كيف تُحسّن مجموعات مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على الأسطح من كفاءة الطاقة؟

تُستخدم أنظمة الطاقة الشمسية التجارية المثبتة على أسطح المباني بشكل متزايد في المصانع والمستودعات والمباني المكتبية ومراكز التسوق والمدارس والمستشفيات ومرافق الخدمات اللوجستية. يمكن لهذه الأنظمة أن تقلل من استهلاك الكهرباء من الشبكة وتدعم أهداف الاستدامة طويلة الأجل، ولكن تركيب الألواح الكهروضوئية وحده لا يضمن أداءً ثابتًا.

يتغير إنتاج الطاقة الشمسية باستمرار تبعًا للإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الألواح، وغطاء السحب، والتظليل، والغبار، والتهوية، وحالة المعدات. تُظهر بيانات العاكس كمية الكهرباء التي ينتجها النظام، لكنها لا تُفسر دائمًا سبب ارتفاع الإنتاج أو انخفاضه.

A مجموعة مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على السطح توفر هذه المجموعة بيانات مرجعية بيئية ضرورية لتفسير مخرجات النظام. ومن خلال قياس الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة وحدة الخلايا الكهروضوئية، والظروف المحيطة، وغيرها من المعايير المختارة، تساعد هذه المجموعة مالكي المباني، ومقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاء، ومديري الطاقة، وفرق التشغيل والصيانة على تقييم ما إذا كان نظام الخلايا الكهروضوئية على السطح يعمل كما هو متوقع.

بالنسبة للمباني التجارية ذات مساحة التركيب المحدودة، يجب أن يكون حل المراقبة أيضًا صغير الحجم وسهل التركيب ويمكن الوصول إليه عن بعد ومتوافقًا مع منصة إدارة الطاقة أو العاكس الحالية.

استكشف مجموعة JW-IoT لمراقبة الطاقة الشمسية على أسطح المنازل

ما هي مجموعة مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على أسطح المنازل؟

مجموعة مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على السطح هي نظام صغير الحجم يستخدم لجمع البيانات المرجعية البيئية والتشغيلية من تركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على السطح.

قد تتضمن المجموعة النموذجية ما يلي:

• مستشعر الإشعاع الشمسي
• مستشعر واحد أو أكثر لدرجة حرارة وحدة الخلايا الكهروضوئية
• مستشعر درجة الحرارة والرطوبة المحيطة
• مسجل بيانات صغير الحجم أو محطة مراقبة إنترنت الأشياء
• اتصالات RS485 أو Ethernet أو LoRaWAN أو Wi-Fi أو 4G
• حامل تثبيت وغطاء خارجي
• منصة سحابية أو اتصال بواجهة برمجة التطبيقات (API)

لا تحل هذه المجموعة محل نظام مراقبة العاكس. بل إنها تضيف السياق البيئي اللازم لتفسير بيانات العاكس وعداد الطاقة بدقة أكبر.

على سبيل المثال، قد يكون انخفاض إنتاج الطاقة أمرًا طبيعيًا عند انخفاض الإشعاع الشمسي. مع ذلك، إذا ظل الإشعاع مرتفعًا بينما انخفض إنتاج الطاقة، فقد يتطلب النظام مزيدًا من الفحص بحثًا عن التظليل، أو الاتساخ، أو مشاكل الكابلات، أو قيود العاكس، أو عدم تطابق الوحدات، أو أعطال المعدات.

1. لماذا تحتاج أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على أسطح المنازل إلى مراقبة بيئية؟

لا تفسر بيانات الطاقة وحدها الأداء

تجمع معظم أنظمة الطاقة الشمسية التجارية بالفعل بيانات عن خرج العاكس، وإنتاج الطاقة اليومي، والجهد، والتيار، وحالة التشغيل. هذه المعلومات مهمة، لكنها تجيب على سؤال واحد فقط:

ما مقدار الطاقة التي أنتجها النظام؟

تساعد المراقبة البيئية في الإجابة على سؤال ثانٍ:

ما مقدار الطاقة التي كان ينبغي أن يكون النظام قادراً على إنتاجها في ظل ظروف الموقع الفعلية؟

من خلال مقارنة الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الوحدة وتوليد الطاقة خلال نفس الفترة الزمنية، يحصل المشغلون على رؤية أوضح لأداء النظام.

