Nouveau produit : le ''Bifacial Plane of Array'' (BPOA), la plus récente expression de l’irradiance de l’énergie solaire

Le ''Plane of array irradiance'' (POA) est un terme bien connu utilisé pour quantifier le rayonnement incident d'un panneau solaire donné. Il s’agit du paramètre le plus directement lié à la puissance de sortie d’un module photovoltaïque. Il est largement utilisé dans l’analyse de la performance photovoltaïque et la modélisation de générateurs photovoltaïques. L’éclairement énergétique du POA est défini comme la somme des éléments du rayonnement normale directe (DNI) et diffuse (DHI) incident sur une surface ayant une inclinaison et un angle d’incidence (AOI) donnés, communément exprimée par :

Equation 1. Equation POA basique. Il est à noter que GReflected est souvent appelé RHI, éclairement énergétique horizontal réfléchi, mais à des fins d'illustration par rapport aux modules bifaces de cet article, nous utiliserons le terme suivant GReflected.

Le troisième composant, GReflected, est une fonction de l'Albédo, qui est définie comme la fraction du rayonnement que la surface reflète. Bien qu'elle soit incluse dans le calcul théorique du POA, l'influence de la composante réfléchie a généralement été minimisée ou traitée avec des valeurs par défaut, indépendamment des conditions du site. Mais cette approche ne suffit plus.

L'utilisation de modules photovoltaïques bifaces installés sur des trackers à axe unique s'est considérablement intensifiée au cours des deux dernières années et semble être un pilier de l'industrie dans les années à venir. Les modules bifaces sont construits avec des cellules solaires orientées vers l'extérieur à l'avant et à l'arrière du module. Cette conception du module permet de produire de l'énergie (voir Figure 1) à partir du rayonnement solaire incident sur la face avant du module (GReflected_front), ainsi que du rayonnement réfléchi sur la face arrière du module (GReflected_back).

Figure 1. Modélisation de l'irradiance, y compris l'albédo, sur un module PV biface (Corbellini et Medici, 2015)

Avec le panneau solaire PV traditionnel, l'influence de l'albédo (composante d'irradiance réfléchie) pourrait être ignorée, mais à l'avenir, il est prévu de produire un plan amélioré de l'ensemble de données du réseau, ce qui devrait aider les développeurs qui pourraient miser sur un rendement accru de 5 à 30% avec des modules PV bifaces. Faute de norme industrielle, nous appellerons ce plan amélioré de la composante de réseau un rayonnement efficace biface ou plan biface de réseau (BPOA) :

Equation 2. Equation POA Biface

Il est à espérer que l'amélioration de l'ensemble de données sur l'éclairement énergétique du plan du réseau en incluant des données sur l'albédo améliorera la qualité des simulations de performance des bifaces. L'approche pour obtenir l'ensemble de données d'albédo de la plus grande précision, au moindre coût, est simple : intégrer des capteurs supplémentaires pour mesurer l'albédo dans le cadre d'une station d'évaluation des ressources solaires ou d'une station Météo opérationnelle.

La bonne nouvelle est que l'albédo n'est pas une mesure nouvelle ou coûteuse. C'est depuis longtemps un paramètre commun aux types de réseaux de l'OMM et du BSRN (Baseline Surface Radiation Network), et les capteurs et le matériel pour acquérir ces données sont facilement disponibles. La figure 2 illustre quelques composants standard de Campbell Scientific que nous utilisons pour créer un kit de capteurs d'albédo. Le kit comprend les capteurs, le câblage et le matériel de montage utilisés pour moderniser n'importe quelle station Météorologique solaire existante en vue de l'évaluation des ressources avant la construction, des essais de performance des modules bifaces ou de l'évaluation opérationnelle.

Figure 2. Kit de de mesure de l'albédo. Le trépied CM355 à déploiement rapide, le bras de montage CM206 avec étrier, le support d'albédomètre universel CM275.

Figure 3. Support pour albédomètre, support universel CM275 pour capteur d'albédo.

Bien que la conception exacte ait tendance à varier en fonction des besoins de données de l'utilisateur, le Tableau 1 détaille une station d'évaluation des ressources en albédo plus ou moins complète.

Table 1. Résumé de la station d'évaluation des ressources d'Albedo. Le capteur est installé sur le tracker à axe unique pour mesurer l'irradiance GReflected_back.

Si vous avez des questions ou vous souhaitez en discuter, veuillez contacter mperry@campbellsci.com.