Основной состав и принцип работы фотоэлектрической метеостанции

    Фотоэлектрические метеостанции: ключевые технологии для повышения эффективности солнечной генерации и надежности систем 

    В условиях растущего мирового спроса на чистую энергию солнечная фотоэлектрическая (PV) генерация постепенно становится основной силой в развитии возобновляемых источников энергии. Однако эффективность работы фотоэлектрических систем напрямую зависит от различных метеорологических факторов. Для повышения производительности и обеспечения стабильной эксплуатации этих систем развертывание фотоэлектрических метеостанций стало необходимым условием. Являясь решением для мониторинга окружающей среды, разработанным специально для фотоэлектрических электростанций, фотоэлектрические метеостанции играют решающую роль в сборе данных в реальном времени, оптимизации работы и интеллектуальном анализе.

     1. Что такое фотоэлектрическая метеостанция?

    Фотоэлектрическая метеостанция — это интегрированная система мониторинга, специально предназначенная для сбора различных экологических и метеорологических данных, влияющих на эффективность генерации солнечной энергии. Эти данные включают, помимо прочего, солнечную радиацию, температуру и влажность, скорость и направление ветра, а также атмосферное давление. Благодаря непрерывному мониторингу этих параметров станция может оценивать рабочее состояние фотоэлектрической системы, выявлять тенденции производительности и обеспечивать информационную поддержку для оптимизации стратегий технического обслуживания и предиктивной эксплуатации (O&M). 

    Основная цель — повысить выход энергии фотоэлектрических станций в различных экологических условиях, обеспечивая безопасную и экономичную работу системы генерации в переменных природных условиях.

     2. Основные компоненты и принцип работы

    Полная фотоэлектрическая метеостанция обычно состоит из следующих компонентов:

    - Система солнечного электропитания: автономное питание для обеспечения бесперебойной работы оборудования в отдаленных районах.

    - Модуль датчиков: объединяет несколько датчиков для сбора в реальном времени параметров окружающей среды, таких как радиация, температура, влажность, скорость и направление ветра.

    - Система сбора и передачи данных: поддерживает локальное хранение и удаленную передачу данных в облако или на локальные серверы через 4G/LoRa/NB-IoT.

    - Интеллектуальный блок обработки: выполняет первичную обработку, калибровку и форматирование собранных данных, повышая их пригодность для использования.

    - Система визуализации данных и интерфейс: поддерживает веб- и мобильный доступ, позволяя проводить удаленный мониторинг и запрашивать исторические данные. 

    Эта система может работать без участия персонала, обладает высокой стабильностью и адаптируемостью, что делает ее пригодной для различных климатических зон, включая экстремальные погодные условия и сложный рельеф.

     3. Ключевые параметры мониторинга и их роль

    3.1. Солнечная радиация

       - Включает суммарную радиацию на наклонных поверхностях, горизонтальную суммарную радиацию, прямую и диффузную радиацию.

       - Используется для расчета фактической энергии, получаемой фотоэлектрическими модулями, и выявления причин колебаний выходной мощности.   

    3.2. Температура и влажность окружающей среды

       - Влияют на эффективность солнечных элементов и срок службы модулей.

       - Могут использоваться для прогнозирования снижения производительности из-за высоких температур или отказов системы, вызванных влажной средой. 

    3.3. Скорость и направление ветра

       - Влияют на эффективность охлаждения модулей и безопасность монтажных конструкций.

       - Позволяют выдавать рекомендации по защите или отключению в условиях сильного ветра. 

    3.4. Атмосферное давление

       - Связано с проникающей способностью радиации и может помочь в определении интенсивности солнечного света. 

    Благодаря долгосрочному мониторингу и анализу вышеуказанных данных пользователи могут создавать более научные модели эксплуатации, обеспечивая предиктивное обслуживание и оценку производительности фотоэлектрической системы.

     4. Типичные сценарии применения

    - Крупномасштабные фотоэлектрические станции: развернутые в сложных условиях, таких как пустыни, высокогорья и прибрежные районы, мониторинг в реальном времени может значительно повысить общую эффективность и безопасность генерации.

    - Распределенные фотоэлектрические системы: используются в промышленных парках, сельскохозяйственных теплицах или на крышах жилых домов, помогая пользователям понимать текущую производительность систем для научного управления энергопотреблением.

    - Оценка солнечных ресурсов: на этапе выбора площадки для новых проектов могут быть развернуты мобильные метеостанции для проведения региональных исследований солнечных ресурсов, помогая разработчикам принимать инвестиционные решения.

    - Исследования и изучение климата: долгосрочный сбор высокоточных данных об окружающей среде для поддержки исследований в области возобновляемой энергии и анализа климатических трендов. 

     5. Тенденции развития и технологические горизонты

    Современные фотоэлектрические метеостанции постепенно развиваются в сторону интеллектуальности, модульности и облачного взаимодействия:

    - Интеграция умных алгоритмов: использование алгоритмов ИИ для обнаружения аномалий в данных, предупреждения о неисправностях и прогнозирования выработки энергии.

    - Платформы дистанционного управления: пользователи могут просматривать данные мониторинга, статус устройств и системные журналы через онлайн-платформы, поддерживающие удаленную эксплуатацию.

    - Совместный мониторинг нескольких площадок: особенно подходит для микросетей и распределенных систем, обеспечивая обмен метеоданными и их региональный анализ.

    - Подключение к Интернету вещей (IoT): координация работы с инверторами, системами хранения энергии и другими устройствами для создания полной сети управления умной энергией.

    Заключение

    Фотоэлектрические метеостанции — это не только ключевая технология для обеспечения эффективной работы солнечных станций, но и важная инфраструктура в продвижении глобального энергетического перехода. Поскольку чистая энергия становится общей глобальной целью, развертывание надежных систем метеорологического мониторинга стало стандартной конфигурацией в фотоэлектрической индустрии. 

    Предоставляя точные и полные данные об окружающей среде, фотоэлектрические метеостанции делают эксплуатацию систем более прозрачной и контролируемой, максимизируя выход энергии и снижая затраты на обслуживание. Будь то крупные базы или малые распределенные системы, эти метеостанции будут играть ключевую роль в будущем развертывании зеленой энергетики.

    Технический паспорт датчиков солнечной радиации (пиранометров)

    NBL-W-SRS-Solar-radiation-sensor-instruction-manual-V4.0.pdf

    NBL-W-HPRS-Solar-Radiation-Sensor-Instruction-Manual-V3.0.pdf