des données en temps réel est essentielle pour garantir l'efficacité, la sécurité et la stabilité du fonctionnement des centrales photovoltaïques. Voici les principales fonctions d'une station météorologique photovoltaïque et leur importance :

 1. Surveillance de l'irradiance solaire

   - Fonction et rôle : L'irradiance solaire (y compris l'irradiance directe, l'irradiance diffusée et l'irradiance totale) est la donnée clé de la production d'électricité photovoltaïque. Par temps ensoleillé, l'irradiance solaire est élevée, et la production d'électricité l'est également ; par temps nuageux ou nuageux, c'est l'inverse. Grâce aux données d'irradiance accumulées sur une longue période, combinées aux informations sur la nébulosité et l'angle d'altitude solaire fournies par les prévisions météorologiques, il est possible de construire un modèle précis de prévision de la production d'électricité, offrant une garantie solide pour l'accès au réseau et la répartition de l'électricité.

   - Valeur : des données d'irradiance précises aident à optimiser la prévision de la production d'électricité, à soutenir la régulation de la charge du réseau et la répartition de l'électricité, et à améliorer l'efficacité globale du système.

 2. Surveillance de la température

   Fonction et rôle : Le rendement énergétique des modules photovoltaïques varie avec la température et diminue à des températures élevées. Par exemple, en été, la température de surface du module peut atteindre 60 à 70 °C, soit une température bien supérieure à la température d'essai standard de 25 °C, ce qui entraîne une baisse significative du rendement énergétique. La surveillance de la température permet de corriger les prévisions de production d'énergie à temps, ce qui guide le personnel d'exploitation et de maintenance dans la mise en œuvre de mesures de dissipation thermique pour améliorer le rendement énergétique.

   - Valeur : Les données de température ne sont pas seulement utilisées pour ajuster le modèle d'efficacité de la production d'énergie, mais aident également à concevoir un système de dissipation thermique plus efficace et à prolonger la durée de vie du module.

 3. Surveillance de la vitesse du vent

   - Fonction et rôle : La vitesse du vent est cruciale pour la sécurité des centrales photovoltaïques. Une vitesse excessive peut exercer une forte pression sur les modules et les racks photovoltaïques, ce qui peut endommager les équipements. La plage de vitesse de vent la plus courante est de 20 à 28 m/s. Un dépassement de cette plage peut endommager le système, voire le faire tomber en panne.

   - Valeur ajoutée : Les données de vitesse du vent en temps réel permettent d'alerter en cas de vents forts et d'orienter le personnel d'exploitation et de maintenance vers les mesures de protection à prendre, comme l'abaissement de la hauteur des rayonnages ou la suspension de la production d'électricité, afin de minimiser les pertes dues au vent. De plus, ces données permettent d'évaluer l'effet de refroidissement du vent sur les panneaux photovoltaïques et d'optimiser l'agencement de la centrale.

 4. Surveillance des précipitations

   - Fonction et rôle : Les précipitations ont un double impact sur les centrales photovoltaïques. De fortes pluies, de la grêle et d'autres intempéries peuvent endommager directement les modules photovoltaïques. En cas de vents violents et de grêle, la surface des modules est exposée aux chocs. Dans les zones arides, le manque de précipitations entraîne une accumulation de poussière, ce qui affecte la transmission lumineuse et l'efficacité de la production d'électricité.

   - Valeur ajoutée : En surveillant la quantité et l'intensité des précipitations en temps réel, la station météorologique peut anticiper les travaux de drainage et de protection afin d'éviter que les équipements ne soient mouillés ou endommagés. Parallèlement, les données de précipitations permettent d'évaluer le degré d'accumulation de poussière à la surface des modules et d'optimiser le nettoyage afin de maintenir le bon fonctionnement du système de production d'électricité.

 5. Surveillance de l'humidité

   - Fonction et rôle : L'humidité a un impact direct sur les performances des modules photovoltaïques. Une humidité excessive peut entraîner l'apparition de gouttelettes d'eau ou de moisissures à la surface du module, affectant ainsi la transmission lumineuse et réduisant ainsi l'efficacité de la production d'électricité. Dans les zones sèches et peu pluvieuses, la poussière a tendance à s'accumuler, ce qui nuit encore davantage à l'efficacité de la production d'électricité.

