Inspection des panneaux solaires par caméra thermique

Les panneaux solaires en toiture convertissent l’énergie du soleil en électricité et en source de revenus non négligeable. Les installations solaires peuvent être un investissement lucratif. Pour maximiser la production et les revenus pendant des décennies, il faut cependant miser sur la qualité. Le module solaire, élément clé de ces installations, doit être fiable. Et il doit produire continuellement de l’électricité pendant des années. Pour garantir au module photovoltaïque un fonctionnement fiable pendant toute sa durée de vie, les caméras thermiques peuvent jouer un rôle important dans l’inspection des panneaux solaires

 

Les réserves de fossiles combustibles diminuent. Le prix du charbon et du gaz s’envolent. De nombreuses personnes souhaitent utiliser le soleil comme source d’énergie renouvelable. Mais les panneaux solaires se dégradent avec le temps. C’est pourquoi les professionnels du bâtiment du monde entier utilisent les caméras thermiques pour inspecter les panneaux solaires des toits.

 

Inspection des panneaux solaires par caméra thermique

L’utilisation des caméras thermiques pour l’inspection des panneaux solaires présente plusieurs avantages:

  • Les anomalies sont clairement visibles sur l’excellente image thermique et,
  • contrairement à la plupart des autres méthodes, l’examen des panneaux installés est possible au cours de leur fonctionnement normal.
  • Enfin, la location de  caméras thermiques permettent d’observer de grandes surfaces en peu de temps.

 

 

panneaux solaires

 

Avec une caméra thermique, les zones pouvant poser problème sont détectées et réparées avant tout incident ou défaillance.

Mais seules certaines caméras thermiques conviennent à ces inspections. Par exemple les caméras flire5 et e8 que nous proposons chez www.locationcamérathermique.com .Et il faut suivre certaines règles pour mener des inspections efficaces et tirer des conclusions correctes.

 

image thermique panneaux photovoltaïques

Ces points rouges signalent des modules nettement plus chauds que le reste, ce qui indique des connexions incorrectes.

Image thermique panneaux photovoltaïques

Ce point chaud dans une cellule photovoltaïque indique une détérioration physique interne.

 

Comment inspecter des panneaux solaires avec une caméra thermique ?

  • Pour un contraste thermique suffisant, l’éclairement énergétique du rayonnement solaire doit être d’au moins 500 W/m².
  • Pour un résultat satisfaisant, un éclairement de 700 W/m² est conseillé. L’éclairement énergétique est la puissance instantanée reçue par une surface, exprimée en kW/m². Il est mesuré par un pyranomètre (pour l’éclairement du rayonnement solaire global) ou un pyrhéliomètre (pour le rayonnement solaire direct).
  • Il dépend fortement de l’endroit et des conditions climatiques locales. Des températures extérieures basses peuvent aussi améliorer le contraste thermique.

 

image de défaut de panneaux solaires

Cette image thermique montre un exemple de “taches chaudes” indiquant que le panneau comporte une diode bypass défectueuse.

 

Quel type de caméra utiliser ?

Les caméras thermiques portables pour l’inspection des bâtiments possèdent généralement un détecteur microbolomètre non refroidi, sensible à la bande de 8 à 14 µm. Mais dans cette bande, le verre n’est pas transparent.

L’inspection de la face exposée des cellules photovoltaïques fait donc apparaître la répartition de la chaleur à la surface du verre. C’est une indication indirecte de la température des cellules sous le verre. Par conséquent, les différences de température visibles et mesurables à la surface du verre sont faibles. Pour que ces différences soient visibles, il faut une caméra thermique de sensibilité inférieure ou égale à 0,08 K. Pour pouvoir les distinguer clairement sur l’image, la caméra doit aussi permettre un réglage du niveau et de la plage.

