Introduction
Choisir un pyranomètre pour un projet de surveillance solaire ne se limite pas à comparer la précision ou les spécifications du capteur. Les acheteurs doivent également savoir quelle norme de mesure du rayonnement solaire s'applique, ce qu'elle couvre et comment elle influence le choix et l'étalonnage du capteur.
Les principales normes utilisées dans la mesure du rayonnement solaire sont ISO 9060, ISO 9847 et IEC 61724, mais elles répondent à des exigences différentes. L'ISO 9060 se concentre sur la spécification et la classification des instruments de rayonnement solaire, l'ISO 9847 couvre l'étalonnage des pyranomètres, et l'IEC 61724 traite de la mesure et de la surveillance des performances des systèmes photovoltaïques.
Comprendre ces différences est le point de départ pour sélectionner le bon capteur et la bonne configuration de mesure. Tout d'abord, clarifions [qu'est-ce qu'un capteur solaire] et les principaux paramètres d'irradiance utilisés dans les applications solaires, puis examinons comment l'ISO et l'IEC 61724 s'appliquent aux projets de mesure réels.
Quelles sont les principales normes de mesure du rayonnement solaire ?
Lors de la sélection d'un capteur de rayonnement solaire, il est important de savoir quelle norme s'applique à l'instrument, au processus d'étalonnage ou au système de surveillance photovoltaïque. Les principales normes sont résumées ci-dessous.
| Standard | Objectif principal | Application typique |
| ISO 9060:2018 | Spécification et classification des instruments de mesure du rayonnement solaire | Pyranomètres et pyrhéliomètres |
| ISO 9847:2023 | Étalonnage des pyranomètres par comparaison avec un pyranomètre de référence | Étalonnage du pyranomètre |
| ISO 9846:2025 | Étalonnage d'un pyranomètre à l'aide d'un pyrhéliomètre | Étalonnage du pyranomètre |
| IEC 61724-1:2021 | Méthodes de surveillance et de mesure des performances des systèmes photovoltaïques | Surveillance solaire photovoltaïque |
Ces normes sont liées, mais elles ne réglementent pas exactement la même chose : l'ISO 9060 couvre la classification des instruments, l'ISO 9846 et l'ISO 9847 couvrent l'étalonnage, et l'IEC 61724-1 traite de la surveillance des systèmes photovoltaïques.
Pour les mesures météorologiques, les directives de l'OMM et la Référence radiométrique mondiale (WRR) fournissent un cadre de référence important pour la traçabilité radiométrique et la comparabilité internationale.
ISO 9060:2018 pour les instruments de mesure du rayonnement solaire
Cette norme établit la spécification et la classification des instruments de mesure du rayonnement solaire hémisphérique et direct sur environ 0,3 μm à 3–4 μm. Elle classe les instruments en fonction des résultats de tests de performance définis en intérieur ou en extérieur et fournit la base technique pour comparer les instruments de mesure du rayonnement solaire. L'édition 2018 a été révisée et confirmée en 2024 et reste en vigueur.
Que classe l'ISO 9060 ?
Cette norme couvre les instruments utilisés pour deux principaux types de mesure : les pyranomètres pour le rayonnement solaire hémisphérique et les pyrhéliomètres pour le rayonnement solaire direct. Cette distinction est importante lors de la sélection d'un capteur, car la géométrie de mesure et la composante de rayonnement déterminent quel type d'instrument est approprié.
La classification prend également en compte plusieurs caractéristiques de performance, notamment le temps de réponse, le décalage zéro, la non-stabilité, la non-linéarité, la réponse directionnelle, la réponse à l'inclinaison et l'erreur spectrale. Ces caractéristiques fournissent une base technique plus utile pour évaluer un instrument que de se fier à une seule valeur de précision. Pour une distinction plus claire entre la terminologie des instruments, voir [Pyranomètre vs Capteur de rayonnement solaire : Quelle est la différence ?].
ISO 9060 Classe A, B et C
Cette norme classe les instruments en fonction des résultats de tests de performance spécifiés en intérieur ou en extérieur. La classification est basée sur plusieurs caractéristiques de performance, de sorte que la classe pertinente doit être considérée conjointement avec les spécifications individuelles qui affectent la mesure prévue. L'ISO 9060 elle-même établit le cadre de classification et de spécification ; elle ne prescrit pas les procédures d'essai.
