Ce que ce secteur doit mesurer
Les énergies renouvelables sont le secteur où l'on attend le plus souvent d'un instrument qu'il fonctionne sans personne sur place. Les sites sont isolés, dispersés et fréquemment sans personnel, si bien que la mesure doit être autonome, résister aux intempéries et transmettre son enregistrement par une liaison qui n'est pas forcément fiable. Cette seule condition façonne la spécification davantage que la grandeur physique mesurée.
La deuxième caractéristique est que ces grandeurs servent souvent à étayer une affirmation de performance plutôt qu'à commander un procédé. Irradiation, vitesse et direction du vent, production d'énergie et ratio de performance déterminent si une installation produit ce qu'elle devait produire, et un litige commercial sur la production se tranche avec des preuves de mesure. Cela met l'accent sur l'étalonnage, l'intervalle d'échantillonnage et la complétude de l'enregistrement plutôt que sur la rapidité de réponse.
La troisième est la diversité interne du secteur. Une centrale photovoltaïque mesure l'irradiation et la production de l'onduleur, un parc éolien mesure le vent avec une exigence de disponibilité aux conséquences commerciales, une centrale hydraulique mesure le débit et le niveau, et un système de stockage mesure le courant, la tension et la température des batteries. Les traiter comme une seule catégorie d'instrumentation est une erreur : ce qu'ils partagent, c'est le modèle d'exploitation, pas la physique.
Où se situent les instruments
Solaire photovoltaïque
Irradiation, température des modules et température ambiante, production de l'onduleur et énergie livrée. Ces mesures établissent le ratio de performance, si bien que l'étalonnage et la complétude de l'enregistrement comptent autant que l'exactitude du capteur.
Éolien
Vitesse et direction du vent, conditions en nacelle, vibration et puissance de sortie. La disponibilité de la mesure a des conséquences commerciales, et les instruments sont exposés aux intempéries en permanence.
Hydraulique et biomasse
Débit, niveau, pression et température du fluide de travail, plus l'instrumentation de procédé autour d'une centrale thermique. Les milieux sont souvent abrasifs ou corrosifs, et l'installation tourne fréquemment sans surveillance pendant de longues périodes.
Stockage d'énergie et raccordement au réseau
Courant, tension, puissance, énergie, température et état du système de batteries. Ces mesures sont électriques et thermiques, et elles alimentent souvent à la fois la commande et la protection.
Instrumentation utilisée dans ce secteur
| Grandeur mesurée | Ce qui est mesuré dans ce secteur | Instruments couramment prescrits |
| Irradiation et météo | Irradiation solaire, température ambiante et des modules, vitesse et direction du vent, précipitations et humidité | Pyranomètres et cellules de référence, capteurs de température sur le module et dans l'air, et capteurs de vent retenus pour l'exposition et pour l'intervalle de maintenance que le site peut assumer |
| Débit | Fluide de travail dans les centrales hydrauliques et thermiques, fluide caloporteur, eau de refroidissement et eau de procédé | Débitmètres électromagnétiques et à ultrasons pour l'eau et les fluides conducteurs, et installations à vortex ou à pression différentielle pour la vapeur et le gaz dans une centrale thermique |
| Niveau et pression | Réservoirs, cuves, circuits hydrauliques et systèmes de refroidissement | Transmetteurs hydrostatiques et radar, transmetteurs de pression dont l'étanchéité convient au milieu, et détecteurs à seuil pour la protection lorsqu'une excursion de niveau a un coût |
| Température | Température des modules et ambiante, température des batteries et de l'onduleur, des paliers et des réducteurs, et température de procédé | Sondes de température à résistance et thermocouples pour la mesure de surface et de procédé, et mesure sans contact pour les pièces tournantes ou inaccessibles |
| Électrique | Tension, courant, puissance, énergie, qualité de l'énergie et état d'isolement | Compteurs et analyseurs de puissance pour le raccordement au réseau, contrôleurs d'isolement pour la maintenance, et voies d'acquisition dimensionnées pour la tension et la forme d'onde du système |
| Vibration et état | Vibration des turbines, des réducteurs et des machines tournantes | Accéléromètres et mesure de proximité, souvent reliés à un système de surveillance d'état parce que le site est sans personnel |
Le modèle d'exploitation compte ici autant que la physique. L'alimentation disponible au point de mesure, l'accès à distance et l'intervalle de maintenance doivent être indiqués avec la mesure elle-même.
Comment spécifier un site d'énergie renouvelable
- L'alimentation disponible au point de mesure, en premier, car un site sans alimentation change toute la spécification et impose un choix entre piles, petite production locale et enregistrement local seul.
- La façon dont l'enregistrement parvient à l'exploitant (visite sur place, liaison radio ou liaison cellulaire), car une liaison peu fiable doit être prévue plutôt que découverte après l'installation.
- Le fait que la mesure étaye une affirmation de performance ou un règlement commercial, car cela exige un étalonnage, une complétude et un enregistrement auditable, et pas seulement un capteur qui fonctionne.
- L'exposition : vent, sel, poussière, amplitude de température et précipitations, qui décident du coffret et du montage plus que du capteur.
- L'intervalle de maintenance que le site peut assumer, qui constitue la limite pratique de tout ce qui demande un nettoyage, un réétalonnage ou un consommable.
- L'intervalle d'échantillonnage et la durée d'enregistrement, qui déterminent ensemble la mémoire et la consommation et sont souvent sous-estimés à la conception.
- Le fait que la mesure alimente la protection autant que la commande, car une fonction de protection exige une indépendance et un comportement défini en cas de défaillance.
- La tension et la forme d'onde du système à la mesure électrique, car la classe d'instrument en découle plutôt que de la puissance nominale.
Normes et homologations susceptibles de s'appliquer
- Les exigences de raccordement au réseau et de qualité de l'énergie appliquées par le gestionnaire de réseau, qui définissent les mesures électriques et l'enregistrement.
- Les normes d'évaluation de performance et de ressource citées dans l'accord commercial, qui fixent la méthode de mesure de l'irradiation ou du vent.
- Les exigences de sécurité électrique pour la tension du système concernée, y compris toute exigence propre aux systèmes à courant continu.
- Les obligations environnementales et d'urbanisme, lorsqu'une surveillance du bruit, écologique ou visuelle peut être exigée en plus des mesures de l'installation.
- Nous décrivons ce qu'une installation peut avoir à respecter. Nous ne déclarons qu'un produit détient un agrément que si le certificat nous a été fourni, et les pages produit suivent la même règle.
Applications dans ce secteur