قد تتغير ظروف أسطح المنازل بسرعة.

تُهيئ أسطح المباني التجارية ظروف تشغيل مختلفة عن تلك الموجودة في مزارع الطاقة الشمسية المكشوفة. إذ يمكن للهياكل المجاورة، ومنافذ التهوية، والجدران الحاجزة، ومعدات التكييف والتهوية، والهوائيات، والمباني المجاورة أن تُحدث اختلافات موضعية في التظليل أو تدفق الهواء.

يمكن لمواد التسقيف أيضاً أن تحتفظ بالحرارة وتزيد من درجة الحرارة حول مصفوفة الألواح الكهروضوئية. ولذلك، قد تتعرض أجزاء مختلفة من السطح نفسه لدرجات حرارة مختلفة للألواح أو ظروف إشعاع شمسي متباينة.

تقوم مجموعة المراقبة المحلية برصد الظروف في المنشأة نفسها بدلاً من الاعتماد فقط على خدمة الأرصاد الجوية الإقليمية.

تؤثر درجة حرارة الوحدة على إنتاج الطاقة

غالباً ما تعمل وحدات الخلايا الكهروضوئية في درجات حرارة أعلى بكثير من درجة حرارة الهواء المحيط، خاصة خلال فترات سطوع الشمس القوي وضعف التهوية.

مع ارتفاع درجة حرارة الوحدة، تنخفض كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية عمومًا. لذا، قد ينتج النظام طاقة أقل في ظهيرة يوم شديد الحرارة مما هو متوقع بناءً على بيانات الإشعاع الشمسي وحدها.

مثبت بشكل صحيح مستشعر درجة حرارة وحدة الطاقة الشمسية يساعد المشغلين على التمييز بين الخسائر الطبيعية المرتبطة بدرجة الحرارة ومشاكل الأداء غير الطبيعية.

قد لا تعكس بيانات الطقس العامة حالة السطح

قد تقع محطات الأرصاد الجوية العامة على بعد عدة كيلومترات، وقد تقيس الإشعاع الشمسي على سطح أفقي في ظل ظروف محلية مختلفة. لذا، قد لا تعكس بياناتها ما يلي:

• زاوية ميل صفيف الألواح الكهروضوئية على السطح
• حركة السحابة المحلية
• تظليل جزئي من المباني المجاورة
• تراكم الحرارة على سطح المبنى
• الغبار أو التلوث حول الموقع
• ظروف الرياح والتهوية المختلفة

توفر أجهزة الاستشعار الموجودة في الموقع بيانات مرجعية أكثر صلة لمراقبة الطاقة الشمسية على أسطح المباني التجارية.

2. مراقبة أسطح المنازل مقابل مراقبة أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق المرافق

تتطلب مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المنازل وعلى نطاق المرافق العامة العديد من القياسات الأساسية نفسها، ولكن بنية المراقبة عادة ما تكون مختلفة.

قد تتطلب محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية واسعة النطاق عدة محطات للأرصاد الجوية، وأجهزة استشعار إشعاعية احتياطية، وقياس الرياح، ومراقبة هطول الأمطار، ومحطات قياس التلوث، وبوابات اتصال متعددة.

عادةً ما تستفيد أنظمة الرصد المثبتة على أسطح المباني من نظام أصغر حجماً وأكثر مرونة، يركز على أهم المعايير ذات الصلة بالقرار. فالهدف ليس تركيب كل أنواع أجهزة الاستشعار الممكنة، بل جمع بيانات تمثيلية كافية لتفسير الأداء دون إضافة تعقيدات غير ضرورية في عملية التركيب.

3. أجهزة الاستشعار الرئيسية لمراقبة الطاقة الشمسية على أسطح المباني التجارية

مستشعر الإشعاع الشمسي

يُعد مستشعر الإشعاع الشمسي جهاز القياس المركزي في مجموعة مراقبة الأسطح. وهو يقيس كمية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى مصفوفة الخلايا الكهروضوئية، والتي تُعبر عنها عادةً بالواط لكل متر مربع.