Pour la sélection pratique d'un capteur, concentrez-vous sur les caractéristiques de performance pertinentes pour la tâche de mesure, telles que la réponse spectrale, la réponse directionnelle, la réponse à l'inclinaison, la stabilité et le temps de réponse, ainsi que les informations d'étalonnage. La composante de mesure requise—telle que GHI, POA ou DNI—et les conditions d'installation doivent également être définies avant de sélectionner la classe d'instrument. Pour une comparaison pratique, voir [Pyranomètres ISO 9060 Classe A et Classe B].
Pourquoi la classification ISO 9060 est-elle importante pour la sélection des capteurs ?
Cette norme fournit un cadre normalisé pour comparer les instruments de rayonnement solaire, mais la classification seule ne décrit pas la performance complète d'un système de mesure sur le terrain. Les spécifications du capteur, l'étalonnage, la géométrie de montage, l'ombrage, l'encrassement et les conditions environnementales peuvent tous affecter les données d'irradiance résultantes.
Pour les applications photovoltaïques et météorologiques, le processus de sélection doit donc commencer par ce qui doit être mesuré en termes de rayonnement, suivi de la qualité de mesure requise et des conditions sur le terrain. La classification ISO 9060 peut ensuite être utilisée pour réduire les options d'instruments et vérifier si la performance documentée du capteur est appropriée pour l'application.
Pourquoi la classe ISO 9060 n'est-elle pas la même chose que la précision de mesure ?
Cette classification normalisée n'est pas une note de précision globale unique. Les classes A, B et C sont déterminées à partir de multiples exigences de performance spécifiées, notamment le temps de réponse, le décalage zéro, la non-stabilité, la non-linéarité, la réponse directionnelle, la réponse à l'inclinaison et l'erreur spectrale. Par conséquent, les instruments d'une même classe ISO 9060 peuvent encore avoir des caractéristiques de performance individuelles différentes.
La qualité réelle de la mesure de l'irradiance dépend également de la façon dont l'instrument est étalonné, installé et entretenu. L'inclinaison du capteur, l'ombrage, la propreté du dôme, la température et la maintenance à long terme peuvent tous affecter les données sur le terrain. Par conséquent, la classe ISO 9060 doit être utilisée comme référence normalisée lors de la sélection d'un instrument, tandis que les spécifications de performance spécifiques, les informations d'étalonnage et les conditions d'installation sur le terrain doivent être évaluées pour l'application prévue.
ISO 9847:2023 pour l'étalonnage des pyranomètres
Un pyranomètre convertit le rayonnement solaire en un signal électrique, son signal de sortie doit donc être étalonné par rapport à une référence connue avant de pouvoir être utilisé pour une mesure fiable de l'éclairement énergétique. L'ISO 9847:2023 spécifie les méthodes d'étalonnage d'un pyranomètre par comparaison avec un pyranomètre de référence, y compris les procédures pour déterminer sa sensibilité et l'incertitude de mesure associée.
La norme définit deux approches préférentielles : le Type A en intérieur, qui utilise une source lumineuse artificielle, et le Type B en extérieur, qui utilise la lumière naturelle du soleil. Le choix dépend principalement de la configuration d'étalonnage et de la géométrie de mesure requise pour l'application.
Étalonnage de Type A en intérieur
L'étalonnage de Type A en intérieur est réalisé avec une source lumineuse artificielle contrôlée. Le Type A1 utilise une lampe avec le pyranomètre positionné pour une incidence normale, tandis que le Type A2 utilise une sphère d'intégration pour fournir un champ de rayonnement diffus plus uniforme. Par rapport à l'étalonnage en extérieur, la source lumineuse contrôlée rend les conditions d'essai plus faciles à reproduire.
Cependant, le résultat de l'étalonnage dépend toujours du pyranomètre de référence, de la source lumineuse, de la configuration de l'instrument et de l'évaluation de l'incertitude. Pour cette raison, le résultat de l'étalonnage doit être considéré conjointement avec la traçabilité de l'instrument de référence plutôt que d'être traité comme une valeur de précision autonome.
Étalonnage de Type B en extérieur
L'étalonnage de Type B en extérieur utilise le rayonnement solaire naturel et comprend trois configurations de mesure : B1 horizontale, B2 inclinée et B3 à incidence normale. La configuration détermine la relation géométrique entre les pyranomètres de référence et d'essai pendant l'étalonnage.
