Solution de centrale photovoltaïque

1. Contexte de la solution de centrale photovoltaïque 

La production d'électricité photovoltaïque (PV), élément essentiel des énergies propres, est largement utilisée dans le monde entier. Grâce aux progrès technologiques et au soutien des politiques publiques, la construction et l'exploitation de centrales photovoltaïques sont devenues des éléments clés du développement durable. Cependant, leur rendement est influencé par divers facteurs, tels que la température ambiante, l'intensité du rayonnement solaire, la vitesse du vent, l'accumulation de poussière, etc. Pour optimiser le rendement de la production d'électricité, réduire les coûts d'exploitation et de maintenance (E&M) et garantir la stabilité du système à long terme, un système intelligent de surveillance et de gestion des centrales photovoltaïques est nécessaire.

2. Aperçu de la solution de centrale photovoltaïque 

La solution pour centrale photovoltaïque intègre divers capteurs, des technologies IoT (Internet des objets) et des plateformes d'analyse de big data pour une surveillance complète et une gestion intelligente des centrales photovoltaïques. Cette solution permet de surveiller en temps réel les paramètres environnementaux (température, humidité, vitesse du vent, rayonnement solaire, etc.) et l'état de fonctionnement du système (température des panneaux photovoltaïques, production d'électricité, etc.). Le système optimise l'efficacité de la production d'électricité, réduit les coûts d'exploitation et de maintenance et améliore la fiabilité du système grâce à des systèmes de contrôle intelligents. 

3. Comment mettre en œuvre la solution de centrale photovoltaïque 

3.1 Conception de l'architecture du système 

L'architecture du système de la solution de centrale photovoltaïque est divisée en quatre couches : 

1. Couche de perception : collecte les données environnementales et de fonctionnement du système en temps réel grâce à divers capteurs (par exemple, température atmosphérique, humidité, capteurs de pression, capteurs de vitesse du vent , capteurs de rayonnement solaire ).

2. Couche de transmission : utilise des réseaux sans fil (tels que 4G/5G, LoRa, NB-IoT) pour transmettre des données au centre de données.

3. Couche de plate-forme : fournit des fonctions de stockage, de traitement, d'analyse et de visualisation des données.

4. Couche application : fournit des services de surveillance en temps réel, de notifications d'alerte et d'analyse de données pour le gestionnaire de la centrale électrique. 

Capteur de pression d'humidité et de température atmosphérique	Anémomètre Capteur de vitesse du vent	Capteur de direction du vent	Pluviomètre
Capteur de rayonnement solaire	Capteur de rayonnement solaire	Capteur automatique de rayonnement direct	Capteur de température du panneau solaire

3.2 Sélection et déploiement des capteurs 

1. Capteurs de température, d'humidité et de pression atmosphériques :

   - Fonction : Mesure la température ambiante, l'humidité et la pression atmosphérique.

   - Objectif : Fournir des données météorologiques en temps réel pour analyser l'impact de l'environnement sur l'efficacité de la production d'électricité et optimiser les paramètres de fonctionnement du système.

   - Lieu de déploiement : Zones environnantes de la centrale photovoltaïque. 

2. Capteur de vitesse du vent :

   - Fonction : Mesure la vitesse du vent.

   - Objectif : Surveiller les changements de vitesse du vent pour évaluer l'effet du vent sur les panneaux photovoltaïques et optimiser l'angle et la méthode d'installation des panneaux.

   - Lieu de déploiement : Postes élevés ou clés de la centrale photovoltaïque. 

3. Capteur de direction du vent :

   - Fonction : Mesure la direction du vent.

   - Objectif : Aide à optimiser l'orientation et l'angle des panneaux photovoltaïques, améliorant ainsi l'efficacité de la production d'énergie lorsqu'il est combiné avec les données de vitesse du vent.

   - Emplacement de déploiement : Installé à côté du capteur de vitesse du vent . 

4. Capteur de température du panneau solaire :

   - Fonction : Mesure la température de la surface du panneau photovoltaïque.

   - Objectif : Surveiller la température des panneaux photovoltaïques en temps réel pour éviter les dommages dus à la surchauffe et optimiser l'efficacité de la production d'électricité.

   - Lieu de déploiement : Surface des panneaux photovoltaïques. 

5. Capteur de rayonnement solaire :

   - Fonction : Mesure l'intensité du rayonnement solaire.

   - Objectif : Fournit des données sur le rayonnement solaire pour prédire la production d'électricité et optimiser les paramètres de fonctionnement du système.

   - Lieu de déploiement : Zones ouvertes de la centrale photovoltaïque. 

6. Capteur de pluie :

   - Fonction : Mesure la quantité de précipitations.

   - Objectif : Surveiller les conditions pluviométriques pour évaluer les besoins de nettoyage des panneaux photovoltaïques et optimiser les calendriers de maintenance.

   - Lieu de déploiement : Zones ouvertes de la centrale photovoltaïque. 

