Célula de referencia fotovoltaica Modbus RS485 para medición de irradiancia en el plano del panel
El Sensor de irradiancia de silicio JW-TBQ-GJ(LC13) Es un sensor de celda de referencia fotovoltaica desarrollado para medir la irradiancia solar en centrales fotovoltaicas, sistemas solares en tejados, proyectos de prueba de módulos y estaciones meteorológicas solares.
Utiliza una célula sensora de silicio monocristalino con una respuesta espectral similar a la de los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino convencionales. Esto permite que el sensor proporcione datos de irradiancia que reflejan fielmente la energía solar disponible para el conjunto fotovoltaico monitorizado.
Con salida RS485, comunicación Modbus estándar, compensación de temperatura integrada y una carcasa exterior con protección IP65, el sensor se puede conectar a registradores de datos, RTU, PLC, sistemas SCADA y plataformas de monitorización fotovoltaica.
Puede funcionar como un sensor de irradiancia independiente o integrarse en un sistema completo. solución de monitorización de energías renovables con sensores meteorológicos, sensores de temperatura de los módulos, equipos de comunicación y gestión de datos basada en la nube.
Descripción general del producto
El JW-TBQ-GJ(LC13) también se describe comúnmente como:
celda de referencia fotovoltaica
celda de referencia de silicio
Sensor de irradiancia fotovoltaica
Sensor de irradiancia POA
Sensor de irradiancia de celda de referencia
A diferencia de un sensor de luz de uso general, está diseñado específicamente para monitorizar la irradiancia solar recibida por los módulos fotovoltaicos.
Debido a que el elemento sensor se basa en tecnología de silicio cristalino, su respuesta a la luz solar se asemeja más a la de un módulo fotovoltaico de silicio cristalino que a la de muchos instrumentos de radiación de amplio espectro. Esto lo hace idóneo para la comparación de rendimiento, el análisis operativo y la monitorización del plano del panel.
El sensor convierte la respuesta de la célula de silicio en una lectura digital de irradiancia que puede transmitirse a través de RS485 Modbus a un controlador local o a una plataforma de monitorización remota.
¿Qué mide el sensor?
El sensor mide la irradiancia solar incidente sobre su superficie de detección.
Cuando se instala con el mismo ángulo de inclinación y orientación que los módulos fotovoltaicos, puede proporcionar irradiancia del plano de la matriz, comúnmente abreviado como irradiancia POA.
La irradiancia POA representa la energía solar que llega a la superficie inclinada del conjunto fotovoltaico. Es especialmente útil para comparar:
irradiancia solar disponible
Producción fotovoltaica prevista
Salida real del inversor
Temperatura del módulo
eficiencia del sistema
índice de rendimiento
Pérdida de irradiancia causada por nubes o sombra
Diferencias entre cadenas o secciones de paneles fotovoltaicos
El sensor no mide directamente la potencia de salida de los paneles fotovoltaicos. En cambio, proporciona una referencia ambiental que puede compararse con los datos de producción eléctrica.
¿Por qué utilizar una célula de referencia de silicio en una planta fotovoltaica?
Una planta fotovoltaica no puede evaluar su rendimiento con precisión utilizando únicamente la potencia de salida.
Una reducción en la generación puede ser causada por:
Menor irradiancia solar
Nubes pasajeras
Alta temperatura del módulo
Polvo o suciedad
Sombreado parcial
Degradación del módulo
Limitación del inversor
Fallo de cadena
Pérdidas de cable
Reducción de la red
Al medir la irradiancia cerca del conjunto fotovoltaico, los operadores pueden diferenciar los cambios causados por la luz solar disponible de los cambios causados por el equipo o las condiciones operativas.
Por ejemplo, una menor producción de energía con baja irradiancia puede ser normal. Una menor producción de energía con alta irradiancia puede indicar un problema de rendimiento del sistema que requiere investigación.
Monitorización de la irradiancia en el plano de la matriz
El sensor se instala normalmente con la misma inclinación y acimut que los módulos fotovoltaicos monitorizados.
