Įvadas: Kai saulės šviesa tampa „kintamuoju“
Fotovoltinės energijos gamybos esmė – saulės spinduliuotės energiją paversti elektros energija, o jos išėjimo galiai realiuoju laiku tiesiogiai įtakos turi daugybė meteorologinių parametrų, tokių kaip saulės spinduliuotė, aplinkos temperatūra, vėjo greitis ir kryptis, atmosferos drėgmė ir krituliai. Šie parametrai nebėra tik orų ataskaitų skaičiai, o pagrindiniai „gamybos kintamieji“, kurie tiesiogiai veikia elektrinių energijos gamybos efektyvumą, įrangos saugą ir investicijų grąžą. Taigi automatinė meteorologinė stotis (AWS) iš mokslinių tyrimų įrankio virto nepakeičiamu „jutimo nervu“ ir „sprendimų priėmimo kertiniu akmeniu“ šiuolaikinėse fotovoltinėse elektrinėse.
I. Daugiamatis koreliacija tarp pagrindinių stebėjimo parametrų ir elektrinės efektyvumo
Specialiai fotovoltinėms elektrinėms skirta automatinė meteorologinė stotis sukūrė itin individualiai pritaikytą stebėjimo sistemą, o kiekvienas duomenų elementas yra glaudžiai susijęs su elektrinės veikimu:
Saulės spinduliuotės stebėjimas („šaltinio matavimas“ elektros energijos gamybai)
Bendras spinduliavimas (BSP): jis tiesiogiai lemia bendrą fotovoltinių modulių gaunamą energiją ir yra svarbiausias įvesties rodiklis prognozuojant energijos gamybą.
Tiesioginė spinduliuotė (DNI) ir išsklaidyta spinduliuotė (DHI): fotovoltinių masyvų, kuriuose naudojami sekimo laikikliai arba specialūs dvifaziai moduliai, atveju šie duomenys yra labai svarbūs optimizuojant sekimo strategijas ir tiksliai įvertinant galinės pusės energijos generavimo padidėjimą.
Taikymo vertė: teikia nepakeičiamus etaloninius duomenis elektros energijos gamybos našumo lyginamajai analizei (PR vertės skaičiavimui), trumpalaikei elektros energijos gamybos prognozei ir elektrinių energijos vartojimo efektyvumo diagnostikai.
2. Aplinkos temperatūra ir komponento galinės plokštės temperatūra (efektyvumo „temperatūros koeficientas“)
Aplinkos temperatūra: ji turi įtakos elektrinės mikroklimatui ir aušinimo poreikiams.
Modulio galinės plokštės temperatūra: fotovoltinių modulių išėjimo galia mažėja kylant temperatūrai (paprastai nuo -0,3 % iki -0,5 %/℃). Galinės plokštės temperatūros stebėjimas realiuoju laiku gali tiksliai pakoreguoti numatomą galią ir nustatyti nenormalų komponentų šilumos išsklaidymą arba galimus karštųjų taškų pavojus.
3. Vėjo greitis ir kryptis („dviašmenis saugumo ir vėsinimo kardas“)
Konstrukcijų saugumas: Momentinis stiprus vėjas (pvz., viršijantis 25 m/s) yra didžiausias išbandymas fotovoltinių atraminių konstrukcijų ir modulių mechaninės apkrovos projektavimui. Realaus laiko vėjo greičio įspėjimai gali suaktyvinti apsaugos sistemą ir, kai reikia, aktyvuoti vienos ašies sekiklio vėjo apsaugos režimą (pvz., „audros vietos nustatymas“).
Natūralus aušinimas: tinkamas vėjo greitis padeda sumažinti komponentų darbinę temperatūrą, netiesiogiai padidindamas energijos gamybos efektyvumą. Duomenys naudojami oro aušinimo efektui analizuoti ir matricų išdėstymui bei išdėstymui optimizuoti.
