Brevet FR3071057A1 (20190315)

REVENDICATIONS1. Système de mesure du rayonnement solaire caractérisé en ce qu'il comporte une caméra (10) munie d'un objectif (20) hémisphérique et 5 comprenant un capteur (12) apte à capter la lumière pour générer une image, et un processeur (30) apte à : - Effectuer une calibration géométrique de la caméra (10) afin d'obtenir la correspondance entre le système de coordonnées des pixels (125) de l'image et le système de coordonnées de ladite caméra (10). 10 - Calculer l'angle solide sous-tendu par chaque pixel (125, p) de ladite image, afin de pondérer la valeur de la luminance dans les calculs ultérieurs. - Effectuer une seconde calibration de la caméra (10) en comparant la position théorique du Soleil et sa position sur l'image, de façon à 15 obtenir la correspondance entre le système de coordonnées de ladite caméra (10) et les points cardinaux. - Calculer l'angle entre chaque pixel (125) et le zénith (PZA), l'angle entre chaque pixel (125) et l'azimut (PAA), l'angle entre le Soleil et le zénith (SZA) et l'angle entre le Soleil et l'azimut (SAA), puis l'angle 20 entre chaque pixel (125) et le Soleil (SPA), par la relation : cos(SPA) = cos(SZA) - cos(PZA) +sin(SZA)-sin(PZA)-cos(ISAA-PAAI) - Obtenir une image à haute dynamique (HDR) du ciel. - Calculer l'indice d'éclairement global horizontal (oGiii), l'indice d'éclairement normal direct (6DNi) et l'indice d'éclairement diffus horizontal (6DHI), définis comme la somme des luminances mesurées 25 par les pixels (125) de ladite image appartenant à une première région d'intérêt (A1), à une deuxième région d'intérêt (A2) et à une troisième région d'intérêt (A3), respectivement, où Qp, Lp et PZA sont l'angle solide sous-tendu par un pixel p, la luminance mesurée par ce pixel et l'angle entre ce pixel et le zénith, respectivement : ODNI- v LpEA2Q1) EpEA3 1-pç2p ODHI- LpEA3Qp EpEA1 LpQp cos(PZA) EpEA1Qp E pEA2 1-pç2p 16 - Convertir l'indice d'éclairement global horizontal (aGFii), l'indice d'éclairement normal direct (aDNI) et l'indice d'éclairement diffus horizontal (aDFii) en éclairement global horizontal (GHI), éclairement normal direct (DNI) et éclairement diffus horizontal (DHI), respectivement.\n<CLM>\1\tSystème de mesure du rayonnement solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite image à haute dynamique est obtenue par l'acquisition de plusieurs images à basse dynamique prises avec différents temps de pose puis la combinaison de ces images en une image à haute dynamique, tout en conservant la linéarité du capteur de la caméra.\n<CLM>\1\tSystème de mesure du rayonnement solaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite première région d'intérêt (A1) est l'ensemble des pixels (125) de l'image vérifiant PZA\n<CLM>\1\tSystème de mesure du rayonnement solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un caisson de protection (40) étanche à l'eau et à la poussière dans lequel est logée ladite caméra (10) et qui comporte une fenêtre transparente (42) située devant l'objectif (20) de ladite caméra (10).\n<CLM>\1\tSystème de mesure du rayonnement solaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit caisson (40) est équipé d'un régulateur de température (50) apte à réguler la température à l'intérieur dudit caisson (40).\n<CLM>\1\tSystème de mesure du rayonnement solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un filtre (60) qui est apte à atténuer ou moduler la lumière entrant par l'objectif (20) dans ladite caméra (10).\n<CLM>\1\tProcédé de mesure du rayonnement solaire caractérisé en ce qu'il utilise une caméra (10) munie d'un objectif (20) hémisphérique et comportant un capteur (12) apte à capter la lumière pour générer une image, et un processeur (30), et en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 17 (a) On calibre géométriquement la caméra (10) afin d'obtenir la correspondance entre le système de coordonnées des pixels (125) de l'image fournie par ladite caméra (10) et le système de coordonnées de la caméra (10). 5 (b) On calcule l'angle solide sous-tendu par chaque pixel (125, p) de ladite image, afin de pondérer la valeur de la luminance dans les calculs ultérieurs. (c) On calibre ladite camera (10) une seconde fois en comparant la position théorique du Soleil et sa position obtenue sur l'image, de façon à 10 obtenir la correspondance entre le système de coordonnées de ladite caméra (10) et les points cardinaux. (d) On calcule l'angle entre chaque pixel (125, p) et le zénith (PZA), l'angle entre chaque pixel (125, p) et l'azimut (PAA), l'angle entre le Soleil et le zénith (SZA) et l'angle entre le Soleil et l'azimut (SAA), puis l'angle 15 entre chaque pixel (125, p) et le Soleil (SPA), grâce à la relation : cos(SPA) = cos(SZA) - cos(PZA) +sin(SZA)-sin(PZA)-cos(ISAA-PAAI) (e) On obtient une image à haute dynamique (HDR) du ciel. (f) On calcule l'indice d'éclairement global horizontal (0GHI), l'indice d'éclairement normal direct (aDNI) et l'indice d'éclairement diffus horizontal (0DHI), définis comme la somme des luminances mesurées par les pixels 20 (125) de ladite image appartenant à une première région d'intérêt (A1), à une deuxième région d'intérêt (A2) et à une troisième région d'intérêt (A3), respectivement, où Qp, Lp et PZA sont l'angle solide sous-tendu par un pixel p, la luminance mesurée par ce pixel et l'angle entre ce pixel et le zénith, respectivement : EpEA1 LpQp cos(PZA) aGHT = ODHI- LpEA3Qp 25 (g) On effectue une conversion entre l'indice d'éclairement global horizontal (oGiii), l'indice d'éclairement normal direct (aDNI) et l'indice d'éclairement diffus horizontal (aDFii), et l'éclairement global horizontal (GHI), l'éclairement normal direct (DNI) et l'éclairement diffus horizontal (DHI), respectivement. ODNI- v LpEA2Qp E pEA3 1-pç2p EpEA1Qp E pEA2 I-PQP 18\n<CLM>\1\tProcédé de mesure du rayonnement solaire selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape suivante : (h) On calcule le profil solaire en mesurant l'éclairement normal direct 5 (DNI) le long d'une ligne de pixels passant par le centre du Soleil sur l'image, puis on répète cette mesure pour une pluralité d'angles, de manière à obtenir une distribution radiale de la luminance autour du Soleil.