لتقييم الأداء، يتم عادةً تركيب المستشعر في نفس المستوى وبزاوية ميل مماثلة لوحدات الخلايا الكهروضوئية. يُعرف هذا باسم مراقبة الإشعاع على مستوى المصفوفة.

يمكن استخدام بيانات الإشعاع الشمسي من أجل:

• قارن بين ضوء الشمس المتاح وتوليد الطاقة الفعلي
• حدد انخفاضات الإنتاج التي لا يمكن تفسيرها بالطقس
• تحليل نسبة أداء الدعم
• قيّم تأثير الغيوم والظلال
• قارن بين مناطق الأسطح المختلفة
• دعم إعداد التقارير طويلة الأجل

يوفر JW-IoT عدة أنواع من أجهزة استشعار الإشعاع الشمسي لمراقبة الخلايا الكهروضوئية, ، بما في ذلك أجهزة استشعار الخلايا المرجعية المصنوعة من السيليكون المدمجة وخيارات القياس القائمة على مقياس الإشعاع الشمسي.

بالنسبة لمشاريع أسطح المباني التجارية، يُعدّ مستشعر الإشعاع الشمسي المصنوع من السيليكون خيارًا عمليًا عند الرغبة في مقارنة ظروف الإشعاع الشمسي مع إنتاج الخلايا الكهروضوئية. أما أجهزة قياس الإشعاع الشمسي (البيرانومتر) فيمكن استخدامها عند الحاجة إلى قياسات طيفية أوسع أو أداء أعلى في القياسات المناخية.

المنتج الموصى به:

مستشعر إشعاع السيليكون لمراقبة أداء الخلايا الكهروضوئية

مستشعر درجة حرارة وحدة الطاقة الشمسية

يُثبّت مستشعر درجة حرارة وحدة الخلايا الكهروضوئية عادةً على السطح الخلفي للوحة شمسية نموذجية. وهو يقيس درجة حرارة التشغيل الفعلية للوحدة وليس درجة حرارة الهواء المحيط.

تساعد هذه البيانات المستخدمين على:

• تقييم فقدان الطاقة المرتبط بدرجة الحرارة
• قارن درجة حرارة الوحدة مع الإشعاع الشمسي
• حدد الوحدات أو المناطق الموجودة على السطح التي تتميز بارتفاع درجة حرارتها بشكل غير عادي
• تقييم ظروف التهوية
• تحسين حسابات الطاقة المتوقعة
• دعم التحقيق في الأعطال

بالنسبة للأسطح الكبيرة أو المقسمة، قد يكون من الضروري استخدام أكثر من مستشعر حرارة واحد للوحدة. وقد تكون نقاط المراقبة المنفصلة مفيدة عندما تكون المصفوفات ذات اتجاهات مختلفة، أو زوايا ميل مختلفة، أو أسطح أسطح مختلفة، أو ظروف تهوية مختلفة.

مستشعر درجة الحرارة والرطوبة المحيطة

توفر درجة الحرارة المحيطة معلومات إضافية حول درجة حرارة الوحدة وظروف التشغيل على السطح. كما قد تكون الرطوبة النسبية مفيدة في التقييم البيئي طويل الأجل، وتقييم مخاطر التكثيف، وتحليل حالة الموقع.

يُعد مستشعر درجة الحرارة والرطوبة الصغير الحجم ذا أهمية خاصة لما يلي:

• المباني الصناعية
• المنشآت الساحلية
• المناطق الرطبة أو الاستوائية
• أسطح المنازل ذات تدفق الهواء المحدود
• المواقع التي تتطلب سجلات بيئية

مستشعر الرياح الاختياري

تؤثر الرياح على تبريد الوحدات الشمسية، ويمكن أن تفسر الاختلافات بين درجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة الوحدة. ويمكن إضافة مستشعر رياح صغير الحجم في الأماكن التي يكون فيها لتدفق الهواء على السطح تأثير كبير على الأداء، أو عندما تتطلب سلامة الموقع مراقبة محلية للرياح.