Este método de instalación permite que la superficie sensora reciba luz solar en condiciones similares a las que experimenta el conjunto de sensores.
Los datos de plano de matriz pueden admitir:
Análisis de la relación de rendimiento fotovoltaico
Evaluación de rendimiento
Evaluación del rendimiento del inversor
Comparación de cadenas
Análisis de pérdidas por suciedad
Estudios de degradación de módulos
Detección de fallos
Informes de operación y mantenimiento
Pronóstico solar
Plataformas de gemelos digitales y análisis
En el caso de grandes plantas solares con diferentes orientaciones de los paneles, puede ser necesario contar con varios sensores.
Se pueden considerar puntos de monitoreo separados para:
Conjuntos orientados al este y al oeste
Diferentes bloques de seguimiento
Secciones de inclinación fija y de seguimiento
Diferentes tecnologías de módulos
Zonas de inversores independientes
Áreas con diferentes condiciones de sombra
Secciones de plantas distribuidas geográficamente
Cómo funciona el sensor de irradiancia de silicio
1. La energía solar llega a la célula sensora.
La luz solar llega a la superficie sensora de silicio monocristalino.
2. La célula produce una respuesta eléctrica.
La célula de silicio genera una señal eléctrica relacionada con la irradiancia recibida por la superficie sensora.
3. Se aplica compensación de temperatura.
La respuesta de las células de silicio cambia con la temperatura.
La función de compensación de temperatura integrada ayuda a reducir la desviación de las mediciones causada por los cambios de temperatura exterior y mejora la consistencia del monitoreo a largo plazo.
4. La señal se convierte en datos digitales.
La electrónica del sensor procesa la señal y la convierte en un valor de irradiancia.
5. Los datos se transmiten a través de RS485 Modbus.
El valor medido se envía a un registrador de datos, RTU, PLC, ordenador industrial o plataforma de monitorización a través de la interfaz RS485.
Comunicación Modbus RS485
El JW-TBQ-GJ(LC13) utiliza comunicación RS485 y es compatible con el protocolo Modbus estándar.
RS485 es adecuado para la monitorización industrial y en exteriores porque admite:
Comunicación por cable estable
Redes multidispositivo
Cableado de campo de larga distancia
Integración con controladores industriales
Lectura de datos estándar basada en registros
Adquisición centralizada de sensores
El sensor se puede conectar a:
registradores de datos fotovoltaicos
Unidades terminales remotas
Sistemas PLC
Sistemas SCADA
Controladores de estaciones meteorológicas
Puertas de acceso industriales
Dispositivos de computación perimetral
Servidores de monitorización local
Plataformas de monitorización en la nube
Antes de la integración del sistema, confirme la dirección de comunicación, la velocidad de transmisión, la configuración de paridad, el mapa de registros y el formato de datos en el documento del protocolo de comunicación más reciente.
Especificaciones técnicas típicas
Artículo
Especificación
Tipo de producto
Sensor de irradiancia de silicio
Modelo
JW-TBQ-GJ(LC13)
Nombre alternativo
celda de referencia fotovoltaica
Elemento sensor
célula solar de silicio monocristalino
Interfaz de salida
RS485
Protocolo de comunicación
Modbus estándar
Fuente de alimentación
12 V CC
Compensación de temperatura
Construido
Índice de protección
IP65
No linealidad
0.10%
Estabilidad
0.50%
Error de medición
5%
Instalación
Montaje en superficie o según las especificaciones del proyecto para módulos fotovoltaicos.
Aplicación principal
Monitorización de la irradiancia y el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos
Las especificaciones técnicas deben confirmarse utilizando la hoja de datos más reciente antes de la compra.
Para proyectos de ingeniería, por favor confirme también:
Rango de medición de irradiancia
Resolución
Tiempo de respuesta
Rango de temperatura de funcionamiento
Rango de temperatura de almacenamiento
Longitud del cable
Tipo de conector
Mapa de registro Modbus
Dimensiones del sensor
Dimensiones de los orificios de montaje
Método de calibración
Documentación de calibración
Requisitos de protección contra sobretensiones y rayos
Sensor de irradiancia de silicio frente a piranómetro
Tanto un sensor de irradiancia de silicio como un piranómetro miden la irradiancia solar, pero utilizan diferentes tecnologías de detección y satisfacen diferentes necesidades de los proyectos.