Les modules photovoltaïques sont généralement montés dans un cadre en aluminium très réfléchissant. Il  apparaît à l’écran comme une zone froide car il reflète le rayonnement thermique du ciel. En pratique, cela signifie que la caméra thermique affiche une température largement négative pour le cadre. Etant donné que son programme de calcul de l’image tient compte des températures extrêmes mesurées, de nombreuses petites anomalies thermiques ne sont pas visibles immédiatement.

Pour améliorer le contraste thermique de l’image, il faudrait corriger continuellement le niveau et la plage.

comparateur location camera thermique

 

image thermique sans DDEimage thermique avec DDE

 

Image thermique sans DDE (à gauche) et avec DDE (à droite).

La fonction DDE (Digital Detail Enhancement, amélioration numérique de l’image) apporte la solution. Elle optimise automatiquement le contraste dans les scènes dont la plage de températures est étendue. Elle dispense l’opérateur du réglage manuel. Une caméra thermique dotée de la fonction DDE permet donc d’inspecter les panneaux solaires de manière rapide et précise.

 

Positionner la caméra en fonction des reflets et de l’émissivité

Bien que le verre ait une émissivité entre 0,85 et 0,90 dans la bande de 8 à 14 µm, il n’est pas facile de réaliser des mesures thermiques sur des surfaces en verre. La réflexion sur le verre est spéculaire. Les objets environnants de toutes températures peuvent être clairement vus sur l’image thermique. Dans le pire des cas, cela peut conduire à des erreurs d’interprétation (faux points chauds) et de mesure.

Pour éviter que la caméra et l’opérateur se reflètent dans le verre, ils ne doivent pas se placer face au module inspecté. Cependant, l’émissivité est maximale lorsque l’axe de la caméra est perpendiculaire à la surface. Un angle de 5° à 60° avec la normale constitue un bon compromis.

relation emissivité
Valeurs recommandées (en vert) et à éviter (en rouge) pour l’angle d’observation avec une caméra thermique.

Relation entre l’émissivité du verre et l’angle d’incidence

 

Observations à grande distance

 

Il n’est pas toujours facile d’adopter un angle d’observation approprié pendant la préparation du mesurage. Dans la plupart des cas, un trépied se révèle utile. Dans certains cas difficiles, il peut être nécessaire de recourir à une plate-forme mobile, ou même de survoler les cellules photovoltaïques en hélicoptère.

Dans ce cas, la grande distance de la cible peut être un avantage.L’opérateur voit une zone plus grande en une seule passe. Pour garantir la qualité de l’image thermique à grande distance, la caméra doit présenter une résolution d’au moins 320× 240 pixels, de préférence 640 × 480 pixels.

Les points chauds de cette image thermique prise à l'avant du panneau solaire semblent indiquer que de nombreuses cellules sont inefficaces.panneau solaire défectueux

Les points chauds de cette image thermique prise à l’avant du panneau solaire semblent indiquer que de nombreuses cellules sont inefficaces.

 

Quelles conditions ambiantes de mesure ?

 

  • Il est préférable que le ciel soit clair lors des inspections thermographiques. Car les nuages réduisent l’éclairement solaire et produisent des interférences par réflexion. Il est toutefois possible d’obtenir des images informatives en temps nuageux.  A condition que la caméra thermique soit suffisamment sensible.
  • L’absence du vent est souhaitable, car tout courant d’air sur la surface du module solaire provoque un refroidissement par convection et donc une réduction du gradient thermique.
  • Plus l’air est frais, plus le contraste thermique peut être élevé.
  • Tôt le matin, les conditions peuvent être favorables aux inspections thermographiques.

 

Erreurs de mesure lors d’une inspection de panneaux solaire

Les erreurs de mesure se produisent essentiellement à cause d’un mauvais positionnement de la caméra et des conditions peu favorables. Les causes fréquentes sont :

  • angle de vision trop faible,
  • changement de l’éclairement solaire pendant le mesurage (en raison des changements dans la couverture nuageuse par exemple),
  • reflets (par exemple du soleil, des nuages, des bâtiments environnants, du dispositif de mesure),
  • ombrage partiel (par exemple par les bâtiments environnants ou d’autres structures).