مع ذلك، يتطلب قياس سرعة الرياح على سطح المبنى اختيارًا دقيقًا للموقع. فالجدران الحاجزة، وغرف المعدات، ومنافذ التهوية، والمنشآت المجاورة قد تُحدث اضطرابًا في الرياح. لذا، ينبغي وضع المستشعر في مكان يُمكّنه من جمع بيانات تمثيلية دون التأثير على العمليات التي تُجرى على السطح.

مراقبة الاتساخ أو الغبار (اختياري)

قد يؤدي الغبار وحبوب اللقاح والانبعاثات الصناعية وفضلات الطيور وغيرها من الرواسب إلى تقليل كمية ضوء الشمس التي تصل إلى سطح الوحدة.

بالنسبة للمواقع ذات تكاليف التنظيف العالية، أو التلوث الجوي الكبير، أو تراكم الغبار المتكرر، يمكن لجهاز مراقبة تلوث الخلايا الكهروضوئية أن يساعد في تحديد ما إذا كان انخفاض الإنتاج مرتبطًا بتلوث السطح.

وهذا من شأنه أن يدعم التنظيف القائم على الحالة بدلاً من الاعتماد فقط على جدول صيانة ثابت.

4. مسجل بيانات صغير الحجم وخيارات اتصال

لا تمثل أجهزة الاستشعار سوى جزء واحد من نظام المراقبة. يجب جمع قراءاتها وتخزينها ونقلها وعرضها ومقارنتها ببيانات إنتاج الطاقة الكهروضوئية.

مسجل بيانات صغير الحجم

يعمل مسجل البيانات كنقطة تجميع محلية لمجموعة أدوات مراقبة السطح. وبحسب التكوين، قد يقوم بما يلي:

• جمع بيانات مستشعرات RS485 Modbus
• تطبيق عناوين المستشعرات وفترات الاستطلاع
• تخزين البيانات أثناء انقطاع الاتصال
• تحويل بيانات الحقل إلى رسائل MQTT أو TCP أو HTTP
• إرسال البيانات إلى منصة سحابية
• الاتصال بنظام إدارة الطاقة
• دعم تكوين المعلمات عن بُعد
• توليد تنبيهات عند تجاوز العتبة

بالنسبة للتركيبات على أسطح المباني، يجب أن يتناسب جهاز التسجيل مع حاوية صغيرة مقاومة للعوامل الجوية وأن يدعم مصدر الطاقة المتاح للمبنى.

مودبوس RS485

يُعد بروتوكول RS485 Modbus مناسبًا عندما يتم تركيب أجهزة الاستشعار بالقرب من مسجل البيانات ويمكن توجيه اتصال سلكي بأمان عبر السقف.

تشمل المزايا ما يلي:

• اتصال محلي مستقر
• سهولة التكامل مع وحدات التحكم الصناعية
• دعم لعدة مستشعرات على ناقل واحد
• التوافق مع العديد من وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) ووحدات التحكم عن بعد (RTUs) والبوابات

ينبغي مراعاة توجيه الكابلات، والحماية من الصواعق، والتأريض، والعزل الكهربائي أثناء التركيب.

شبكة إيثرنت أو شبكة المبنى

يمكن استخدام الإيثرنت عندما يكون مسجل البيانات قادراً على الاتصال بالبنية التحتية للشبكة الموجودة في المبنى. وهذا يوفر اتصالاً موثوقاً دون الحاجة إلى خطة بيانات جوالة منفصلة.

ينبغي على مالك المبنى التأكد من متطلبات الأمن السيبراني، والوصول إلى الشبكة، وجدار الحماية، ونقل البيانات قبل توصيل جهاز المراقبة.

4G LTE

تُعدّ تقنية الجيل الرابع مفيدة عندما:

• شبكة المبنى غير متاحة
• تتم إدارة أصول الطاقة الشمسية بواسطة طرف ثالث
• يفضل الوصول عن بعد بشكل مستقل
• يجب فصل نظام المراقبة عن شبكة المنشأة
• تحتاج العديد من المواقع على أسطح المنازل إلى اتصال مباشر بالسحابة

يمكن لجهاز تسجيل البيانات المزود بتقنية الجيل الرابع (4G) إرسال بيانات المراقبة مباشرة إلى منصة بعيدة، وذلك رهناً بتغطية الشبكة الخلوية المحلية وتوافر شريحة SIM.

