Types de Rayonnement Solaire
Le rayonnement solaire qui atteint la surface terrestre, appelé rayonnement global, est composé de trois éléments :
- 1. Rayonnement direct – Énergie solaire atteignant le sol sans dispersion.
- 2. Rayonnement diffus – Lumière solaire réfléchie ou dispersée par l’atmosphère.
- 3. Rayonnement réfléchi – Énergie réfléchie par le sol ou les obstacles environnants.
Dans des conditions de ciel dégagé, le rayonnement solaire atteint son niveau maximal, valeur essentielle pour modéliser la production photovoltaïque.
Estimation du Rayonnement Solaire : Mesures au Sol vs Données Satellitaires
Mesures au sol : précision mais couverture limitée
L’idéal pour mesurer le rayonnement solaire est l’utilisation de capteurs haute précision, mais cela impose :
- Des capteurs calibrés et entretenus régulièrement.
- Des mesures fréquentes (minimum une par heure).
- Une collecte de données sur au moins 20 ans.
Les stations terrestres étant limitées en nombre et géographiquement dispersées, les données satellitaires sont devenues une alternative fiable.
Données satellitaires : couverture mondiale et long terme
Les satellites météorologiques comme METEOSAT fournissent des images de haute résolution couvrant l’Europe, l’Afrique et l’Asie avec un historique de 30 ans ou plus.
Avantages des données satellitaires
- Couverture large, même dans les zones sans stations au sol.
- Données mises à jour toutes les 15 à 30 minutes.
- Estimation fiable basée sur l’analyse des nuages, aérosols et vapeur d’eau.
Limites des données satellitaires
Risque d’erreurs dans certaines conditions :
-
- Neige confondue avec des nuages.
- Tempêtes de poussière mal détectées.
- Zones polaires non couvertes par les satellites géostationnaires.
Pour pallier ces limites, PVGIS.COM intègre également des données climatiques de réanalyse pour les régions non couvertes par satellite.
Méthodes de Calcul du Rayonnement Solaire dans PVGIS.COM
PVGIS.COM utilise des algorithmes avancés pour estimer le rayonnement solaire, basés sur les données :
- PVGIS-CMSAF et PVGIS-SARAH (Europe, Afrique, Asie).
- NSRDB (Amérique du Nord et Centrale).
- ECMWF ERA-5 (modèles climatiques globaux).
Processus de calcul
- 1. Analyse des images satellites pour déterminer la couverture nuageuse.
- 2. Modélisation des conditions de ciel clair en intégrant l’absorption des aérosols, vapeur d’eau et ozone.
- 3. Calcul du rayonnement global horizontal en combinant données d’albédo nuageux et modèles atmosphériques.
Exemples d’erreurs potentielles
La présence de neige interprétée comme une couverture nuageuse.
Changements soudains d’aérosols (éruptions volcaniques, tempêtes de poussière) non immédiatement détectés.
Sources de Données et Disponibilité via PVGIS.COM
Satellites METEOSAT – Europe, Afrique, Asie, avec imagerie horaire.
Données de réanalyse ECMWF ERA-5 – Modélisation météorologique mondiale.
NSRDB (National Solar Radiation Database) – Données étendues pour l’Amérique du Nord et Centrale.
Ces bases de données permettent d’obtenir une couverture quasi-mondiale pour l’estimation du rayonnement solaire et ainsi optimiser les simulations photovoltaïques sur PVGIS.COM.
Conclusion
Grâce aux avancées en télédétection satellitaire et en modélisation météorologique, PVGIS propose des estimations précises du rayonnement solaire, permettant aux professionnels du photovoltaïque d’optimiser leurs installations solaires.
Avantages de PVGIS.COM
Des bases de données fiables combinant satellites et modèles climatiques.
Des simulations adaptées à chaque région pour estimer le productible solaire.
Un outil clé pour les professionnels et chercheurs dans l’optimisation de la production photovoltaïque.