Elemento de comparación
Sensor de irradiancia de silicio
Piranómetro de termopila
Principio de detección
Célula fotovoltaica de silicio
Termopila
Respuesta espectral
Similar a los módulos fotovoltaicos de silicio
Espectro solar más amplio
Aplicación principal
Monitorización del rendimiento fotovoltaico
Meteorología y monitorización de la radiación de referencia
Velocidad de respuesta
Generalmente rápido
Depende de la clase y el diseño del piranómetro.
Costo
Generalmente más económico
Generalmente más alto
Despliegue multipunto
Práctico
Puede aumentar el costo del proyecto.
Módulo fotovoltaico compatible
Fuerte para matrices de silicio cristalino
Mide la irradiancia de espectro más amplio
Instalación típica
Misma inclinación que los módulos fotovoltaicos
Horizontal o plano de matriz
Más adecuado para
Monitoreo operativo de sistemas fotovoltaicos
Medición meteorológica y de referencia de alta precisión
A menudo se prefiere un sensor de silicio cuando el proyecto necesita una referencia de irradiancia económica y de respuesta rápida, estrechamente relacionada con el comportamiento de los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino.
Un piranómetro de termopila puede ser más adecuado cuando el proyecto requiere:
Medición de la radiación solar de amplio espectro
Datos meteorológicos de referencia
Cumplimiento con una clase de piranómetro específica.
Monitorización de la irradiancia con calidad de investigación
Comparación entre diferentes tecnologías fotovoltaicas
Se debe seleccionar el sensor adecuado en función de la precisión requerida, la respuesta espectral, los estándares del proyecto, el presupuesto y el propósito del monitoreo.
Datos de potencia de la celda de referencia de silicio frente al módulo fotovoltaico
Una célula de referencia de silicio mide la irradiancia solar incidente.
Medidas de monitorización eléctrica fotovoltaica:
voltaje CC
corriente continua
alimentación de CC
Salida de CA
Eficiencia del inversor
Rendimiento energético
Estas medidas no deben sustituirse unas a otras.
El sensor de irradiancia muestra cuánta energía solar estaba disponible. El sistema de monitorización eléctrica muestra cuánta energía produjo el sistema fotovoltaico.
La comparación de ambos conjuntos de datos ayuda a los operadores a evaluar si la planta está convirtiendo la energía solar disponible en electricidad de manera eficiente.
Monitoreo del índice de rendimiento
El índice de rendimiento, o PR, se utiliza comúnmente para evaluar el rendimiento normalizado de una planta fotovoltaica.
Una comparación simplificada a nivel de proyecto utiliza:
Irradiancia medida
Capacidad fotovoltaica instalada
Producción de energía real
Temperatura del módulo
Período de seguimiento
Pérdidas del sistema
El sensor de irradiancia de silicio proporciona la información de irradiancia solar necesaria para muchos sistemas de monitorización de fotorresistencias.
Para un análisis fiable, los datos de irradiancia deben sincronizarse con:
Datos del inversor
Datos del medidor
Temperatura del módulo
Temperatura ambiente
Condiciones del viento
Registros de alarmas
Disponibilidad de plantas
Períodos de reducción
Una instalación incorrecta del sensor o un mantenimiento deficiente pueden distorsionar directamente los resultados de PR.
Instrucciones de instalación
Instalar con la misma inclinación que el conjunto fotovoltaico.
Para la medición en el plano del conjunto, el sensor debe coincidir con el ángulo de inclinación y el acimut de los módulos fotovoltaicos que se están monitorizando.
Incluso una pequeña diferencia angular puede generar diferencias en las mediciones, especialmente cuando el sol está bajo.
