Des caméras pour prévoir le rayonnement solaire

Le Centre O.I.E. - MINES ParisTech utilise le traitement d'images de caméras fish-eye pour la prévision du rayonnement solaire

La présentation des nouvelles possibilités offertes par l'usage des caméras « fish eye » pour la prévision du rayonnement solaire a remporté un grand succès lors de la session dédiée à la météorologie pour l'énergie, à la 14^e conférence annuelle de l'EMS qui s'est tenue à Prague du 6 au 10 octobre 2014 parallèlement à la 10^e conférence sur la climatologie appliquéee (ECAC, European Conference on Applied Climatology).

La gestion des centrales solaires de très grande taille doit prendre en compte l’apparition de petits nuages diminuant abruptement la production électrique, ou de chaleur, des éléments (panneaux solaires ou miroirs) pour lesquels le soleil se trouve brutalement masqué. Les caméras hémisphériques, ou caméras « fish-eye », sont un moyen d’observer l’arrivée de ces nuages puis de prévoir leurs mouvements.
Le Centre Observation, Impacts, Energie (O.I.E.) – MINES ParisTech développe des outils mathématiques pour le traitement automatique des images des caméras pour la détection des nuages, leur position exacte dans le ciel et la prévision de leur déplacement.

Ces questions ont longuement été traitées lors de la 14^e réunion annuelle de L’EMS (European Meteorological Society) qui s’est tenue à Prague (République Tchèque), du 6 au 10 octobre 2014.

La session dédiée à la météorologie pour l’énergie, co-organisée par Lucien WALD, enseignant-chercheur à MINES ParisTech, s’est déroulée pendant deux jours et demi. 59 présentations orales et 26 posters y ont été présentés. Les travaux concernaient essentiellement les énergies éolienne et solaire, et portaient surtout sur la prévision de la ressource et de la production.

Plusieurs orateurs ont traité de l’usage de caméras bon marché munies d’objectifs « fish-eye », dites caméras hémisphériques, pour la prévision du rayonnement à très court terme, c’est-à-dire de 1 à 15 minutes. Ils ont fait écho aux études réalisées au Centre O.I.E. depuis 2011 avec EDF-R&D, dans le cadre du projet européen DNICast et de l’action COST ES1002 WIRE.

Plus d'infos sur les études conduites au Centre O.I.E. - MINES ParisTech

DNICast : Direct Normal Irradiance Nowcasting methods for optimized operation of concentrating solar technologies est un projet européen de 4 ans. Le but de ce projet est notamment de développer des méthodes de prévision basées sur différentes sources telles que celles obtenues par des mesures au sol, des caméras hémisphériques observant le ciel, des satellites et des modèles numériques météorologiques.

COST Action ES1002 WIRE : Weather Intelligence for Renewable Energies. COST est un cadre intergouvernemental pour la coopération européenne en science et technologie, permettant la coordination de la recherche financée au niveau national et au niveau européen. L'action WIRE elle-même s'intéresse à l'apport de la prévision météorologique au développement des énergies renouvelables d'origine solaire et éolienne.

Reconstruction stéréoscopique 3D de nuages avec deux caméras « fish-eye » pour la prévision de la production photovoltaïque avec EDF R&D (2013). Projet dont le but est de prédire à très court terme la production d’énergie d’origine photovoltaïque (PV) à la Réunion pour optimiser la gestion du système électrique de l’île.

Contact : Lucien WALD

Prévision du rayonnement solaire - Mines Paris - PSL