Cette semaine, nous avons le plaisir de vous présenter un article de Julie Chard, directrice des données et de l'analyse chez GroundWork® Renewables, Julie Chard.
Chez GroundWork, nous nous engageons à fournir des données météorologiques solaires (MET) de haute qualité afin de réduire l'incertitude dans l'évaluation des ressources solaires. Avec plus de 15 ans d'expérience au service de la communauté du développement solaire, nos programmes d'observation MET combinent les meilleurs équipements et notre programme rigoureux de qualité des données, GroundWatch®, afin de fournir la plus grande précision possible sur le terrain.
Pourquoi les programmes d'observation du statut de société opérant dans les conditions d'une économie de marché sont-ils importants ?
Des données précises sur l'irradiation in situ réduisent considérablement l'incertitude de l'évaluation des ressources solaires et se traduisent par un retour sur investissement mesurable lors du financement du projet. Au service de la communauté du développement solaire depuis 2009, le programme MET de GroundWork ReyTM a continuellement fourni des équipements de haute qualité et son programme rigoureux de qualité des données, GroundWatch, pour atteindre une incertitude de terrain aussi proche que possible de l'incertitude de l'instrument.
En outre, les données MET de haute qualité peuvent être utilisées en combinaison avec les données satellitaires SolarAnywhere® pour une évaluation plus précise des ressources, en particulier sur les sites de projets dans des climats complexes.
Meilleures pratiques du programme MET
Choix du moment et de l'emplacement
Pour les projets solaires à grande échelle, les développeurs déploient généralement l'équipement MET lorsque la capacité en courant alternatif du projet est de 10 MW ou plus et que l'acquisition du terrain est terminée. Les campagnes au sol sont menées pendant au moins un an pour saisir les variations saisonnières. La variabilité du climat et l'augmentation de la taille des projets ont incité certains clients à étendre les campagnes au sol à 18 ou 24 mois afin de maximiser la réduction de l'incertitude (voir figure 1) et de se protéger contre l'impact d'événements météorologiques anormaux. La prolongation des campagnes est rentable pour nos clients, car la maintenance continue et les services de données ne représentent qu'une fraction du coût total de la campagne.
Figure 1 : Les adaptations des sites GroundWork et SolarAnywhere réduisent les biais et les incertitudes liés aux ressources solaires.
Exemple de réduction de l'incertitude obtenue avec une campagne de 12 et 24 mois par rapport aux données natives SolarAnywhere Version 4.0 de Clean Power Research. La prolongation de six mois d'une campagne MET Rey représente moins de 10 % du budget total de la campagne d'évaluation des ressources. Cependant, cette prolongation peut donner des résultats nettement plus élevés en raison de la réduction supplémentaire de l'incertitude.
Sélection et déploiement des sites
La collaboration avec les promoteurs et les propriétaires fonciers pour implanter correctement le système MET est essentielle. De nombreux facteurs sont pris en compte pour garantir la qualité des données, permettre l'accès pour une maintenance appropriée et maintenir la sécurité du système. Nos systèmes MET sont mobiles, clôturés et équipés d'enregistreurs de données qui transmettent des informations en temps réel à nos serveurs sécurisés.
Un équipement de haute qualité pour des données précises
L'irradiation est primordiale
L'irradiation horizontale globale(GHI) est la base de l'évaluation des ressources solaires, et des données GHI précises sont cruciales pour la modélisation de la production d'énergie.
Groundwork mesure le GHI à l'aide de pyranomètres redondants ISO 9060 de classe A à spectre plat. Ces instruments présentent une incertitude de mesure de 2 % dans le meilleur des cas, dans des conditions de laboratoire et/ou des conditions contrôlées. Grâce à des mesures redondantes et à une maintenance fiable, GroundWork atteint une incertitude de mesure sur le terrain de 2,5 %1, ce qui représente une performance réelle aussi proche que possible de l'incertitude de l'instrument.
Les données relatives à l'irradiation horizontale diffuse(DHI) aident également les modélisateurs énergétiques à déterminer l'énergie disponible au niveau du plan du réseau. Ceci est particulièrement utile pour les réseaux de suivi à axe unique.
Mesures auxiliaires du MET
Les programmes MET d'observation robustes comprennent des points de données météorologiques supplémentaires nécessaires à la modélisation énergétique et à la conformité des services publics. Les systèmes MET de GroundWork mesurent et surveillent :
- Humidité relative
- Température ambiante
- Vitesse et direction du vent
- Pression barométrique
- Pluies
Les données météorologiques sont souvent exigées par la compagnie d'électricité qui s'est engagée à acheter de l'énergie. Les mesures de la vitesse du vent et de la température ambiante, en particulier, sont essentielles au processus de modélisation de l'énergie et à la conception des panneaux solaires. Un module optionnel de mesure de l'épaisseur de la neige peut faciliter l'évaluation précise des pertes dues à la neige dans la modélisation de l'énergie photovoltaïque et la validation des mesures de l'albédo. Il peut également aider les développeurs à comprendre où une forte accumulation de neige peut avoir un impact sur les limites d'inclinaison des suiveurs, ou entraver l'accès pour les activités d'exploitation et de maintenance (O&M).