Evite las sombras
No instale el sensor en un lugar donde pueda quedar a la sombra de:
Marcos de módulos
Estructuras de montaje
Cables
Cajas de conexiones
Barandillas
Sensores cercanos
Vegetación
Edificios
Componentes del rastreador
La superficie sensora debe recibir la misma luz solar sin obstáculos que los módulos monitorizados.
Seleccione una ubicación representativa
El punto de instalación debe representar las condiciones de funcionamiento del conjunto fotovoltaico previsto.
Evite lugares inusuales afectados por:
Reflexiones locales
Sombra permanente
Acumulación excesiva de polvo
escorrentía de agua
escape de calor
ventisca
Limpieza desigual
Las plantas de gran tamaño pueden requerir varios puntos de medición.
Mantenga limpia la superficie de detección.
El polvo, la arena, el polen, los excrementos de pájaros, la bruma salina y las manchas de agua pueden reducir la irradiancia medida.
El sensor debe ser inspeccionado y limpiado como parte del programa de mantenimiento regular de la planta fotovoltaica.
Para los estudios de suciedad, asegúrese de que el método de limpieza sea coherente con el objetivo de la monitorización.
Proteja el cable
Pase el cable RS485 a través de conductos o bandejas portacables adecuados.
Evitar:
Curvas pronunciadas
Conexiones sueltas
Secciones largas de cable sin soporte
Contacto directo con las láminas posteriores calientes del módulo.
Acumulación de agua en los conectores
Instalación en paralelo junto a cables de alta tensión sin la separación adecuada.
Utilice protección contra sobretensiones y rayos donde lo requiera el diseño del proyecto.
Información de instalación del registro
Documento:
Número de serie del sensor
Fecha de instalación
ubicación GPS
Sección de matriz
Ángulo de inclinación
Azimut
Longitud del cable
Dirección Modbus
Canal de registro de datos
Información de calibración
Historial de mantenimiento
Esta información es importante para la resolución de problemas y la trazabilidad de los datos a largo plazo.
Instalación en la parte delantera y trasera
La configuración actual del producto permite la instalación en la superficie del panel fotovoltaico o en la parte posterior.
El método seleccionado debe coincidir con el objetivo de monitorización y el accesorio de montaje.
Posición frontal o del plano de la matriz
Esta posición se utiliza generalmente cuando la célula sensora debe recibir directamente la misma luz solar que la superficie del módulo fotovoltaico.
El sensor no debe generar sombras en el área activa del módulo.
Estructura de montaje trasera
El montaje en la parte posterior puede referirse a la fijación del soporte del sensor a la parte trasera o al marco del módulo, manteniendo la superficie de detección orientada hacia el cielo.
La superficie de detección debe permanecer despejada y alineada con el plano del módulo.
No instale la superficie de detección activa orientada hacia abajo a menos que la aplicación requiera específicamente la medición de la irradiancia reflejada o posterior y la configuración del producto lo permita.
Escenarios de aplicación
Centrales de energía fotovoltaica a gran escala
El sensor se puede instalar en plantas solares de inclinación fija o con seguimiento para brindar soporte a:
Monitoreo de la irradiancia
Análisis del índice de rendimiento
Comparación de zonas de inversores
Diagnóstico de O&M
Evaluación de rendimiento
Investigación de fallas
Sistemas solares en tejados
En el caso de instalaciones fotovoltaicas en tejados comerciales e industriales, el sensor puede proporcionar una referencia de irradiancia local para comparar la producción prevista con la real del sistema.
Estaciones meteorológicas fotovoltaicas
El sensor se puede combinar con:
Sensores de temperatura y humedad ambiente
sensores de temperatura de módulos fotovoltaicos
Sensores de velocidad y dirección del viento
pluviómetros
sensores de presión atmosférica
Registradores de datos
pasarelas de comunicación
Explora más sensores de radiación para proyectos completos de monitoreo solar y meteorológico.
