Guide d'installation du système de surveillance météorologique photovoltaïque en ligne pour les projets d'énergie solaire

Un système de surveillance météorologique photovoltaïque en ligne est installé pour expliquer pourquoi une centrale photovoltaïque produit l'électricité qu'elle produit. L'irradiation, la température du module, le vent, l'humidité et la pression ne sont pas des valeurs de décoration ; ce sont les données de référence utilisées par les propriétaires, les entrepreneurs EPC et les équipes O&M pour comparer la production attendue avec la production réelle.

Pour les projets d’énergie solaire, la qualité de l’installation affecte directement la qualité des données. Un pyranomètre ombragé, un capteur de vent bloqué par un cadre de montage ou un capteur de température de module mal fixé peuvent créer des données qui semblent précises mais qui induisent en erreur l'analyse des performances. Cet article se concentre sur les décisions d’installation importantes au niveau du site.

Contexte du projet et demande d’application industrielle

Les centrales photovoltaïques ont besoin de données météorologiques pour le calcul du rapport de performance, la prévision de la puissance, les décisions de nettoyage et l'analyse des pannes. Lorsque l'irradiation est élevée mais que la production est faible, l'ingénieur O&M doit savoir si la cause est la température du module, l'encrassement, la limitation de l'onduleur, l'ombrage, le refroidissement du vent ou un défaut électrique. Sans données météorologiques locales, la discussion devient une conjecture.

Une station de surveillance photovoltaïque pratique mesure généralement l'irradiation globale, le rayonnement direct ou diffus si nécessaire, l'irradiation sur plan incliné, les UV ou l'éclairement dans certains projets, la température du module photovoltaïque, la température et l'humidité ambiantes, la vitesse du vent, la direction du vent et la pression atmosphérique. Certaines usines ajoutent des capteurs de pluie et de saleté pour prendre en charge les programmes de nettoyage.

Position du produit dans l'architecture de surveillance photovoltaïque

La station météorologique photovoltaïque se trouve à l’extérieur de l’équipement de conversion d’énergie mais est étroitement liée au fonctionnement de l’usine. Les capteurs envoient des données à un collecteur, un enregistreur, une RTU ou une passerelle. Les données entrent ensuite dans la plateforme de surveillance, le système SCADA ou le logiciel d'analyse des performances. Pour les propriétaires d'usines, la station est un instrument de référence ; pour les équipes EPC, cela fait partie de l’acceptation et du transfert d’O&M à long terme.

La station doit être installée là où elle représente le générateur photovoltaïque, et non là où elle est la plus facile à monter. Le plan du pyranomètre, l'emplacement du capteur de température du module et l'espace libre du capteur de vent doivent être décidés avant l'installation civile. L'accès pour le nettoyage, l'étalonnage et l'inspection doit également être inclus dans l'aménagement.

Compatibilité des communications et des protocoles

Les projets de surveillance météorologique photovoltaïque utilisent généralement RS485 et Modbus RTU car le collecteur doit lire plusieurs capteurs dans une armoire ou une station de terrain. L'intégrateur doit confirmer l'adresse du capteur, le débit en bauds, la carte de registre, l'unité de données et la mise à l'échelle avant de se connecter à la plate-forme.

Pour les installations à grande échelle, des passerelles 4G, Ethernet ou basées sur la fibre optique peuvent être utilisées pour télécharger des données. Pour les PV distribués, un enregistreur plus petit peut suffire s'il stocke les données historiques et assure une communication stable. Le point important est que les données d’irradiation et de température du module doivent partager la même logique d’horodatage que les données de production de l’onduleur.

Paramètres techniques

Méthode d'installation et vérifications sur le terrain

• Vérifiez tous les accessoires avant l'installation : capteurs, support, panneau solaire, batterie, collecteur, câbles et pièces de montage.

• Manipulez les capteurs avec précaution ; les capteurs de rayonnement et les capteurs de vent sont des instruments de précision et non des raccords métalliques ordinaires.

• Alignez correctement la direction du vent. Si le marqueur de direction nécessite un alignement vers le sud, l'installateur doit le suivre avant de serrer le support.

• Évitez l'ombrage des bâtiments, des rangées photovoltaïques, des chemins de câbles et des équipements à proximité. Même un ombrage court peut fausser les données d'irradiation.

• Maintenez la surface du capteur de rayonnement au niveau ou alignée sur le plan d'inclinaison spécifié en fonction de l'objectif de surveillance.

• Planifiez le cheminement des câbles, les connecteurs étanches, la mise à la terre et la protection contre la foudre avant la mise sous tension de la station.

Scénarios d'application et valeur technique

Centrale photovoltaïque à grande échelle

Défi du site :Les grands sites ont besoin de données de référence de performances pour de nombreux blocs onduleurs et différentes conditions de terrain.

Schéma d'intégration du système :Installez des stations météorologiques photovoltaïques à proximité de panneaux représentatifs et connectez les capteurs RS485 à une plate-forme de surveillance de l'usine.