لوراوان

قد يكون نظام LoRaWAN مناسبًا للمجمعات الصناعية، والحرم الجامعية، ومجموعات المستودعات، ومشاريع المباني المتعددة التي تحتوي على العديد من نقاط المراقبة الموزعة على أسطح المباني.

يمكن لعقد الاستشعار منخفضة الطاقة إرسال البيانات إلى بوابة LoRaWAN مركزية، والتي بدورها تقوم بإعادة توجيه المعلومات إلى السحابة عبر الإيثرنت أو شبكة الجيل الرابع (4G).

تكامل واجهة برمجة التطبيقات والمنصة

قد يكون المستخدمون التجاريون يقومون بالفعل بما يلي:

• بوابة العاكس
• نظام إدارة المباني
• نظام إدارة الطاقة
• منصة سكادا
• لوحة معلومات لإعداد تقارير الاستدامة
• منصة تشغيل وصيانة تابعة لجهة خارجية

لذلك ينبغي أن تدعم مجموعة مراقبة الأسطح أساليب التكامل العملية مثل MQTT أو Modbus أو TCP/IP أو واجهة برمجة تطبيقات سحابية.

يمكن لـ JW-IoT تكوين مجموعات المستشعرات ومسجلات البيانات والبوابات والمنصات وفقًا لبنية الاتصال المطلوبة.

5. كيف تُحسّن المراقبة صيانة الألواح الكهروضوئية على أسطح المنازل

تحديد أسرع للنتائج غير الطبيعية

لنفترض أن نظامًا مثبتًا على سطح مبنى ينتج كهرباء أقل من المتوقع.

في غياب البيانات البيئية، قد يحتاج فريق التشغيل والصيانة إلى فحص العاكس والوحدات والكابلات والسقف فورًا. وباستخدام بيانات الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الوحدات، يستطيع الفريق أولًا تحديد ما إذا كان الانخفاض ناتجًا عن انخفاض ضوء الشمس أو ارتفاع غير معتاد في درجة حرارة التشغيل.

عندما يظل الإشعاع قويًا ولكن الإنتاج ينخفض، يمكن للنظام إعطاء الأولوية لمزيد من التحقيق.

فصل أفضل بين عوامل الطقس والمعدات

تساعد مجموعة أدوات المراقبة على التمييز بين العديد من الحالات الشائعة:

• انخفاض الإشعاع وانخفاض الناتج: غالباً ما يكون انخفاضاً طبيعياً مرتبطاً بالطقس
• شدة إشعاع عالية ودرجة حرارة وحدة عالية: فقدان حراري طبيعي محتمل
• إشعاع عالي وإخراج منخفض بشكل غير متوقع: قد يكون السبب هو التظليل، أو الاتساخ، أو محدودية العاكس، أو مشكلة في الكابل، أو عطل في الوحدة.
• الإشعاع الطبيعي ودرجة الحرارة غير الطبيعية: مشكلة محتملة في التهوية أو التثبيت أو التسخين الموضعي
• أداء مختلف بين مناطق السقف: قد يكون السبب اختلافات في التوجيه أو التظليل أو التلوث أو المعدات

هذا لا يحل محل التشخيص الاحترافي، ولكنه يساعد فرق الصيانة على تحديد المكان الذي يجب البحث فيه أولاً.

قرارات تنظيف محسّنة

لا يعني انخفاض إنتاج الطاقة بالضرورة أن الوحدات تحتاج إلى تنظيف. فالغطاء السحابي، وزاوية الشمس الموسمية، ودرجة الحرارة قد تُحدث تغييرات مماثلة.

من خلال مراجعة الإشعاع الضوئي، والإنتاج، والاتجاهات التاريخية معًا، يستطيع المشغلون اتخاذ قرارات تنظيف أكثر استنارة. وعند إضافة مستشعر للاتساخ، يمكن للنظام أن يوفر مؤشرًا أكثر دقة على الخسائر الناتجة عن التلوث.