7. Capteur de poussière :

   - Fonction : Détecte l'accumulation de poussière sur la surface des panneaux photovoltaïques.

   - Objectif : Surveiller la propreté des panneaux et inciter à l'entretien du nettoyage pour assurer une production d'énergie efficace.

   - Lieu de déploiement : Surface des panneaux photovoltaïques.

3.3 Transmission et traitement des données 

1. Transmission de données : les données du capteur sont transmises au centre de données via des réseaux sans fil (tels que 4G/5G, LoRa, NB-IoT).

2. Traitement des données : Les données sont nettoyées, intégrées et formatées. Des algorithmes intelligents sont utilisés pour analyser les données et extraire des informations utiles. 

3.4 Construction et visualisation de la plateforme 

1. Plateforme de services de données : réalise des fonctions de stockage, d'interrogation, d'analyse et de visualisation des données.

2. Interface utilisateur : conçoit une interface intuitive permettant au gestionnaire de la centrale électrique de visualiser les données de surveillance en temps réel et historiques.

3. Mécanisme d'alerte : déclenche automatiquement des alertes lorsque les données de surveillance dépassent les seuils prédéfinis et avertit le personnel concerné. 

3.5 Contrôle intelligent et aide à la décision

 1. Surveillance et alertes en temps réel : le système surveille les paramètres environnementaux et l'état de fonctionnement du système en temps réel et émet des alertes en cas de dépassement des limites prédéfinies.

2. Analyse des données et aide à la décision : l’analyse des mégadonnées identifie les modèles de changements météorologiques et les problèmes de performance du système, fournissant ainsi une base scientifique pour la prise de décision.

3. Contrôle automatisé : sur la base des résultats de l'analyse des données, le système ajuste automatiquement les angles des panneaux photovoltaïques et optimise l'état de fonctionnement de l'onduleur pour maximiser l'efficacité de la production d'énergie.

4. Rôle et valeur de la solution 

1. Augmenter l'efficacité de la production d'énergie : en surveillant les paramètres environnementaux et l'état du système en temps réel, le système optimise les angles des panneaux et le fonctionnement de l'onduleur pour maximiser l'utilisation de l'énergie solaire.

2. Réduisez les coûts d’exploitation et de maintenance : grâce au diagnostic intelligent des pannes et à la maintenance prédictive, le besoin d’inspections et de réparations manuelles est réduit.

3. Améliorer la fiabilité du système : la surveillance en temps réel du fonctionnement du système garantit la détection et la gestion rapides des défauts, garantissant ainsi un fonctionnement stable de la centrale électrique.

4. Conservation de l’énergie et réduction des émissions : en améliorant la technologie de production d’énergie photovoltaïque, la dépendance aux sources d’énergie traditionnelles est réduite, ce qui diminue les émissions de carbone.

5. Prise de décision basée sur les données : l’analyse des mégadonnées fournit au gestionnaire de la centrale électrique un support de décision scientifique pour optimiser les stratégies d’exploitation de la centrale. 

5. Études de cas 

Cas 1 : Projet de centrale photovoltaïque à grande échelle

- Contexte : Une centrale photovoltaïque à grande échelle a déployé divers capteurs et systèmes de contrôle intelligents pour surveiller les paramètres environnementaux et l'état du système en temps réel.

- Effet : Grâce à l'analyse des données et au contrôle intelligent, l'efficacité de la production d'électricité de la station a augmenté de 15 %, les coûts d'exploitation et de maintenance ont diminué de 20 % et la stabilité et la fiabilité de la station ont été considérablement améliorées. 

Cas 2 : Projet de production d'énergie photovoltaïque décentralisée

- Contexte : Un système d'énergie photovoltaïque distribuée a été installé dans un parc industriel, intégrant des capteurs de rayonnement solaire et des capteurs de température de surface.

- Effet : En surveillant le rayonnement solaire et les températures des panneaux en temps réel, le système pourrait ajuster automatiquement les angles des panneaux et les opérations de l'onduleur, augmentant ainsi l'efficacité de la production d'énergie de 10 % et réduisant considérablement les coûts énergétiques du parc.

Conclusion: 

Grâce à l'intégration de divers capteurs et technologies de contrôle intelligent, la solution de centrale photovoltaïque permet une utilisation optimale des ressources énergétiques solaires. Elle améliore non seulement l'efficacité de la production d'électricité et réduit les coûts d'exploitation et de maintenance, mais renforce également la fiabilité et la stabilité du système. Grâce à la collecte et à l'analyse des données en temps réel, ainsi qu'à un contrôle intelligent, les centrales photovoltaïques peuvent fonctionner efficacement et intelligemment, contribuant ainsi fortement à la promotion des énergies propres et du développement durable. À l'avenir, grâce aux avancées technologiques continues, la solution sera encore optimisée, contribuant ainsi davantage à la construction de villes et d'énergies intelligentes.