Valeur utilisateur :Les équipes O&M peuvent comparer la puissance de sortie avec l’irradiation et la température des modules au lieu de juger uniquement par la production.

PV commercial distribué sur les toits

Défi du site :Les structures de toit créent de l'ombrage, des turbulences du vent et des restrictions d'accès pour l'entretien.

Schéma d'intégration du système :Utilisez une surveillance compacte de l'irradiation, de la température du module et des conditions météorologiques ambiantes avec un montage soigné.

Valeur utilisateur :Les propriétaires peuvent déterminer si un faible rendement est dû aux intempéries, à l'ombrage, à la saleté ou à des défauts d'équipement.

Acceptation PV EPC

Défi du site :Le transfert du projet nécessite des preuves traçables que les données de surveillance sont stables et correctement intégrées.

Schéma d'intégration du système :Vérifiez l'orientation du capteur, les unités de la plate-forme, la correspondance de l'horodatage et l'exportation des données lors de la mise en service.

Valeur utilisateur :Les équipes EPC et propriétaires réduisent les litiges lors de l’acceptation des performances.

Recherche sur les ressources solaires

Défi du site :Les projets de recherche ont besoin de valeurs de rayonnement direct, diffus, incliné et global à des fins de comparaison.

Schéma d'intégration du système :Utilisez plusieurs capteurs de rayonnement et des métadonnées claires pour l'angle, la hauteur et le programme de nettoyage.

Valeur utilisateur :Les chercheurs obtiennent des ensembles de données réutilisables au lieu de lectures isolées.

Guide de sélection et d'acceptation

Les acheteurs doivent séparer la surveillance météorologique photovoltaïque de base de la surveillance avancée des ressources solaires. Une installation de base peut avoir besoin de l'irradiation globale, de la température du module, de la température ambiante et du vent. Un projet d’évaluation des ressources peut nécessiter une mesure du rayonnement direct, du rayonnement diffus, de l’irradiation inclinée, des UV et des salissures. L'ajout de chaque capteur sans objectif d'analyse ne fait qu'augmenter les coûts de maintenance.

L'acceptation doit inclure une vérification du caractère raisonnable des données. L'irradiation doit augmenter et diminuer avec la position solaire, la température du module doit réagir à l'irradiation et au vent, et les précipitations ou les événements de nettoyage doivent être visibles dans le journal d'exploitation. Si une valeur est techniquement affichée mais physiquement déraisonnable, l’installation doit être revue.

Limites de configuration de la surveillance PV

Une station météo PV ne doit pas être configurée uniquement à partir d’une liste météorologique générique. Une centrale électrique a besoin de données pouvant expliquer les écarts de production. L'irradiance globale, l'irradiance inclinée et la température du module sont directement liées à la puissance de sortie. La vitesse du vent, la température ambiante et l’humidité fournissent le contexte environnemental. Les informations sur les précipitations et l’encrassement aident les équipes O&M à déterminer si un nettoyage est nécessaire.

Le rayonnement direct, le rayonnement diffus, le rayonnement UV et le rayonnement net ne doivent être ajoutés que lorsque le projet nécessite une évaluation des ressources ou une analyse de qualité recherche. Pour de nombreux projets d'acceptation EPC, un trop grand nombre de canaux inutilisés génère davantage de travail de nettoyage et d'étalonnage sans améliorer la décision opérationnelle.

Liste de contrôle d'acceptation PV

• Le pyranomètre n'est pas ombragé par des rangées photovoltaïques, des chemins de câbles ou des structures à proximité.

• Le capteur de température du module est fixé à une feuille arrière de module représentative.

• Le plan d'irradiation est documenté comme horizontal, incliné ou les deux.

• Les données météorologiques et les données de l'onduleur utilisent des horodatages comparables.

• La plateforme affiche les unités correctes pour W/m2, ℃, m/s, direction et précipitations.

• L'accès au nettoyage et à l'inspection est possible sans retirer les structures majeures.

Erreurs courantes d’approvisionnement en stations météorologiques photovoltaïques

• Acheter une station météo sans définir si elle est destinée à l'O&M, à l'acceptation EPC ou à l'évaluation des ressources.

• Utiliser une seule station pour un site complexe avec plusieurs pentes ou orientations de réseaux.

• Ignorer la température du module même si elle est nécessaire pour expliquer la perte thermique.

• Oublier les procédures d’étalonnage et de nettoyage des capteurs de rayonnement.

Comment les ingénieurs utilisent les données météorologiques photovoltaïques après la mise en service

Après la mise en service, la station doit faire partie du flux de travail O&M. Les ingénieurs comparent l’irradiation avec la sortie de l’onduleur pour identifier les pertes anormales. Ils comparent la température du module avec le comportement thermique attendu pour expliquer une efficacité moindre pendant les périodes chaudes. Ils comparent les enregistrements de précipitations et de salissures avec les journaux de nettoyage pour décider si un événement de nettoyage est justifié.

