Uvod: Ko sončna svetloba postane »spremenljivka«
Jedro proizvodnje fotovoltaične energije je pretvorba energije sončnega sevanja v električno energijo, na njeno izhodno moč pa v realnem času neposredno vplivajo številni meteorološki parametri, kot so sončno obsevanje, temperatura okolice, hitrost in smer vetra, vlažnost zraka in padavine. Ti parametri niso več zgolj številke v vremenskih poročilih, temveč ključne »proizvodne spremenljivke«, ki neposredno vplivajo na učinkovitost proizvodnje energije elektrarn, varnost opreme in donosnost naložb. Avtomatska vremenska postaja (AVS) se je tako iz znanstvenoraziskovalnega orodja preoblikovala v nepogrešljiv »čutni živec« in »temelj odločanja« za sodobne fotovoltaične elektrarne.
I. Večdimenzionalna korelacija med parametri spremljanja jedra in učinkovitostjo elektrarne
Namenska avtomatska vremenska postaja za fotovoltaične elektrarne je oblikovala zelo prilagojen sistem spremljanja, pri čemer je vsak podatek tesno povezan z delovanjem elektrarne:
Spremljanje sončnega sevanja (»merjenje vira« za proizvodnjo električne energije)
Skupno sevanje (GHI): Neposredno določa skupno energijo, ki jo prejmejo fotonapetostni moduli, in je najpomembnejši vhodni podatek za napoved proizvodnje energije.
Neposredno sevanje (DNI) in razpršeno sevanje (DHI): Za fotonapetostne nize, ki uporabljajo sledilne nosilce ali specifične dvostranske module, so ti podatki ključni za optimizacijo strategij sledenja in natančno oceno dobička od zadaj.
Uporabna vrednost: Zagotavlja nenadomestljive referenčne podatke za primerjalno analizo učinkovitosti proizvodnje električne energije (izračun vrednosti PR), kratkoročno napoved proizvodnje električne energije in diagnozo energetske učinkovitosti elektrarn.
2. Temperatura okolice in temperatura hrbtne plošče komponent („temperaturni koeficient“ učinkovitosti)
Temperatura okolice: Vpliva na mikroklimo in hladilne potrebe elektrarne.
Temperatura zadnje plošče modula: Izhodna moč fotonapetostnih modulov se zmanjšuje z naraščanjem temperature (običajno od -0,3 % do -0,5 %/℃). Spremljanje temperature zadnje plošče v realnem času lahko natančno popravi pričakovano izhodno moč in prepozna nenormalno odvajanje toplote komponent ali morebitne nevarnosti vročih točk.
3. Hitrost in smer vetra (»dvorezen meč« varnosti in hlajenja
Strukturna varnost: Trenutni močni vetrovi (na primer tisti, ki presegajo 25 m/s) predstavljajo končni preizkus za zasnovo mehanskih obremenitev fotovoltaičnih nosilnih konstrukcij in modulov. Opozorila o hitrosti vetra v realnem času lahko sprožijo varnostni sistem in po potrebi aktivirajo način zaščite pred vetrom enoosnega sledilnika (na primer »lokacija nevihte«).
Naravno hlajenje: Ustrezna hitrost vetra pomaga znižati delovno temperaturo komponent, kar posredno izboljša učinkovitost proizvodnje energije. Podatki se uporabljajo za analizo učinka zračnega hlajenja in optimizacijo postavitve in razmika med antenskimi nizi.
4. Relativna vlažnost in padavine (»opozorilni signali« za delovanje in vzdrževanje ter napake)
Visoka vlažnost: Lahko povzroči PID učinke (potencialom inducirano slabljenje), pospeši korozijo opreme in vpliva na delovanje izolacije.
Padavine: Podatki o padavinah se lahko uporabijo za korelacijo in analizo naravnega čistilnega učinka komponent (začasno povečanje proizvodnje energije) ter za vodenje načrtovanja najboljšega cikla čiščenja. Opozorila o močnem deževju so neposredno povezana z odzivom sistemov za nadzor poplav in odvodnjavanje.
5. Atmosferski tlak in drugi parametri (izpopolnjeni »pomožni faktorji«)
Uporablja se za natančnejšo korekcijo podatkov o obsevanju in analizo na raziskovalni ravni.
Ii. Scenariji pametnih aplikacij, ki temeljijo na podatkih
Podatkovni tok avtomatske vremenske postaje se prek zbiralnika podatkov in komunikacijskega omrežja prenese v sistem za spremljanje in zajemanje podatkov (SCADA) ter sistem za napovedovanje moči fotovoltaične elektrarne, kar omogoča številne inteligentne aplikacije:
1. Natančna napoved proizvodnje električne energije in dispečiranja omrežja
Kratkoročno napovedovanje (uro/dan nazaj): Združuje obsevanje v realnem času, zemljevide oblakov in numerične vremenske napovedi (NWP) ter služi kot osrednja osnova za dispečerske oddelke elektroenergetskega omrežja za uravnoteženje nestanovitnosti fotovoltaične energije in zagotavljanje stabilnosti elektroenergetskega omrežja. Natančnost napovedi je neposredno povezana z ocenjenimi prihodki elektrarne in strategijo trgovanja na trgu.
Ultra kratkoročna napoved (na ravni minut): Predvsem temelji na spremljanju nenadnih sprememb obsevanosti v realnem času (kot je prehod oblakov) in se uporablja za hiter odziv AGC (samodejnega nadzora proizvodnje) v elektrarnah in nemoteno proizvodnjo energije.