4. Santykinė drėgmė ir krituliai („įspėjamieji signalai“ dėl eksploatavimo, priežiūros ir gedimų)
Didelė drėgmė: ji gali sukelti PID (potencialo sukelto slopinimo) efektus, pagreitinti įrangos koroziją ir paveikti izoliacijos savybes.
Krituliai: Kritulių duomenys gali būti naudojami norint susieti ir analizuoti natūralų komponentų valymo efektą (laikiną energijos gamybos padidėjimą) ir padėti planuoti geriausią valymo ciklą. Įspėjimai apie smarkų lietų yra tiesiogiai susiję su potvynių kontrolės ir drenažo sistemų reakcija.
5. Atmosferos slėgis ir kiti parametrai (patikslinti „pagalbiniai veiksniai“)
Jis naudojamas didesnio tikslumo apšvitos duomenų korekcijai ir tyrimų lygio analizei.
II. Duomenimis pagrįstų išmaniųjų programų scenarijai
Automatinės meteorologinės stoties duomenų srautas per duomenų rinkimo ir ryšio tinklą patenka į fotovoltinės elektrinės stebėjimo ir duomenų rinkimo (SCADA) sistemą bei galios prognozavimo sistemą, todėl atsiranda daug išmaniųjų programų:
1. Tikslus elektros energijos gamybos ir tinklo paskirstymo prognozavimas
Trumpalaikė prognozė (kas valandą / prieš dieną): derinant realaus laiko spinduliuotės duomenis, debesų žemėlapius ir skaitmenines orų prognozes (NWP), tai yra pagrindinis elektros tinklo dispečerinių skyrių pagrindas, padedantis subalansuoti fotovoltinės energijos nepastovumą ir užtikrinti elektros tinklo stabilumą. Prognozių tikslumas yra tiesiogiai susijęs su elektrinės vertinimo pajamomis ir rinkos prekybos strategija.
Itin trumpalaikė prognozė (minutės lygmeniu): daugiausia pagrįsta staigių apšvitos pokyčių stebėjimu realiuoju laiku (pvz., debesų praskverbimu), ji naudojama greitam AGC (automatinio generavimo valdymo) reagavimui elektrinėse ir sklandžiam energijos tiekimui.
2. Išsami elektrinės veikimo diagnostika ir eksploatavimo bei priežiūros optimizavimas
Našumo koeficiento (PR) analizė: remiantis išmatuotais spinduliavimo ir komponentų temperatūros duomenimis, apskaičiuokite teorinę energijos gamybą ir palyginkite ją su faktine energijos gamyba. Ilgalaikis PR verčių sumažėjimas gali rodyti komponentų irimą, dėmes, kliūtis ar elektros gedimus.
Pažangi valymo strategija: išsamiai išanalizavus kritulius, dulkių kaupimąsi (kurį galima netiesiogiai nustatyti per spinduliuotės slopinimą), vėjo greitį (dulkes) ir energijos gamybos nuostolių sąnaudas, dinamiškai generuojamas ekonomiškai optimalus komponentų valymo planas.
Įspėjimas dėl įrangos būklės: palyginus skirtingų submasyvų energijos gamybos skirtumus tomis pačiomis meteorologinėmis sąlygomis, galima greitai nustatyti jungimo dėžių, keitiklių ar stygų lygių gedimus.
3. Turto saugumas ir rizikos valdymas
Ekstremalių oro sąlygų įspėjimas: nustatykite stipraus vėjo, smarkaus lietaus, gausaus sniego, itin aukštos temperatūros ir kt. slenksčius, kad būtų gauti automatiniai įspėjimai ir būtų nurodyta eksploatavimo bei priežiūros personalui imtis apsaugos priemonių, tokių kaip priveržimas, sutvirtinimas, išleidimas ar darbo režimo reguliavimas iš anksto.
Draudimas ir turto vertinimas: pateikti objektyvius ir nuolatinius meteorologinių duomenų įrašus, kad būtų galima pateikti patikimus trečiųjų šalių įrodymus nelaimių nuostolių vertinimui, draudimo išmokoms ir elektrinių turto sandoriams.
