Introduction
Un système de surveillance photovoltaïque ne se contente pas d'enregistrer l'irradiance solaire. Ses données de mesure servent à évaluer la performance de la centrale, à identifier les pertes potentielles et à soutenir l'évaluation des performances. En pratique, le défi ne consiste pas simplement à choisir des capteurs précis. La classe de surveillance, les paramètres requis, l'installation des capteurs, l'étalonnage et la qualité des données influent tous sur le caractère représentatif et utile des données collectées.
IEC 61724 n'est pas simplement une spécification de capteur. L'IEC 61724-1:2021 fournit un cadre pour la surveillance des performances des systèmes photovoltaïques, couvrant les équipements de surveillance, les méthodes de mesure, la qualité des données et les classes de surveillance. La configuration de mesure requise peut varier selon la configuration photovoltaïque et l'objectif de surveillance. Les systèmes bifaciaux, par exemple, peuvent nécessiter des mesures d'irradiance supplémentaires pour tenir compte de la contribution de la face arrière.
Ce guide explique les principales exigences de l'IEC 61724 et les met en relation avec la sélection pratique des capteurs. Il couvre les classes de surveillance, les mesures d'irradiance et de température, la surveillance du vent et de l'encrassement, l'installation des capteurs, l'étalonnage, l'acquisition de données et les points clés à vérifier lors de la spécification d'un système de surveillance photovoltaïque.
Que signifie l'IEC 61724 pour un système de surveillance photovoltaïque ?
L'IEC 61724-1:2021 fournit des exigences et des recommandations pour la surveillance des performances des systèmes photovoltaïques. Elle couvre les équipements, les méthodes de mesure, les paramètres surveillés et la qualité des données nécessaires pour collecter des données de performance significatives d'un système photovoltaïque. Dans les projets pratiques, elle fournit un cadre commun pour décider ce qui doit être mesuré et comment le système de surveillance doit être configuré.
Il ne s'agit pas seulement de capteurs. La valeur des données de surveillance photovoltaïque dépend du processus de mesure complet : Capteur → Installation → Acquisition de données → Qualité des données → Analyse des performances. Un capteur d'irradiance précis, par exemple, ne peut pas fournir de données représentatives s'il est mal positionné, mal entretenu ou connecté à un système qui enregistre les mesures de manière incorrecte. Le même principe s'applique aux mesures de température, de vent et d'encrassement.
Pour la sélection des équipements, la classe de surveillance et les paramètres de mesure requis doivent être définis avant de choisir les capteurs individuels. Cela fournit une base pratique pour faire correspondre la précision des capteurs, la plage de mesure, la méthode d'installation, l'interface de communication et les exigences de maintenance au projet photovoltaïque réel.
IEC 61724-1:2021 : Qu'est-ce qui a changé ?
Pour toute personne spécifiant un système de surveillance photovoltaïque, l'édition 2021 est importante car certains de ses changements affectent la façon dont les classes de surveillance, les mesures d'irradiance et les mesures d'encrassement sont configurées. Vous n'avez pas besoin de lire chaque clause pour comprendre l'impact pratique. Trois domaines sont particulièrement pertinents lors de la sélection et de l'application des capteurs de surveillance photovoltaïque.
La classe C a été supprimée
L'IEC 61724-1:2021 utilise les systèmes de surveillance de classe A et de classe B, tandis que la catégorie de classe C de l'édition précédente a été supprimée. La classe de surveillance doit donc être établie avant de définir les équipements de mesure et les exigences relatives aux capteurs pour un projet.
Surveillance photovoltaïque bifaciale
Les modules bifaciaux reçoivent le rayonnement sur les faces avant et arrière. Pour ces systèmes, la configuration de surveillance peut devoir prendre en compte l'irradiance de la face arrière et le rayonnement réfléchi, selon la conception photovoltaïque et l'objectif de surveillance. Cela rend le type de capteur, la position de mesure et la géométrie d'installation plus importants que le simple choix d'un capteur en fonction de sa spécification de précision.
Mesures d'irradiance et d'encrassement
L'édition 2021 a également mis à jour les exigences relatives à la mesure de l'irradiance et à l'évaluation de l'encrassement. Dans les projets pratiques, ces mesures dépendent non seulement du capteur lui-même, mais aussi de l'étalonnage, de l'installation, du nettoyage et de la stabilité de mesure à long terme. Pour cette raison, les capteurs d'irradiance et d'encrassement doivent être considérés comme faisant partie de la configuration de surveillance complète plutôt que comme des instruments autonomes.