   - Valeur : Les données d'humidité, lorsqu'elles sont utilisées conjointement avec les données de précipitations, peuvent aider à évaluer l'étendue de l'accumulation de poussière sur la surface du module et à déterminer quand effectuer des travaux de nettoyage pour garantir un fonctionnement stable à long terme du système PV.

 6. Surveillance de la pression barométrique

   - Fonction et utilisation : Les variations de pression barométrique sont généralement étroitement liées aux changements climatiques. Une pression barométrique basse s'accompagne souvent de mauvais temps, comme de fortes pluies, des éclairs, des vents violents, etc., tandis qu'une pression barométrique élevée est généralement synonyme de temps clair. La surveillance de la pression barométrique peut aider à prévoir les changements climatiques et à améliorer la précision des prévisions de production d'électricité.

   - Valeur : Les données de pression barométrique fournissent des données aux modèles météorologiques, ce qui contribue à l'évaluation des performances à long terme et à l'optimisation du système, et prend en charge des analyses météorologiques plus complexes.

 Fonctions et valeur des capteurs nécessaires aux stations météorologiques solaires photovoltaïques

Afin de surveiller de manière exhaustive les paramètres météorologiques liés à la production d'énergie photovoltaïque, les stations météorologiques solaires photovoltaïques sont équipées de divers capteurs de haute précision. Voici une description détaillée des capteurs courants, de leurs fonctions et de leurs valeurs :

 1. Capteur de rayonnement solaire (par exemple NBL-W-HPRS)

   - Fonction et rôle : Basé sur le principe de la thermopile, il mesure avec précision le rayonnement solaire total, direct et diffusé. Son revêtement à haute absorption assure une capture efficace de l'énergie solaire, et sa conception à compensation de température réduit l'impact des variations de température ambiante sur les résultats de mesure.

   - Valeur ajoutée : Fournit aux centrales photovoltaïques des données de base pour la prévision de la production d'électricité, contribuant ainsi à optimiser l'implantation et l'inclinaison des modules afin de garantir une conversion maximale de l'énergie lumineuse. Les données d'irradiance accumulées sur une longue période permettent d'élaborer des modèles de prévision de la production d'électricité précis pour la planification du réseau et la gestion de la charge.

 2. Capteur de température et d'humidité (par exemple NBL-W-LBTH)

   - Fonction et rôle : La surveillance de la température et de l'humidité ambiantes a un impact direct sur l'efficacité des modules photovoltaïques. Une température élevée réduit l'efficacité des modules, et l'humidité peut affecter la propreté de leur surface, entraînant une diminution du taux de transmission lumineuse.

   - Valeur : Les données de température sont utilisées pour ajuster le modèle d'efficacité de la production d'énergie et guider la conception de la dissipation thermique, tandis que les données d'humidité aident à évaluer l'accumulation potentielle de saleté et à optimiser le programme de nettoyage pour garantir que la surface du module est propre et que la production d'énergie efficace est maintenue.

 3. Capteur de vitesse et de direction du vent (par exemple NBL-W-DS/NBL-W-SS)

   - Fonction et rôle : La surveillance de la vitesse et de la direction du vent est essentielle à la sécurité structurelle des panneaux photovoltaïques. Des vents violents peuvent endommager la centrale, notamment lorsque la vitesse du vent dépasse la vitesse nominale (20-28 m/s), ce qui peut entraîner des dommages ou une panne des équipements.

   - Valeur ajoutée : Alerte précoce en cas de conditions météorologiques extrêmes pour garantir la sécurité de l'exploitation et de la maintenance. Parallèlement, les données sur la vitesse du vent permettent d'évaluer l'effet de refroidissement et d'optimiser la configuration du parc photovoltaïque afin d'améliorer l'efficacité globale du système.

 4. Capteur de température du panneau (par exemple NBL-W-PPT)

   - Fonction et rôle : monté à l'arrière du module photovoltaïque, il mesure avec précision la température du module et reflète son état de fonctionnement réel. La température du module affecte directement le rendement de la production d'électricité, et toute perte de rendement à haute température doit être compensée et calculée à partir des données de température.

   - Valeur : Utilisé pour corriger la prévision de production d'énergie, aider le personnel d'exploitation et de maintenance à trouver des conditions de chauffage anormales à temps, prendre les mesures de dissipation de chaleur ou les opérations de maintenance correspondantes, prolonger la durée de vie du module et améliorer l'efficacité de la production d'énergie.