تقليل الزيارات غير الضرورية للأسقف

قد تخضع أسطح المباني التجارية لقيود في الوصول، ومتطلبات السلامة، وقيود التشغيل. وقد تتطلب كل عملية تفتيش الحصول على تصاريح، وإجراءات الحماية من السقوط، والتنسيق مع إدارة المبنى، وتكاليف العمالة.

تتيح المراقبة عن بعد للخلايا الكهروضوئية إجراء العديد من الفحوصات الأولية من لوحة تحكم على الويب قبل إرسال الموظفين إلى السطح.

إدارة أفضل للمواقع المتعددة

تحتاج الشركات التي لديها تركيبات للطاقة الشمسية في العديد من المصانع أو المستودعات أو مباني البيع بالتجزئة إلى طريقة متسقة لمقارنة الأداء.

يمكن لمنصة مراقبة مركزية عرض ما يلي:

• الإشعاع الحالي
• درجة حرارة الوحدة
• الظروف المحيطة
• حالة المستشعر
• الاتجاهات التاريخية
• حالة الاتصال
• سجلات الإنذار
• مقارنات بين المواقع

وهذا يمنح مديري الطاقة ومقدمي الخدمات رؤية أكثر توحيدًا لأصول الطاقة الشمسية الموزعة.

6. مجموعة مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموصى بها على أسطح المنازل

يمكن بناء تصميم عملي لأسطح المباني التجارية حول المكونات التالية.

التكوين القياسي

• مستشعر إشعاع شمسي ذو مستوى واحد
• مستشعر درجة حرارة واحد لوحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية
• مسجل بيانات RS485 صغير الحجم
• اتصال إيثرنت أو اتصال الجيل الرابع
• صندوق تحكم مصمم للاستخدام الخارجي
• أقواس التثبيت والكابلات
• لوحة تحكم سحابية أو الوصول إلى واجهة برمجة التطبيقات (API)

هذا التكوين مناسب لمجموعة أسطح متجانسة نسبياً ذات اتجاه رئيسي واحد.

تكوين مُحسّن

• مستشعر واحد أو اثنان لقياس الإشعاع في مستوى المصفوفة
• مستشعران أو أكثر لدرجة حرارة وحدة الخلايا الكهروضوئية
• مراقبة درجة الحرارة والرطوبة المحيطة
• مراقبة الرياح المدمجة
• مسجل بيانات متعدد القنوات
• بوابة LoRaWAN أو Ethernet أو 4G
• لوحة تحكم سحابية، وإدارة الإنذارات، وواجهة برمجة التطبيقات (API).
• خيار دمج العاكس أو عداد الكهرباء

يُعد التكوين المُحسّن أكثر ملاءمة لما يلي:

• أقسام متعددة من السقف
• صفوف الخلايا الكهروضوئية الممتدة من الشرق إلى الغرب
• زوايا ميل مختلفة
• أسطح صناعية كبيرة
• مواقع تجارية متعددة المباني
• مواقع ذات تظليل معقد
• المشاريع التي تتطلب تحليل أداء مركزي

المكونات الاختيارية

بحسب المشروع، قد تتضمن المجموعة أيضاً ما يلي:

• مستشعر هطول الأمطار
• مستشعر الضغط الجوي
• جهاز قياس اتساخ الخلايا الكهروضوئية
• نقاط قياس درجة حرارة الوحدة الإضافية
• مصدر طاقة شمسية مستقل
• الحماية من زيادة التيار
• تخزين البيانات على الحافة
• تحويل البروتوكول المخصص
• نشر السحابة الخاصة
• غلاف وعلامة تجارية من إنتاج الشركة المصنعة الأصلية أو من إنتاج شركة أخرى

كيفية اختيار التكوين المناسب لمراقبة أسطح المنازل

قبل طلب مجموعة أدوات المراقبة، يرجى تجهيز معلومات المشروع التالية:

1. إجمالي سعة الخلايا الكهروضوئية المركبة
2. أبعاد السقف وعدد أقسام السقف
3. اتجاه الوحدة وزاوية الميل
4. عدد وأنواع أجهزة تحويل التيار
5. المعايير البيئية المطلوبة
6. المسافة بين أجهزة الاستشعار ومسجل البيانات
7. مصدر الطاقة المتاح
8. طريقة الاتصال المفضلة
9. متطلبات منصة المراقبة الحالية أو واجهة برمجة التطبيقات
10. متطلبات الحماية والامتثال المحلية للأماكن الخارجية

ينبغي أن يعتمد عدد نقاط المراقبة على التصميم المادي للسطح وليس فقط على إجمالي السعة المركبة.