Le point pratique est simple : définissez d'abord la classe de surveillance et les mesures requises, puis sélectionnez les capteurs et la méthode d'installation qui leur correspondent. Cela devient particulièrement important lorsque la centrale utilise des modules bifaciaux ou nécessite une analyse de performance plus détaillée.
IEC 61724 Classe A vs. Classe B
La classe A impose des exigences de surveillance plus strictes que la classe B. La différence se reflète principalement dans la qualité de mesure requise, les équipements de surveillance, le contrôle de l'installation et la maintenance du système de surveillance photovoltaïque.
| Niveau de surveillance | Qualité de mesure supérieure | Qualité de mesure modérée |
| Exigences relatives aux équipements | Plus exigeantes | Moins exigeantes |
| Installation | Contrôle plus strict des conditions de mesure | Exigences plus simples |
| Maintenance | Plus exigeantes | Moins exigeantes |
| Objectif principal | Surveillance détaillée des performances | Surveillance générale des performances |
La capacité de la centrale seule ne détermine pas la classe de surveillance. L'objectif du projet, la qualité de mesure requise, la configuration photovoltaïque et les exigences d'évaluation des performances doivent être considérés ensemble. Une centrale plus grande n'exige pas automatiquement la classe A, tout comme une centrale plus petite n'est pas automatiquement limitée à la classe B.
Classe de surveillance IEC vs. Classe de pyranomètre
Un point est facile à manquer lors de l'achat d'un pyranomètre : la classe A/B de l'IEC 61724 et la classe A/B de l'ISO 9060 ne sont pas la même classification.
Les classes A et B de l'IEC 61724 décrivent le système de surveillance des performances photovoltaïques, tandis que les classes A et B de l'ISO 9060 décrivent la classification des performances des pyranomètres. Les deux classifications sont liées à la qualité de mesure, mais elles s'appliquent à des choses différentes.
Cette distinction est importante lors de la spécification des capteurs d'irradiance. Définissez d'abord les exigences de surveillance du projet photovoltaïque. Ensuite, sélectionnez un pyranomètre en fonction des performances de mesure requises, de la classification ISO applicable, du plan de mesure, de l'étalonnage et des conditions d'installation.
Si vous comparez des pyranomètres de classe A et de classe B, notre guide “Pyranomètres de classe A vs classe B : lequel vous faut-il ?” explique la différence entre les deux classifications ISO 9060 et les points pratiques à vérifier avant l'achat.
Quels capteurs sont utilisés dans la surveillance photovoltaïque IEC 61724 ?
Les systèmes de surveillance photovoltaïque utilisent différents capteurs pour mesurer l'irradiance, la température des modules, les conditions météorologiques et l'encrassement. La configuration requise varie selon la classe de surveillance et la conception de la centrale photovoltaïque. La sélection des capteurs doit commencer par les paramètres nécessaires à l'analyse de performance.
Capteur d'irradiance POA
L'irradiance POA mesure le rayonnement solaire reçu sur le même plan que les modules photovoltaïques. Elle fournit une référence pour l'énergie solaire disponible pour le champ et constitue une entrée importante pour l'analyse de performance.
L'inclinaison et l'orientation du capteur doivent correspondre au champ photovoltaïque. Les ombrages et obstructions doivent également être évités. Capteur Yantai TBQ-2C est un pyranomètre à thermopile conçu pour la mesure du rayonnement solaire et peut être utilisé dans la surveillance de l'irradiance photovoltaïque.
Mesure du GHI
Le GHI mesure le rayonnement solaire reçu sur une surface horizontale. Il fournit une référence pour la ressource solaire du site et peut soutenir l'analyse de performance photovoltaïque.
Le GHI et le POA ne doivent pas être traités comme des mesures interchangeables. Le GHI utilise un plan de référence horizontal, tandis que le POA suit l'orientation du champ photovoltaïque. Le TBQ-2C peut être utilisé pour la mesure du rayonnement solaire global.
Capteur de température du module
La température des modules affecte la production électrique photovoltaïque et peut différer considérablement de la température ambiante. Mesurer directement le module fournit des informations plus utiles lors de l'interprétation des variations de puissance de sortie.
Le capteur doit maintenir un bon contact thermique avec un module représentatif. Le capteur de température de module de Yantai Sensor prend en charge la surveillance environnementale photovoltaïque, tandis que XF500S-CWB intègre la mesure de la température des modules dans un système de surveillance photovoltaïque compact.