Mesure de la salissure
Il est rentable de mesurer les tendances en matière de salissures spécifiques à un site dans le cadre de la campagne MET de Rey, car les mesures de salissures effectuées par GroundWork tirent parti de l'infrastructure d'enregistrement et de transmission des données du système MET. GroundWork déploie une paire appariée de petits modules solaires. L'un des modules est laissé à l'abandon tandis que l'autre est nettoyé chaque semaine lors des visites régulières du technicien de maintenance. Les mesures des particules et des précipitations sont incluses en standard dans le kit d'encrassement GroundWork pour la modélisation des pertes dues à l'encrassement.
Les données obtenues fournissent des informations essentielles pour la modélisation des pertes dues à l'encrassement en tant que composante de la modélisation énergétique.
Mesure de l'albédo
Avec la prolifération des modules bifaciaux dans les installations solaires photovoltaïques à grande échelle, la mesure de l'albédo est devenue un complément précieux du système GroundWork Rey MET. La couverture neigeuse, la végétation saisonnière et les conditions d'humidité du sol influencent toutes l'albédo. La caractérisation de la façon dont l'albédo spécifique au site varie au cours de la journée et de l'année est importante pour une modélisation précise de la performance PV, y compris les gains bifaciaux.
Utiliser GroundWatch® pour garantir la qualité des données
Maintenance sur site et intégrité des données
Les instruments météorologiques nécessitent une maintenance régulière pour maintenir la précision des mesures. Les pyranomètres, par exemple, sont des dispositifs optiques sensibles qui peuvent accumuler de la poussière et des débris, ce qui fausse les relevés d'irradiation et augmente l'incertitude. Pour maintenir l'intégrité des données, nos techniciens effectuent des visites hebdomadaires sur site pour :
- Nettoyer et mettre à niveau les capteurs d'irradiation
- Inspecter les capteurs météorologiques auxiliaires
- Vérifier la sécurité des équipements
L'état de l'objet, tel qu'il est trouvé et tel qu'il est laissé, est rapporté et un ensemble complet de photos est pris. Les métadonnées qui en résultent accompagnent le jeu de données tout au long du processus de financement, afin de garantir l'exactitude des données.
Contrôle des données en temps réel et résolution des problèmes
Avec un ensemble de données d'une telle valeur, la sécurité de la transmission, du stockage et de l'analyse des données est essentielle. Nos algorithmes automatisés de qualité des données détectent les anomalies pour signaler les données et alerter notre équipe chargée des données. Chaque jour, des analystes formés procèdent également à un examen visuel des courbes d'irradiance, des salissures, de l'albédo et des données météorologiques afin d'identifier les problèmes potentiels.
Un investissement intelligent pour les développeurs solaires
Une campagne de mesures in situ de qualité peut être réalisée pour un coût nominal par rapport aux dépenses totales d'investissement d'un projet solaire à grande échelle. Lorsqu'elles sont utilisées en conjonction avec des données satellitaires telles que SolarAnywhere, les mesures au sol réduisent l'incertitude de l'évaluation des ressources solaires, ce qui permet de réduire les coûts de financement et d'obtenir des estimations plus précises de la production d'énergie. Chez GroundWork, nous sommes passionnés par notre rôle dans l'accélération du succès de l'industrie solaire.
A propos de notre auteur invité
Julie Chard est directrice des données et de l'analyse pour GroundWork. Elle connaît bien l'instrumentation et la configuration des systèmes solaires et météorologiques. Elle suit de près les travaux des laboratoires nationaux américains et participe régulièrement à des conférences spécialisées afin de se tenir au courant des normes de l'industrie solaire et des meilleures pratiques pour obtenir les ensembles de données les moins incertains.
Julie veille à ce que les ensembles de données de pointe générés par l'équipement et les services de GroundWork répondent aux attentes des clients de GroundWork et des ingénieurs indépendants, voire les dépassent.
1 Peterson J, Chard J, Bryan A. Juin 2023. Quantifying Real-World Sources of Error in Redundant GHI Measurements (Quantification des sources d'erreur du monde réel dans les mesures redondantes du GHI). 2023 IEEE 50th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). DOI:10.1109/PVSC48320.2023.10359797. Lien