La station doit donc être incluse dans le rapport quotidien ou hebdomadaire de l'usine. Si la station météo n’est traitée que comme un accessoire, ses données n’influenceront pas les décisions. Une meilleure approche consiste à définir plusieurs contrôles standard : disponibilité de l'irradiation, caractère raisonnable de la température du module, temps de disponibilité des communications et si les capteurs de rayonnement doivent être nettoyés.

Informations à fournir avant le devis

Pour une demande de projet photovoltaïque, l'acheteur doit fournir la capacité de l'installation, la disposition du réseau, l'inclinaison du module, le nombre de blocs onduleurs, le type de plate-forme de surveillance, si un rayonnement horizontal ou incliné est requis et si le projet nécessite un rayonnement direct ou diffus. Si le site présente des orientations de terrain ou de réseau différentes, cela doit être signalé tôt car cela peut affecter le nombre de stations.

FAQ sur les décisions de projet

Q1 : Quel est le capteur le plus important dans une station météo photovoltaïque ?

R : L'irradiation solaire est la référence principale, mais la température du module est également essentielle car la production photovoltaïque change avec la température de fonctionnement du module.

Q2 : Pourquoi la position d'installation est-elle si importante ?

R : Les données météorologiques photovoltaïques sont utilisées pour l’analyse des performances. Si le capteur est ombragé ou placé dans une zone non représentative, l'usine peut prendre de mauvaises décisions en matière d'exploitation et d'entretien.

Q3 : Le capteur de rayonnement doit-il être horizontal ou incliné ?

R : Cela dépend du but recherché. Le rayonnement global horizontal est courant comme référence météorologique, tandis que l'irradiation plan incliné est utile pour comparer l'exposition réelle du module.

Q4 : Les stations météorologiques photovoltaïques peuvent-elles utiliser RS485 Modbus ?

R : Oui. RS485 Modbus est couramment utilisé pour connecter des capteurs de rayonnement, de température, de vent et autres à des enregistreurs de données ou à des systèmes de surveillance d'usine.

Q5 : Que faut-il vérifier avant l'installation ?

R : Vérifiez les accessoires, le support, l'orientation du capteur, le cheminement des câbles, l'alimentation électrique, la mise à la terre, les champs de la plate-forme et le chemin d'accès pour la maintenance.

Q6 : De combien de stations météorologiques photovoltaïques une installation a-t-elle besoin ?

R : Cela dépend de la taille de l’usine, du terrain, de l’orientation du réseau et des exigences d’analyse des performances. Les sites grands ou inégaux peuvent nécessiter plus d’une station.

Q7 : Comment les données pluviométriques aident-elles à l'exploitation et à la maintenance du système photovoltaïque ?

R : Les précipitations contribuent à expliquer le nettoyage naturel des modules, les changements de salissure et les changements de génération liés aux conditions météorologiques. Lorsque les précipitations sont comparées aux enregistrements d’irradiation et de salissure, l’équipe O&M peut décider si un nettoyage manuel est toujours nécessaire.

Q8 : Quels documents un acheteur doit-il demander ?

R : Demandez les fiches techniques des capteurs, les tableaux de registre Modbus, les dessins de câblage, les notes d'installation, les conseils d'étalonnage et les dossiers de mise en service. Ces documents réduisent le temps d'intégration et facilitent le dépannage ultérieur.

Q9 : Comment NiuBoL prend-il en charge les projets de surveillance photovoltaïque ?

R : NiuBoL fournit des composants de surveillance météorologique photovoltaïque et des solutions de stations météorologiques pour la surveillance des centrales solaires et l'intégration O&M.

Q10 : Quelles informations doivent être incluses dans une demande de renseignements sur une station météorologique photovoltaïque ?

R : Une enquête utile devrait inclure la capacité de l’usine, la disposition du réseau, l’inclinaison du module, le type d’irradiation requis, la méthode de communication et les exigences de la plate-forme de surveillance. Cela permet au fournisseur de recommander des capteurs et la quantité de stations au lieu de citer une station météorologique générique.

Résumé

Un système de surveillance météorologique photovoltaïque en ligne n'est utile que lorsque l'installation est représentative, stable et maintenable. Pour les acheteurs, la décision principale consiste à définir les questions de performances photovoltaïques auxquelles le système doit répondre, puis à sélectionner les capteurs, la méthode de montage et l'interface de communication en conséquence. Les solutions de surveillance météorologique photovoltaïque NiuBoL peuvent prendre en charge les centrales solaires qui ont besoin de données fiables sur l'irradiation, la température des modules et les conditions météorologiques du site.

Fiche technique des capteurs de rayonnement solaire pyranomètre

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

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

Fiche technique de l'instrument de surveillance de la poussière photovoltaïque du capteur de salissure NBL-W-PSS.pdf

Compteur de rayonnement solaire à suivi entièrement automatique 3 en 1.pdf