Capteurs de température ambiante et de conditions météorologiques
La température ambiante fournit des informations environnementales de base pour l'analyse des performances photovoltaïques. La vitesse et la direction du vent aident à expliquer la dissipation thermique des modules et l'évolution des conditions du site.
Le XF500S-CWB intègre la température ambiante, l'humidité, la température du module, la vitesse du vent, la direction du vent, la pression atmosphérique et le rayonnement POA dans une seule unité de surveillance compacte. Il est adapté aux projets nécessitant plusieurs paramètres environnementaux photovoltaïques à partir d'un seul dispositif.
Capteur d'encrassement
La poussière et d'autres contaminations de surface peuvent réduire le rayonnement atteignant les modules photovoltaïques. Un capteur d'encrassement aide à quantifier cet effet et fournit des données utiles pour les décisions de nettoyage.
DustLV est conçu pour la surveillance de la pollution des modules photovoltaïques. Il suit la contamination de surface par mesure optique et fournit un indice d'état de pollution pour une surveillance continue.
Irradiance arrière et albédo pour le photovoltaïque bifacial
Les modules bifaciaux reçoivent également du rayonnement sur leur face arrière. La surveillance peut donc inclure l'irradiance côté arrière ou le rayonnement réfléchi, selon la configuration photovoltaïque et l'objectif d'évaluation.
La position du capteur devient particulièrement importante dans cette application car le rayonnement côté arrière varie avec la hauteur du module, l'espacement des rangées, la surface du sol et les conditions environnantes. RYQ-3 peut être configuré pour des applications de surveillance du rayonnement photovoltaïque nécessitant des mesures de rayonnement supplémentaires.
Comment associer les paramètres photovoltaïques aux capteurs ?
La sélection des capteurs doit commencer par le paramètre à mesurer, puis prendre en compte la conception de la centrale photovoltaïque, l'objectif de surveillance, la qualité de mesure et les conditions d'installation. Le tableau ci-dessous fournit une référence pratique pour associer les paramètres de surveillance photovoltaïque courants aux types de capteurs appropriés.
| Paramètre photovoltaïque | Ce qu'il indique | Capteur typique |
| Irradiance POA | Rayonnement solaire reçu par le plan du champ photovoltaïque | Pyranomètre / capteur d'irradiance |
| GHI | Rayonnement solaire sur un plan horizontal | Pyranomètre |
| Température de module | Température de fonctionnement des modules photovoltaïques | Capteur de température de module |
| Température ambiante | Température de l'air ambiant | Capteur de température |
| Humidité | Humidité du site et conditions environnementales | Capteur d'humidité |
| Vitesse du vent | Mouvement de l'air et conditions de refroidissement des modules | Anémomètre |
| Direction du vent | Conditions de flux d'air local | Capteur de direction du vent |
| Encrassement | Contamination de la surface des modules et pertes associées | Capteur d'encrassement |
| Irradiance côté arrière | Rayonnement disponible pour les surfaces arrière des modules bifaciaux | Capteur d'irradiance |
| Albédo | Rayonnement réfléchi par la surface du sol | Système de mesure de l'albédo |
Combien de capteurs une centrale photovoltaïque nécessite-t-elle ?
Il n'existe pas de quantité fixe de capteurs pour chaque centrale photovoltaïque. Le nombre requis dépend de la classe de surveillance, de la taille de la centrale, de la disposition du site, de l'orientation des modules, de la configuration du tracker, de la conception bifaciale et de la variation environnementale locale.
Une approche pratique consiste à placer suffisamment de capteurs pour capturer les différences significatives à travers le champ photovoltaïque. L'objectif n'est pas d'installer autant de capteurs que possible, mais d'obtenir des mesures représentatives pour les zones surveillées.
Pour l'approvisionnement, la quantité de capteurs doit donc être définie conjointement avec la disposition de la centrale et les exigences de surveillance, plutôt que sélectionnée uniquement en fonction de la capacité de la centrale.
Où les capteurs de surveillance photovoltaïque doivent-ils être installés ?
Le placement des capteurs affecte directement la représentativité des données collectées pour le champ photovoltaïque. Chaque capteur doit donc être installé en fonction de ce qu'il mesure et des conditions autour du champ.
Capteur d'irradiance
Installez le capteur d'irradiance dans le même plan et la même orientation que le champ photovoltaïque surveillé. Évitez l'ombrage des modules, structures, arbres ou autres équipements, et maintenez le capteur accessible pour le nettoyage et l'inspection.