 

Que voit-on dans l’image thermique ?

  • Certaines parties du panneau solaire sont plus chaudes que d’autres, elles seront immédiatement visibles sur l’image thermique.
  • Selon leur forme et leur emplacement, ces points chauds peuvent indiquer différentes défaillances.
  • Si l’ensemble du module est plus chaud que d’habitude, cela peut indiquer un problème d’interconnexion.
  • Certaines cellules ou séries de cellules présentent un point chaud ou des taches chaudes, c’est généralement dû à un défaut des diodes bypass, à un court- circuit interne ou à une disparité de cellules.

 

Les points chauds sont ici facilement visibles sur l'image thermique, même de face.panneau solaire

Les points chauds sont ici facilement visibles sur l’image thermique, même de face.

L’ombrage et les cellules fissurées apparaissent à l’écran sous forme de points chauds ou de taches polygonales. L’échauffement d’une cellule ou d’une partie de la cellule indique un défaut ou un ombrage.

Il convient de comparer les images thermiques obtenues :

  • sous charge,
  • hors charge et
  • en court-circuit.

La comparaison des images thermiques de l’avant et de l’arrière du module peut aussi apporter des informations précieuses. Bien sûr, l’identification correcte de la défaillance demande de tester électriquement et d’inspecter visuellement les modules suspects.

 

 

Conclusion

L’inspection thermographique des systèmes photovoltaïques permet de localiser rapidement les défauts possibles au niveau des cellules et des modules, ainsi que les éventuels problèmes d’interconnexion. Elle est menée dans les conditions normales de fonctionnement. Elle ne nécessite pas la mise à l’arrêt.

 

L’inspection des panneaux solaires permet d’obtenir des images thermiques correctes et pertinentes.

Quelles  conditions  :

  • il faut utiliser une caméra thermique appropriée, dotée des accessoires nécessaires,
  • l’éclairement solaire doit être suffisant (au moins 500 W/m², de préférence plus de 700 W/m²),
  • l’angle d’observation doit être dans l’intervalle favorable (entre 5° et 60°),
  • il faut prévenir l’ombrage et les reflets.

 

La location de  caméras thermiques est surtout utilisée pour localiser les défauts.

La classification et l’évaluation des anomalies détectées nécessitent :

  • une bonne compréhension de la technologie solaire,
  • une connaissance du système inspecté et des mesures électriques complémentaires.
  • Il est évidemment indispensable de documenter l’inspection de manière appropriée.
  • Il faut indiquer toutes les conditions ambiantes, les mesures complémentaires et toutes les informations utiles.

 

De l’assurance qualité lors de l’installation aux vérifications périodiques, les inspections réalisées avec une caméra thermique contribuent à une surveillance simple et complète de l’état du système. Cela aide à maintenir les panneaux solaires en fonctionnement et à allonger leur durée de vie. L’utilisation de caméras thermiques pour l’inspection des panneaux solaires améliore donc considérablement le retour sur investissement

Détection de fuites par caméra thermique , d’infiltration et d’ humidité

 

Détection de fuites par caméra thermique des canalisations d’alimentation et chauffage urbain

La détection de fuites par camera thermique permet de mettre facilement en évidence les défaillances des canalisations de tout système de chauffage souterrain.

Dans les pays froids, la chaussée et les aires de parking sont parfois chauffées.

Les systèmes de chauffage urbain distribuent de la chaleur, souvent sous forme de vapeur. Celle-ci est produite de manière centralisée pour couvrir les besoins des bâtiments résidentiels et commerciaux.

Donc une caméra thermique peut aider à identifier l’emplacement exact du défaut, afin de minimiser les travaux de réparation.

une image thermique prisFuites d'énergie dans un système de chauffage urbain.