قد تكون نقطة مراقبة واحدة كافية لمجموعة صغيرة ومتجانسة. أما المواقع الكبيرة ذات الاتجاهات والارتفاعات وظروف التظليل المختلفة، أو مواد التسقيف المتنوعة، فقد تتطلب عدة أجهزة استشعار تمثيلية.

اعتبارات التركيب

تعتمد دقة البيانات على التركيب الصحيح للمستشعر.

تركيب مستشعر الإشعاع الشمسي

يجب أن يقوم مستشعر الإشعاع الضوئي ذو المستوى المصفوفي بما يلي:

• قم بمطابقة ميل واتجاه وحدات الخلايا الكهروضوئية التي تتم مراقبتها
• تجنب التظليل الناتج عن الإطارات والجدران والكابلات والمعدات القريبة
• يتم تركيبه في موقع تمثيلي
• يجب أن تبقى متاحة للتنظيف والتفتيش
• استخدم دعامة ثابتة لا تغير زاويتها

تركيب مستشعر درجة حرارة الوحدة

يجب أن يكون مسبار درجة الحرارة:

• يجب تثبيته بإحكام على السطح الخلفي لوحدة نموذجية
• الحفاظ على اتصال حراري موثوق
• تجنب صناديق التوصيل وحواف الوحدات إلا إذا كانت مواصفات التركيب تتطلب ذلك.
• استخدم مسارات كابلات مقاومة للعوامل الجوية
• تمثل ظروف تشغيل المصفوفة الخاضعة للمراقبة

تركيب مسجل البيانات

يجب أن يكون جهاز التسجيل والحاوية كالتالي:

• احرص على الحماية من المطر والغبار والحرارة المباشرة قدر الإمكان
• توفير إمكانية الوصول الآمن للصيانة
• قم بتضمين التأريض المناسب والحماية من زيادة التيار
• استخدم كابلات اتصال وكابلات استشعار مُعَلَّمة.
• الحفاظ على إشارة شبكة أو إشارة خلوية موثوقة
• قم بتخزين البيانات محليًا أثناء حالات انقطاع الاتصال المؤقتة عند الحاجة.

للحصول على إرشادات إضافية، اقرأ ما يلي:

أفضل الممارسات لتركيب محطات الأرصاد الجوية التي تعمل بالطاقة الشمسية الكهروضوئية

الأسئلة الشائعة

ما الذي تقيسه مجموعة مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على أسطح المنازل؟

تقيس مجموعة مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على أسطح المنازل عادةً الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الألواح الكهروضوئية. وقد تراقب أيضًا درجة الحرارة المحيطة والرطوبة والرياح وهطول الأمطار والأوساخ وغيرها من ظروف الموقع حسب المشروع.

هل تكفي مراقبة العاكس لنظام الطاقة الشمسية التجاري المثبت على سطح المبنى؟

توفر مراقبة العاكس بيانات الطاقة والتشغيل الكهربائي، لكنها قد لا توضح ما إذا كان تغير الخرج ناتجًا عن ضوء الشمس أو درجة الحرارة أو التظليل أو الاتساخ أو حالة الجهاز. توفر أجهزة الاستشعار البيئية البيانات المرجعية اللازمة لتحليل أداء أكثر شمولاً.

أين ينبغي تركيب مستشعر الإشعاع الشمسي؟

لأغراض مراقبة مستوى المصفوفة، يجب عادةً تركيب مستشعر الإشعاع بنفس اتجاه وزاوية ميل وحدات الخلايا الكهروضوئية. ويجب أن يبقى خالياً من التظليل وأن يعكس الظروف التي تتعرض لها المصفوفة.