Capteur de température du module
Montez le capteur fermement sur un module photovoltaïque représentatif et maintenez un contact thermique stable avec la surface du module. Le module sélectionné doit refléter les conditions de fonctionnement typiques de la zone surveillée plutôt qu'un emplacement inhabituel au sein du champ.
Capteur de vent
Choisissez une position avec un flux d'air non obstrué et éloignez le capteur des structures, équipements ou autres sources de turbulence locale. La hauteur d'installation doit convenir à la configuration photovoltaïque et à l'objectif de la mesure.
Capteur d'encrassement
Placez le capteur d'encrassement là où l'exposition à la poussière est représentative des modules photovoltaïques surveillés. Il doit être facilement accessible pour le nettoyage, l'inspection et la maintenance périodique.
Précision, étalonnage et maintenance des capteurs
Un capteur peut sembler bon sur le papier et néanmoins fournir des données médiocres sur le terrain. Lors de la comparaison de capteurs de surveillance photovoltaïque, vérifiez la plage de mesure, la réponse, la stabilité, les conditions de fonctionnement et les exigences de mesure applicables au projet. Les spécifications du capteur doivent être cohérentes avec les conditions dans lesquelles il sera réellement installé.
Vérifier la précision
La précision n'est qu'un chiffre sur une fiche technique. Examinez également la plage de mesure, le temps de réponse, la stabilité et la température de fonctionnement. Pour les capteurs d'irradiance, les performances de mesure et les conditions d'installation sont particulièrement importantes car de petites erreurs peuvent affecter l'analyse ultérieure des performances.
Vérifier l'étalonnage
Demandez le certificat d'étalonnage avant de passer la commande. Il vaut également la peine de vérifier la date d'étalonnage, la traçabilité et l'intervalle de réétalonnage recommandé. Ces détails deviennent importants lorsque les données de surveillance seront utilisées pour l'évaluation à long terme de la centrale ou comparées à d'autres enregistrements de mesure.
Vérification de la maintenance
La plupart des opérations de maintenance sont simples : garder la surface de détection propre, vérifier la position du capteur, inspecter les câbles et les connecteurs, et s'assurer que le montage n'a pas bougé. La fréquence requise dépend du site. Les emplacements poussiéreux peuvent nécessiter un nettoyage plus fréquent, tandis que les équipements extérieurs exposés nécessitent des vérifications régulières pour détecter les dommages météorologiques ou mécaniques.
La précision du capteur ne représente qu'une partie de la qualité de la mesure. L'installation, l'étalonnage et la maintenance affectent également les données finales.
Comment les données IEC 61724 soutiennent-elles l'analyse de performance PV ?
Une fois le système de surveillance en fonctionnement, chaque capteur fournit un élément différent du tableau de performance. L'irradiance indique la quantité d'énergie solaire disponible pour le champ PV, tandis que la température des modules aide à expliquer les variations de production liées à la température. Le vent et d'autres mesures environnementales ajoutent du contexte aux conditions changeantes du site, et les données d'encrassement peuvent aider à identifier les pertes causées par la poussière et la contamination de surface.
Ces mesures deviennent beaucoup plus utiles lorsqu'elles sont analysées conjointement avec la production électrique de la centrale. L'IEC 61724 fournit un cadre commun pour collecter et utiliser ces données, ce qui facilite le suivi des performances, l'investigation des productions inhabituelles et la compréhension des facteurs à l'origine des variations de production. C'est pourquoi le choix des capteurs est important. La qualité et la représentativité des mesures affectent directement la qualité de l'analyse de performance.
Conclusion
L'IEC 61724 fournit un cadre pratique pour collecter et utiliser les données de performance PV. Pour un projet de surveillance, l'essentiel est d'aligner la classe de surveillance et la configuration PV avec les bons paramètres de mesure, les spécifications des capteurs, les conditions d'installation et le plan de maintenance. Une bonne surveillance dépend de l'ensemble du dispositif de mesure, et non d'une seule spécification de capteur.
Yantai Sensor propose des options de détection d'irradiance, de température, de conditions météorologiques et d'encrassement pour les applications de surveillance PV, avec différentes plages de mesure et interfaces de communication disponibles selon les exigences du projet. Contactez Yantai Sensor et partagez la configuration de votre centrale PV et vos paramètres de surveillance avec notre équipe. Nous pouvons vous aider à discuter d'une configuration de capteurs adaptée à votre projet.