Un drône permet la détection de fuites par camera thermique d’énergie dans un système de chauffage urbain.

 

 

Détection de fuites par camera thermique et d’infiltration d’eau dans les toits en terrasse avec une caméra thermique

La location de caméra thermique permet aussi de détecter l’infiltration de l’eau dans les toits en terrasse.

L’eau retenant la chaleur plus longtemps que les matériaux du toit, est parfaitement visible en fin de soirée ou la nuit, lorsque le toit lui-même est refroidi.

La réfection des zones humides est beaucoup moins chère que le remplacement du toit entier.

Détection d'Infiltration de l'eau dans les toits en terrasse par caméra thermique

Image thermique d’Infiltration de l’eau dans les toits en terrasse.

 

La location d’une camera thermique permet de localiser les fuites du chauffage par le sol.

La caméra  thermique est un outil facile d’emploi pour rechercher les fuites dans les canalisations, même lorsque les conduites d’eau passent dans le sol ou sous l’enduit.

Car la chaleur des conduites rayonne au travers de la surface, ce qui permet de suivre facilement leur parcours avec la caméra.

Détection de fuite dans un système de chauffage par caméra thermique

Détection de fuites par camera thermique dans un système de chauffage par le sol.

Détection de fuite dans un système de chauffage par caméra thermique

Une caméra thermique permet de détecter facilement les problèmes de chauffage par le sol.

 

Détection en plomberie

La location de caméra thermique est la solution idéale pour détecter les obstructions et les autres problèmes de plomberie. En effet, même si les conduites sont placées sous le plancher ou dans un mur, il est possible de déterminer l’emplacement exact du problème en y faisant circuler de l’eau chaude. Car la chaleur atteint la surface et la zone du problème devient clairement visible sur l’image thermique.

Détection des problèmes de plomberie par camera thermique.

Détection des problèmes de plomberie par camera thermique.

Détection des problèmes de plomberie par camera thermique.

 

 

Le diagnostic thermique dans le bâtiment

Le diagnostic thermique dans le bâtiment

Le diagnostic thermique au moyen d’une caméra thermique est un moyen puissant et non invasif qui permet de surveiller et de diagnostiquer l’état des bâtiments.

La caméra  thermique est devenue l’un des outils de diagnostic thermique les plus précieux pour leur inspection. Elle permet d’identifier les problèmes très tôt.

Donc de les documenter et de les corriger avant qu’ils s’aggravent et entraînent des réparations coûteuses.

 

Le diagnostic thermique d’un bâtiment à l’aide d’une caméra  permet de:

  • visualiser les déperditions d’énergie,
  • détecter les défauts ou l’absence d’isolation,
  • trouver les fuites d’air,
  • trouver l’humidité dans l’isolation, les toits et les murs, dans la structure intérieure et extérieur,
  • détecter la moisissure et les zones mal isolées,
  • identifier les ponts thermiques,
  • repérer l’infiltration de l’eau dans les toits en terrasse,
  • détecter les ruptures de canalisation d’eau chaude,
  • voir les erreurs de construction,
  • surveiller le séchage de la construction,
  • trouver les défauts dans les canalisations d’alimentation et le réseau de chauffage urbain,
  • identifier les problèmes électriques.

 

La location d’une caméra thermique est la solution  idéale pour localiser et identifier les défaillances du bâtiment car elles montrent ce qui est invisible.

Alors, les problèmes sautent aux yeux. Cet outil vous permet réellement de VOIR tout cela.

Une image thermique comportant des données exactes de température. Elle fournit aux experts du bâtiment des informations importantes :

  • sur l’état de l’isolation,
  • la pénétration de l’humidité,
  • l’apparition de la moisissure,
  • les défauts électriques,
  • la présence de ponts thermiques
  • et le fonctionnement des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.