2. Poglobljena diagnoza delovanja elektrarne ter optimizacija delovanja in vzdrževanja
Analiza razmerja zmogljivosti (PR): Na podlagi izmerjenih podatkov o obsevanju in temperaturi komponent izračunajte teoretično proizvodnjo energije in jo primerjajte z dejansko proizvodnjo energije. Dolgotrajno zmanjšanje vrednosti PR lahko kaže na propadanje komponent, madeže, ovire ali električne napake.
Inteligentna strategija čiščenja: Z obsežno analizo padavin, kopičenja prahu (kar je mogoče posredno sklepati z dušenjem obsevanja), hitrosti vetra (prah) in stroškov izgube energije se dinamično ustvari ekonomsko optimalen načrt čiščenja komponent.
Opozorilo o stanju opreme: Z primerjavo razlik v proizvodnji energije različnih podnizov v enakih meteoroloških pogojih je mogoče hitro odkriti napake v kombiniralnih omaricah, razsmernikih ali nivojih nizov.
3. Varnost sredstev in upravljanje tveganj
Opozorilo o ekstremnih vremenskih razmerah: Nastavite pragove za močan veter, močan dež, močno sneženje, ekstremno visoke temperature itd., da dosežete samodejna opozorila in vodite operativno in vzdrževalno osebje, da vnaprej sprejme zaščitne ukrepe, kot so zategovanje, ojačitev, odvodnjavanje ali prilagajanje načina delovanja.
Zavarovanje in vrednotenje sredstev: Zagotovite objektivne in neprekinjene meteorološke podatke, ki bodo zagotovili zanesljive dokaze tretjih oseb za oceno škode zaradi nesreč, zavarovalne zahtevke in transakcije z elektrarnami.
Iii. Sistemska integracija in tehnološki trendi
Sodobne fotovoltaične vremenske postaje se razvijajo v smeri večje integracije, večje zanesljivosti in inteligence.
Integrirana zasnova: Senzor sevanja, merilnik temperature in vlažnosti, anemometer, zbiralnik podatkov in napajalnik (sončna celica + baterija) so integrirani v stabilen in proti koroziji odporen sistem jambora, kar omogoča hitro namestitev in delovanje brez vzdrževanja.
2. Visoka natančnost in visoka zanesljivost: Senzor se približuje standardu druge ali celo prve ravni, saj ima funkcije samodiagnoze in samokalibracije za zagotavljanje dolgoročne natančnosti in stabilnosti podatkov.
3. Integracija robnega računalništva in umetne inteligence: Izvedba predhodne obdelave podatkov in presoja anomalij na koncu postaje za zmanjšanje bremena prenosa podatkov. Z integracijo tehnologije prepoznavanja slik z umetno inteligenco in uporabo slikovne naprave celotnega neba za pomoč pri prepoznavanju vrst in količin oblakov se natančnost ultra kratkoročnih napovedi še izboljša.
4. Digitalni dvojček in virtualna elektrarna: Podatki meteorološke postaje, kot natančni vhodni podatki iz fizičnega sveta, poganjajo model digitalnega dvojčka fotonapetostne elektrarne za izvajanje simulacije proizvodnje energije, napovedovanja napak ter optimizacije strategije delovanja in vzdrževanja v virtualnem prostoru.
Iv. Primeri uporabe in kvantifikacija vrednosti
Fotovoltaična elektrarna z močjo 100 MW, ki se nahaja na kompleksnem gorskem območju, je po vzpostavitvi mikrometeorološkega spremljalnega omrežja, ki ga sestavlja šest podpostajal, dosegla:
Natančnost kratkoročnih napovedi moči se je izboljšala za približno 5 %, kar je znatno zmanjšalo kazni za oceno omrežja.
Z inteligentnim čiščenjem, ki temelji na meteoroloških podatkih, se letni stroški čiščenja zmanjšajo za 15 %, izguba energije zaradi madežev pa se zmanjša za več kot 2 %.
Med močnim konvektivnim vremenom je bil vetrobran aktiviran dve uri vnaprej na podlagi opozorila o močnem vetru, kar je preprečilo morebitno škodo na nosilcih. Ocenjuje se, da se je izguba zmanjšala za več milijonov juanov.
Zaključek: Od »Zanašanja na naravo za preživetje« do »Delovanja v skladu z naravo«
Uporaba avtomatskih vremenskih postaj pomeni premik v delovanju fotovoltaičnih elektrarn od zanašanja na izkušnje in obsežno upravljanje k novi dobi znanstvenega, izpopolnjenega in inteligentnega upravljanja, osredotočenega na podatke. Fotovoltaičnim elektrarnam omogoča ne le, da »vidijo« sončno svetlobo, temveč tudi »razumejo« vreme, s čimer se maksimizira vrednost vsakega sončnega žarka ter povečajo prihodki od proizvodnje električne energije in varnost sredstev skozi celoten življenjski cikel. Ker fotovoltaika postaja glavna gonilna sila v svetovnem energetskem prehodu, bo strateški položaj avtomatske vremenske postaje, ki služi kot njeno »inteligentno oko«, zagotovo postal vse bolj pomemben.
Za več informacij o vremenski postaji,
Prosimo, obrnite se na podjetje Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Spletna stran podjetja:www.hondetechco.com
Čas objave: 17. dec. 2025