Ceci est particulièrement pertinent pour les projets solaires car la géométrie d'installation affecte la façon dont l'éclairement énergétique est mesuré. Un capteur pour le GHI horizontal et un capteur installé sur un plan photovoltaïque incliné peuvent nécessiter des considérations d'étalonnage différentes. Lorsque des instruments de référence traçables sont utilisés, l'étalonnage peut être relié à la Référence Radiométrique Mondiale (WRR) via la chaîne de traçabilité applicable.
ISO 9060, ISO 9847 et IEC 61724-1 : Quelle est la différence ?
L'ISO et l'IEC 61724-1 couvrent différents aspects de la mesure du rayonnement solaire. L'ISO 9060 couvre la spécification et la classification des instruments de mesure du rayonnement solaire, l'ISO 9847 couvre l'étalonnage des pyranomètres, et l'IEC 61724-1:2021 couvre la mesure et la surveillance de la performance des systèmes photovoltaïques.
| Standard | Question principale | Objectif principal |
| ISO 9060:2018 | Comment l'instrument est-il spécifié et classifié ? | Spécification et classification des performances des instruments |
| ISO 9847:2023 | Comment le pyranomètre est-il calibré ? | Étalonnage du pyranomètre par rapport à un instrument de référence |
| IEC 61724-1:2021 | Comment les mesures sont-elles utilisées dans la surveillance photovoltaïque ? | Mesure et surveillance des performances des systèmes photovoltaïques |
En pratique, l'ISO 9060 aide à déterminer la classe de performance de l'instrument de mesure, l'ISO 9847 fournit la méthode d'étalonnage des pyranomètres, et l'IEC 61724-1 montre comment ces mesures s'intègrent dans la surveillance des performances des systèmes photovoltaïques.
Comment l'IEC 61724-1 est-elle liée aux normes de mesure du rayonnement solaire ?
L'IEC 61724-1:2021 se concentre sur la surveillance des performances des systèmes photovoltaïques, tandis que cette norme définit la classification des performances des instruments de mesure du rayonnement solaire. Dans un projet de surveillance photovoltaïque, les deux travaillent ensemble : l'ISO 9060 décrit l'instrument, tandis que l'IEC 61724-1 établit les exigences relatives à l'utilisation des mesures d'éclairement au sein du système de surveillance.
Classe ISO 9060 vs classe IEC 61724-1
Les deux classifications sont liées mais non interchangeables. Les classes A, B et C de l'ISO 9060 classifient l'instrument de mesure, tandis que les classes A et B de l'IEC 61724-1 classifient le système de surveillance photovoltaïque. Un pyranomètre de classe A ne rend donc pas automatiquement le système de surveillance complet de classe A ; d'autres exigences, notamment l'étalonnage, l'installation et les équipements de surveillance, doivent également être prises en compte.
Pour une explication détaillée de ces exigences de surveillance et de la sélection des capteurs d'éclairement, consultez notre guide sur [Exigences de l'IEC 61724 pour la surveillance photovoltaïque].
Quelles mesures du rayonnement solaire sont utilisées dans les projets solaires ?
Différents projets solaires nécessitent différentes mesures d'éclairement. Le GHI, le POA, le DHI et le DNI sont couramment utilisés, mais ils ne sont pas mesurés de la même manière. Le capteur requis dépend de ce que le projet doit mesurer et de l'endroit où le capteur sera installé.
| Mesure | Ce qu'il mesure | Instrument / configuration typique | Application courante |
| GHI | Éclairement total sur une surface horizontale | Pyranomètre horizontal | Évaluation de la ressource solaire, surveillance photovoltaïque |
| POA | Éclairement reçu sur le plan du module photovoltaïque | Pyranomètre monté à l'inclinaison du module | Surveillance des performances PV |
| DHI | Éclairement diffus sur une surface horizontale | Pyranomètre avec dispositif d'occultation | Évaluation de la ressource solaire, modélisation de l'éclairement |
| DNI | Éclairement direct perpendiculaire aux rayons du soleil | Pyrhéliomètre avec suiveur solaire | CSP, évaluation de la ressource solaire directe |
Pour une explication de base du GHI, du DNI et du DHI, voir [Qu'est-ce que le GHI, le DNI et le DHI dans l'énergie solaire ?]. Pour plus de détails sur la mesure du DNI, voir [Comment mesurer l'irradiance normale directe (DNI) avec précision].
Avant de sélectionner un capteur, confirmez d'abord l'éclairement à mesurer et le plan d'installation. Ces deux facteurs déterminent le type de capteur et la configuration de mesure.