 

Elles sont des outils tellement précieux et polyvalents qu’il est impossible d’énumérer toutes leurs applications.

Tous les jours apparaissent de nouvelles utilisations innovantes de cette technologie.

 

Défauts d’isolation et fuites d’air

La location est une solution exceptionnelle pour localiser les défauts des bâtiments :

  • tels que l’absence d’isolation,
  • le décollement d’enduit et
  • les problèmes de condensation.

image termique  

Construction à ossature. De nombreuses sections ne sont pas isolées, comme indiqué par les couleurs plus chaudes.

Lors de la recherche de défaut d’isolation ou de perte d’énergie au moyen d’une caméra thermique, il est préférable que la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment soit au moins de 10 °C. Mais il est possible de travailler avec une différence de température moins importante si la caméra thermique possède une résolution et une sensibilité thermique élevées (par exemple les FLIRE8)

 

Dans les pays froids, les bâtiments sont généralement inspectés en hiver.

Dans les chauds, où l’isolation est importante pour garder l’air frais généré par le système de climatisation, les inspections sont conduites pendant l’été.

L’isolation est absente dans certaines parties du mur.

image de camera thermique

L’image thermique montre clairement que le mur sous la fenêtre est insuffisamment isolée.

Détection des fuites d’air

Les fuites d’air font augmenter la consommation de l’énergie. Elles perturbent souvent le système de ventilation. Elles peuvent aussi provoquer de la condensation dans la construction, ce qui détériore le climat intérieur.

 

Pour pouvoir détecter une fuite d’air avec une caméra thermique, il faut à la fois:

  • une différence de température et
  • une différence de pression.

 

L’image fait alors apparaître les “taches” caractéristiques d’un passage d’air froid, car cet air refroidit les surfaces sur son passage.

Par conséquent, il convient de toujours mener l’inspection thermique du côté où la pression est moins élevée. Pour détecter les fuites d’air, on recourt souvent à la méthode de pressurisation nommée BLOWER DOOR.

 

Fuites d’air entre le plafond et la fenêtre.

Détection d’humidité

L’humidité est la cause la plus fréquente de détérioration d’un bâtiment. Les fuites d’air peuvent provoquer de la condensation dans les murs, les sols et les plafonds. Un isolant mouillé met longtemps à sécher et favorise l’apparition de la moisissure et des champignons.

Diffusion d’humidité dans le sol, invisible à l’œil nu mais clairement visible sur l’image thermique.

L’examen à l’aide d’une caméra thermique permet de localiser l’humidité, elle-même source de moisissure. On peut en détecter l’odeur, mais pas la localiser. Une inspection thermique indique l’emplacement des zones humides, où peut apparaître une moisissure éventuellement nocive.

L’humidité peut être difficile à localiser. Pour y parvenir, on modifie la température du bâtiment.

Les matériaux humides étant plus lents à changer de température, ils deviennent clairement visibles. Alors que les autres méthodes mesurent la température en un seul point, les caméras thermiques scrutent toute une zone en peu de temps.

Ponts thermiques

L’imagerie thermique permet également de localiser les ponts thermiques des bâtiments, sources de gaspillage d’énergie.

Un pont thermique est une zone de l’enveloppe du bâtiment présentant une conduction thermique plus élevée. Son existence est liée aux contraintes de construction. Or la chaleur s’échappe de la zone chauffée vers l’extérieur par les matériaux offrant la meilleure conductivité thermique.

 

Les effets d’un pont thermique sont :

  • une baisse de température des surfaces intérieures ;dans les cas extrêmes, cela peut provoquer des problèmes de condensation, en particulier dans les coins
  • des déperditions de chaleur importantes,
  • des zones froides dans le bâtiment.

 

pont tehrmique entre 2 étages

Pont thermique à l’un des étages.

Ponts thermiques entre les poutres du toit et les murs.

Ponts thermiques entre les poutres du toit et les murs.