III. Sistemų integracija ir technologinės tendencijos
Šiuolaikinės fotovoltinės meteorologinės stotys vystosi siekiant didesnės integracijos, didesnio patikimumo ir išmanumo.
Integruota konstrukcija: spinduliuotės jutiklis, temperatūros ir drėgmės matuoklis, anemometras, duomenų rinktuvas ir maitinimo šaltinis (saulės baterija + akumuliatorius) yra integruoti į stabilią ir korozijai atsparią stiebo sistemą, leidžiančią greitai ją išdėstyti ir naudoti be priežiūros.
2. Didelis tikslumas ir patikimumas: jutiklių klasė artėja prie antro ar net pirmo lygio standarto, pasižyminti savidiagnostikos ir savikalibravimo funkcijomis, užtikrinančiomis ilgalaikį duomenų tikslumą ir stabilumą.
3. Perimetro skaičiavimų ir dirbtinio intelekto integravimas: atlikti preliminarų duomenų apdorojimą ir anomalijų vertinimą stotyje, siekiant sumažinti duomenų perdavimo naštą. Integruojant dirbtinio intelekto vaizdo atpažinimo technologiją ir naudojant viso dangaus vaizdo gavimo įrenginį, padedantį nustatyti debesų tipus ir debesų kiekius, dar labiau padidėja itin trumpalaikių prognozių tikslumas.
4. Skaitmeninis dvynys ir virtuali elektrinė: meteorologinių stočių duomenys, kaip tikslūs fizinio pasaulio įvesties duomenys, valdo fotovoltinės elektrinės skaitmeninio dvynio modelį, kad virtualioje erdvėje būtų galima atlikti elektros energijos gamybos modeliavimą, gedimų prognozavimą ir eksploatavimo bei priežiūros strategijos optimizavimą.
Iv. Taikymo atvejai ir vertės kiekybinis įvertinimas
100 MW fotovoltinė elektrinė, pastatyta sudėtingoje kalnuotoje vietovėje, įdiegus mikrometeorologinio stebėjimo tinklą, kurį sudaro šešios pastotės, pasiekė:
Trumpalaikės galios prognozavimo tikslumas pagerėjo maždaug 5 %, todėl gerokai sumažėjo baudos už tinklo vertinimą.
Dėl išmanaus valymo, pagrįsto meteorologiniais duomenimis, metinės valymo išlaidos sumažinamos 15 %, o dėl dėmių susidarantys energijos gamybos nuostoliai sumažėja daugiau nei 2 %.
Esant stipriam konvekciniam orui, remiantis stipraus vėjo perspėjimu, prieš dvi valandas buvo įjungtas vėjo užtvaros režimas, kuris užkirto kelią galimai atramos pažeidimui. Manoma, kad nuostoliai sumažinti keliais milijonais juanių.
Išvada: nuo „Pasikliaujimas gamta pragyvenimui“ iki „Veikimas pagal gamtą“
Automatinių meteorologinių stočių pritaikymas žymi fotovoltinių elektrinių eksploatavimo perėjimą nuo pasikliovimo patirtimi ir išsamiu valdymu prie naujos mokslinio, rafinuoto ir išmanaus valdymo, kurio centre yra duomenys, eros. Tai leidžia fotovoltinėms elektrinėms ne tik „matyti“ saulės šviesą, bet ir „suprasti“ orus, taip maksimaliai padidinant kiekvieno saulės spindulio vertę ir didinant energijos gamybos pajamas bei turto saugumą per visą gyvavimo ciklą. Fotovoltinei energijai tampant pagrindine jėga pasaulinėje energetikos pertvarkoje, automatinės meteorologinės stoties, kuri atlieka jos „išmaniosios akies“, strateginė pozicija neabejotinai taps vis svarbesnė.
Norėdami gauti daugiau informacijos apie meteorologines stotis,
prašome susisiekti su „Honde Technology Co., LTD.“
„WhatsApp“: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Įmonės svetainė:www.hondetechco.com
Įrašo laikas: 2025 m. gruodžio 17 d.