 5. Capteur de pression atmosphérique

   - Fonction et rôle : Bien que cela ne soit pas souvent mentionné en particulier, les changements de pression atmosphérique affectent indirectement les conditions climatiques et jouent un rôle de soutien dans l'analyse des performances de production d'électricité à long terme.

   - Valeur : Combiné à d'autres paramètres météorologiques, il fournit des données d'entrée pour des modèles météorologiques plus complexes, contribue à l'évaluation des performances à long terme et à l'optimisation du système, et prend en charge des prévisions de production d'électricité et des décisions de répartition plus précises.

 6. Capteur de précipitations

   - Fonction et rôle : Surveillance en temps réel des précipitations, y compris des phénomènes météorologiques tels que la pluie et la grêle. De fortes pluies ou de la grêle peuvent endommager les modules photovoltaïques, notamment en cas de vents violents et de grêle, où la surface du module est susceptible d'être impactée.

   - Valeur ajoutée : contribue à prévenir les dommages causés aux modules par les inondations et les chocs, en assurant un drainage fluide et en évitant l'immersion des modules. Parallèlement, les données de précipitations permettent d'évaluer le degré d'accumulation de poussière à la surface des modules et d'organiser rationnellement les travaux de nettoyage afin de maintenir le bon fonctionnement du système de production d'électricité.

 Résumé:

La station météorologique solaire photovoltaïque assure une surveillance complète de l'environnement de la centrale photovoltaïque grâce à l'intégration de divers capteurs de haute précision. L'analyse approfondie de ces données garantit non seulement un fonctionnement sûr et stable de la centrale, mais améliore également le rendement de la production d'électricité et réduit les coûts d'exploitation et de maintenance, un atout technique indispensable à une utilisation efficace de l'énergie photovoltaïque. Plus précisément, les données fournies par la station météorologique jouent un rôle important dans les aspects suivants :

1. Surveillance en temps réel : le capteur permet de surveiller en temps réel les conditions météorologiques de la zone où se trouve la centrale photovoltaïque, notamment la température, l'humidité, la vitesse et la direction du vent. Ces données sont cruciales pour l'exploitation et la maintenance de la centrale, permettant d'ajuster sa stratégie d'exploitation à temps pour garantir un fonctionnement sûr et efficace.   

2. Alerte précoce intelligente : Grâce aux données de surveillance des capteurs, la station météorologique peut alerter en amont des conditions météorologiques défavorables susceptibles d'affecter le fonctionnement de la centrale photovoltaïque, telles que des vents violents et de fortes pluies. L'équipe d'exploitation et de maintenance dispose ainsi d'un délai précieux pour effectuer des contrôles de sécurité et prendre des mesures de protection, évitant ainsi efficacement les pannes et les pertes de la centrale dues à des facteurs météorologiques.

3. Analyse de l'efficacité énergétique : Grâce aux données météorologiques collectées par les capteurs, la station météorologique peut réaliser une analyse de l'efficacité énergétique afin d'évaluer le rendement de la production d'électricité de la centrale photovoltaïque. Cela fournit une base scientifique pour optimiser l'aménagement de la centrale et améliorer sa capacité de production, contribuant ainsi à accroître ses retombées économiques.

4. Réduire les coûts d'exploitation et de maintenance : le capteur peut avertir à l'avance des catastrophes météorologiques potentielles et de la baisse de l'efficacité de la production d'électricité, afin que la centrale électrique puisse prendre des mesures de prévention et de réaction à l'avance, réduisant ainsi les coûts d'exploitation et de maintenance et le taux de défaillance.

En résumé, la station météorologique solaire photovoltaïque fournit des données essentielles pour la prévision de la production d'électricité, la gestion de l'exploitation et de la maintenance et la sécurité des centrales photovoltaïques grâce à une surveillance précise des facteurs météorologiques (tels que l'irradiance, la température, la vitesse du vent, les précipitations, l'humidité, etc.). Ces données améliorent non seulement l'efficacité de la production d'électricité photovoltaïque, mais permettent également d'alerter rapidement en cas de conditions météorologiques extrêmes et de prévenir les dommages matériels, garantissant ainsi la stabilité à long terme du fonctionnement des centrales photovoltaïques. Grâce au déploiement de capteurs adaptés, la station météorologique assure une surveillance météorologique complète et en temps réel des centrales photovoltaïques, garantissant ainsi une planification énergétique et une optimisation du système.

  Fiche technique des capteurs de rayonnement solaire pyranomètres

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