Comment mesurer l'irradiance solaire pour les systèmes photovoltaïques ?
Les systèmes photovoltaïques utilisent couramment des mesures d'éclairement pour évaluer la ressource solaire, surveiller les conditions de fonctionnement et évaluer les performances du système. La configuration des capteurs dépend de la nécessité de mesurer le GHI, le POA ou d'autres paramètres d'éclairement.
Une fois la cible de mesure et les exigences de surveillance applicables clairement définies, l'étape suivante consiste à sélectionner un capteur présentant la plage de mesure, la configuration d'installation et les exigences d'étalonnage appropriées. Pour un guide pratique sur le placement des capteurs, les paramètres de mesure et la surveillance de l'éclairement dans les systèmes photovoltaïques, consultez notre guide sur [Comment mesurer l'irradiance solaire pour les systèmes photovoltaïques].
Capteurs de rayonnement solaire pour la surveillance photovoltaïque
Pour les projets nécessitant un pyranomètre dédié, le capteur de rayonnement solaire total TBQ-2C est conçu pour la mesure du rayonnement solaire total. Il utilise un élément sensible à thermopile et couvre 0,3–3,2 μm, ce qui le rend adapté à la surveillance du rayonnement solaire et aux applications de mesure liées au photovoltaïque. Ses spécifications produit peuvent être examinées parallèlement à la classification d'instrument requise et aux conditions d'étalonnage lors de la sélection d'un capteur.
Pour les projets photovoltaïques nécessitant des données d'éclairement ainsi que des mesures environnementales, le capteur météorologique compact XF500S-CWB combine la mesure du rayonnement solaire POA avec la température ambiante, l'humidité relative, la température des composants, la vitesse du vent, la direction du vent et la pression atmosphérique. Avec une sortie RS485/Modbus RTU, il peut être utilisé dans le cadre d'un système de surveillance d'une centrale photovoltaïque.
Comment sélectionner un capteur selon les normes de mesure du rayonnement solaire ?
Lors de la sélection d'un capteur de rayonnement solaire, confirmez d'abord ce qui doit être mesuré et où le capteur sera utilisé. Le GHI, le POA, le DHI et le DNI nécessitent différentes configurations de mesure, tandis que la surveillance photovoltaïque, l'évaluation de la ressource solaire, l'observation météorologique et la recherche peuvent avoir des exigences différentes. Ensuite, vérifiez quelles normes s'appliquent à l'instrument, à l'étalonnage ou au système de surveillance.
Ne sélectionnez pas un capteur sur la seule base de sa classe. Vérifiez le temps de réponse, le décalage zéro, la non-stabilité, la non-linéarité, la réponse spectrale, la réponse en température, la réponse à l'inclinaison et les informations d'étalonnage par rapport aux exigences du projet. L'angle d'installation, l'ombrage, l'encrassement et le système d'acquisition de données affectent également les mesures sur le terrain. Pour la plupart des projets, ces détails sont plus utiles pour la sélection des capteurs que le simple choix d'une classe supérieure.
Conclusion
Le choix d'un capteur de rayonnement solaire ne se limite pas à la vérification de la classe ISO 9060. La cible de mesure, la méthode d'étalonnage, la position d'installation et les conditions de fonctionnement influent tous sur la mesure finale. Dans les projets pratiques, le processus de sélection se résume généralement à quatre étapes : définir la mesure, sélectionner l'instrument, confirmer l'étalonnage et adapter le capteur à l'application. L'ISO 9060, l'ISO 9847 et l'IEC 61724-1 fournissent le cadre pertinent à différentes étapes de ce processus.
Chez Yantai Sensor, nous travaillons avec des capteurs de rayonnement solaire et des systèmes de pyranomètres pour le photovoltaïque, la météorologie et la surveillance environnementale. Nos ingénieurs peuvent examiner le paramètre de mesure requis, les performances du capteur, l'interface de sortie et les conditions d'installation avant de recommander une configuration adaptée. Cela est particulièrement utile lorsque le projet a des exigences spécifiques concernant le type d'éclairement, la classe de capteur, l'étalonnage ou l'intégration des données.
Si vous sélectionnez un capteur de rayonnement solaire ou planifiez un nouveau système de surveillance, nous contacter avec vos exigences de mesure et les conditions de votre projet. Nous pouvons vous aider à évaluer le capteur et la configuration adaptés à l'application.