كم عدد مستشعرات درجة حرارة الوحدة المطلوبة؟

قد لا يتطلب سطح صغير ومتجانس سوى مستشعر واحد. يُنصح باستخدام مستشعرات متعددة عندما يكون للسطح اتجاهات مختلفة، أو أنواع وحدات مختلفة، أو مستويات مختلفة، أو ظروف تهوية مختلفة، أو مناطق تظليل مختلفة.

هل يمكن توصيل جهاز المراقبة بمنصة موجودة؟

نعم. اعتمادًا على مسجل البيانات والبوابة المختارة، يمكن للنظام دعم RS485 Modbus و Ethernet و MQTT و TCP/IP و LoRaWAN و 4G والتكامل القائم على واجهة برمجة التطبيقات (API).

هل بإمكان شركة JW-IoT توفير نظام مراقبة متكامل للأسطح؟

نعم. يمكن لـ JW-IoT تهيئة مستشعرات الإشعاع الشمسي، ومستشعرات درجة حرارة وحدة الخلايا الكهروضوئية، ومستشعرات البيئة المحيطة، ومسجلات البيانات، وأجهزة الاتصال، وملحقات التركيب، ومنصات الحوسبة السحابية، وتكامل واجهة برمجة التطبيقات وفقًا لتصميم السطح ومتطلبات المشروع.

هل هذه المجموعة مناسبة للمصانع والمستودعات؟

نعم. مجموعات مراقبة الأسطح المدمجة مناسبة للمصانع والمستودعات ومباني المكاتب ومراكز التسوق والحرم الجامعية والمستشفيات والمدارس ومرافق الخدمات اللوجستية وغيرها من المباني التجارية أو الصناعية المزودة بتركيبات الطاقة الشمسية الموزعة.

هل تؤدي مراقبة أسطح المنازل إلى زيادة كفاءة الألواح الشمسية بشكل مباشر؟

لا يؤثر نظام المراقبة على كفاءة التحويل الفيزيائية للوحدات الكهروضوئية. فهو يساعد المشغلين على تحديد الخسائر غير الطبيعية، وتحسين توقيت الصيانة، وتقييم التأثيرات البيئية، والحفاظ على النظام أقرب ما يكون إلى حالة التشغيل المتوقعة.

خاتمة

توفر مجموعة مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المثبتة على أسطح المباني التجارية لأصحابها أكثر من مجرد مصدر إضافي لبيانات المستشعرات، فهي توفر السياق البيئي اللازم لفهم توليد الطاقة الشمسية.

من خلال الجمع بين الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الوحدة، وجمع البيانات المضغوطة، والاتصال اللاسلكي أو السلكي، والوصول إلى المنصة عن بُعد، يساعد النظام المستخدمين على:

• قم بتقييم إنتاج الطاقة الكهروضوئية مقابل ضوء الشمس الفعلي
• تحديد الأداء غير الطبيعي بكفاءة أكبر
• فهم الخسائر المرتبطة بدرجة الحرارة
• تحسين قرارات التنظيف والصيانة
• الحد من عمليات التفتيش غير الضرورية على أسطح المنازل
• إدارة مواقع الطاقة الشمسية التجارية المتعددة مركزياً
• دمج البيانات البيئية مع منصات الطاقة الحالية

يعتمد التكوين الأكثر فعالية على تصميم السطح، وعدد اتجاهات المصفوفة، وبيئة الاتصال، والمعايير المطلوبة، وأهداف التكامل.

اطلب مجموعة أدوات مراقبة الألواح الشمسية الكهروضوئية على السطح

توفر شركة JW-IoT حلولاً قابلة للتكوين لمراقبة الطاقة الشمسية على أسطح المباني التجارية والمنشآت الصناعية والمستودعات والمجمعات الجامعية ومشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة.

أرسل لنا ما يلي:

• سعة نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية
• تصميم السطح
• توجيه الوحدة
• معايير المراقبة المطلوبة
• تفضيلات التواصل
• متطلبات تكامل المنصة

سيقوم فريقنا بالتوصية بمستشعر مناسب، ومسجل بيانات، وجهاز اتصال، وتكوين منصة لمشروعك.

اطلب مجموعة أدوات مراقبة الألواح الشمسية الكهروضوئية على السطح