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Station météo pour champ photovoltaïque
Le suivi du rendement d’un champ de production électrique de type photovoltaïque est décrit dans la normalisation IEC 61724. Le but étant de comprendre le rendement intimement lié à la présence du soleil et d’observer les causes des baisses de production, qui ont généralement pour origine les variations climatiques du site.
La norme IEC 61724 préconise l’enregistrement de plusieurs paramètres météorologiques en précisant l’intervalle d’enregistrement et fournit des recommandations sur le positionnement des capteurs. De ces grandeurs physiques collectées découlent ensuite des données élaborées.
Dans cette page, nous vous proposons de découvrir plusieurs stations météo qui répondent à cette norme.
Données météo requises par la norme IEC 61724 :
Puissance de l’ensoleillement :
Un capteur est placé dans le même plan que les panneaux solaires afin de mesurer l’éclairement global incident. Un second capteur peut être placé dans le plan horizontal pour comparaison avec d’autres sites.
Pour obtenir un résultat le plus proche du spectre solaire, la norme IEC 61724 préconise l’emploi d’un pyranomètre. Il existe plusieurs types de capteurs pouvant mesurer la puissance solaire : Les radiomètres silicium et les pyranomètres à thermopiles; Seuls, ces derniers peuvent fournir une courbe du rayonnement solaire convenable.
Température de l’air :
La température a un effet direct sur la perte de rendement d’un panneau photovoltaïque. Les deux températures sont prises comme suit :
La température de l’air est prise dans un abri blanc spécialement conçu pour protéger le capteur du rayonnement solaire direct ou indirect et de la pluie ou des éclaboussures, tout en laissant passer l’air.
Ce type d’abri, systématiquement utilisé en météorologie, ressemble à un empilement d’assiettes qui doit être installé à 1,5 m au-dessus du sol.
Température des modules :
La température des modules photovoltaïques est prise au moyen d’une sonde de température plate qui est collée sur la face arrière du module. La principale perte d’énergie se situe ici. Un panneau solaire délivre toute sa puissance lorsque l’ensoleillement est de 1000 Watts/m2 et de 25°C.
Avec l’élévation de la température le rendement diminue de façon notable. Cette température élevée avec ce non-rendement est souvent observée en plein été.
Mesure de la vitesse du vent :
La norme indique que la vitesse du vent doit être prise à la hauteur et à un emplacement qui sont représentatifs des conditions rencontrées par le champ de modules photovoltaïques. Le vent a un effet sur la ventilation des panneaux photovoltaïques, notamment dans l’abaissement de la température des modules.
Pluviométrie :
La mesure des précipitations reste optionnelle dans la norme IEC 61724. Toutefois, l’un de nos modèles, la station météo SOLIS-40 et équipée d’un pluviomètre automatique à augets basculants.
Gestion des données et communication :
Deux modes de gestion des données peuvent être utilisés selon la présence d’un automate PLC sur le site ou non. Nos stations météo utilisent toutes un système d’acquisition des données équipé d’une mémoire de 2 Mo et procurant une très grande autonomie. De plus, l’acquisition des données peut être différente d’une grandeur physique à une autre, par exemple, la vitesse du vent peut être acquise toutes les secondes et la température toutes les minutes ou toutes les dix minutes. De par ce système de gestion de la mémoire très souple et définissable par l’utilisateur, l’autonomie peut être plus ou moins importante.
Système d’acquisition en esclave d’un automate PLC :
La station météo devient un périphérique distant de l’automate du champ photovoltaïque. Une liaison RS-485 est installée entre l’automate et le système d’acquisition de la station météo. Les requêtes au protocole MODBUS sont effectuées par l’automate à un intervalle programmé (généralement toutes les secondes).
Station météo autonome avec prise en charge du rendement du champ :
Au-delà de l’acquisition des données météo préconisé par la norme IEC 61724, nos systèmes d’acquisition peuvent enregistrer également les paramètres de production des panneaux photovoltaïques. La récupération des données horodatées peut être réalisée au moyen des modes de communications habituels comme Internet, le GPRS, téléphone etc…
Les différentes stations météo spécialisées pour les champs photovoltaïque
Plusieurs modèles adaptés à l’acquisition des données météo en conformité avec la norme IEC 61724 sont proposés. Ces modèles ont été réalisés pour répondre au mieux aux différentes demandes de notre clientèle et ont été installés dans de nombreux sites. Sur un même site, il n’est pas inhabituel de trouver un mixte de plusieurs stations météo décrites ci-dessous.
SOLIS-10
C’est notre station météo d’entrée de gamme et disposant de la vitesse et direction du vent, de la température de l’air et d’une sonde de température plate à coller au dos d’un panneau photovoltaïque. Un pyranomètre, à incliner avec le même angle que les panneaux photovoltaïques permet de connaître le rayonnement global vu par l’installation. Cette station est à alimenter par le secteur 220 V ou par une source de courant continu 12 Volts. La transmission des données est réalisée sur requête de l’automate de gestion du champ photovoltaïque en utilisant le protocole MODBUS sur une ligne série RS-485.
Un mât de 3 mètres installé dans un massif en béton vient supporter l’ensemble des capteurs et du système d’acquisition des données.
Page SOLIS-10, station météo avec anémomètre, girouette, pyranomètre et température de l'air et modules
SOLIS-20
C’est une station météo autonome et alimentée au moyen de son propre panneau photovoltaïque. Trois types de paramètres sont mesurés : Le rayonnement solaire dans le plan des modules photovoltaïques, deux sondes de températures au dos des modules et la température et l’humidité de l’air. Cette station est destinée à communiquer sur requêtes de l’automate de gestion du site.
Page SOLIS-20, station météo électronique avec pyranomètre, température-humidité de l'air et température des modules.
SOLIS-30
Cette station est identique à la station SOLIS 20 mais dispose en plus d’un second pyranomètre destiné à mesurer en continu le rayonnement global dans le plan horizontal cette fois. La mesure de l’ensoleillement dans le plan horizontal est préconisée par la norme IEC 61724 afin de pouvoir comparer les sites entre eux.
Page SOLIS-30, station météo spécialisée dans le solaire avec deux pyranomètres, température-humidité de l'air et température des modules.
SOLIS-40
SOLIS 40 est une station météo regroupant l’ensemble des capteurs recommandés pour l’accompagnement d’un champ photovoltaïque y compris ceux optionnels. Cette station comprend la vitesse et la direction du vent, le rayonnement global dans le plan des modules, deux sondes de températures des modules à installer au dos de ceux-ci, la température et l’humidité de l’air prise dans un abri blanc avec ventilation forcée et un pluviomètre en aluminium. Cette station météo est alimentée par un panneau solaire.
Page SOLIS-40, station météo avec pluviomètre, pyranomètre, température-humidité de l'air et température des modules photovoltaïques.
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