Pruebas de módulos fotovoltaicos
El sensor puede admitir pruebas comparativas de:
Módulos fotovoltaicos individuales
Diferentes ángulos de inclinación
Diferentes tecnologías de módulos
Métodos de limpieza
Métodos de enfriamiento
Configuraciones de montaje
Condiciones de sombreado
Operación y mantenimiento de parques solares
Los equipos de operación y mantenimiento pueden comparar los datos de irradiancia y producción para identificar:
Pérdida de producción inesperada
Rendimiento deficiente del inversor
anomalías a nivel de cadena
Pérdida relacionada con la suciedad
Eventos de sombreado
Fallos en los sensores
Problemas de sincronización de datos
Monitorización distribuida de sistemas fotovoltaicos
La estructura compacta RS485 hace que el sensor sea adecuado para sistemas distribuidos que requieren múltiples puntos de monitorización de la irradiancia conectados a pasarelas locales o plataformas centralizadas.
Investigación en energías renovables
El sensor puede utilizarse en investigaciones aplicadas que incluyan:
eficiencia fotovoltaica
variabilidad de la irradiancia
Temperatura del módulo
Pronóstico solar
Pérdida por suciedad
Efectos de las nubes
Modelos de rendimiento energético
Sistema completo de monitorización fotovoltaica
Un sistema completo de monitorización ambiental fotovoltaica puede incluir:
Sensor de irradiancia de silicio
sensor de temperatura del módulo fotovoltaico
Sensor de temperatura y humedad ambiente
Sensor de velocidad del viento
Sensor de dirección del viento
Pluviómetro
Sensor de control de suciedad
Cámara panorámica
Registrador de datos o RTU
Red de comunicación RS485
Puerta de enlace 4G, Ethernet o LoRaWAN
Plataforma de monitorización en la nube
Integración de API o SCADA
Protección contra sobretensiones y rayos
JW-IoT Monitoreo de energías renovables La cartera de productos incluye sistemas de monitorización ambiental para parques solares, monitorización de paneles solares en tejados, monitorización de paneles solares flotantes, estaciones meteorológicas para plantas fotovoltaicas y sistemas de monitorización fotovoltaica basados en IoT.
Calidad de los datos y errores comunes de instalación
Los datos de irradiancia fiables dependen de algo más que las especificaciones del sensor.
Las causas comunes de lecturas inexactas incluyen:
Ángulo de inclinación incorrecto
Azimut incorrecto
Sombreado parcial
Superficie de detección sucia
Cableado suelto
Configuración Modbus incorrecta
Caída de tensión
Interpretación de registro errónea
Desajuste entre el reloj del sensor y el del inversor
Ubicación de instalación deficiente
Condiciones de limpieza diferentes entre el sensor y los módulos
Utilizar un único sensor para múltiples orientaciones de la matriz.
Registros de calibración faltantes
Los datos deben validarse después de la instalación comparándolos con:
Salida del sensor en condiciones de cielo despejado
Instrumentos de irradiancia cercanos
tendencias de la energía fotovoltaica
Temperatura del módulo
Posición solar prevista
Datos históricos del sitio
Recomendaciones de mantenimiento
Inspección periódica
Compruebe el sensor para lo siguiente:
Contaminación superficial
Daños mecánicos
Soportes sueltos
Desgaste de los cables
Corrosión
entrada de agua
Daños en el conector
Sombreado inesperado
Limpieza
Limpie la superficie de detección con un método suave y no abrasivo adecuado.
No utilice herramientas afiladas ni productos químicos agresivos que puedan dañar la superficie óptica o sensora.
Validación de datos
Revise los datos para:
Lecturas planas
Desfases repentinos
Valores nocturnos poco realistas
Pérdidas de comunicación repetidas
Diferencias con respecto a los sensores cercanos
Desviación inexplicable de la salida fotovoltaica
Calibración
Los requisitos de calibración dependen del estándar del proyecto, los requisitos contractuales y la incertidumbre de medición requerida.
Confirme el intervalo de calibración recomendado y la documentación disponible antes de realizar el pedido.
Cómo seleccionar el sensor de irradiancia correcto
Elija un sensor de irradiancia de silicio cuando:
El proyecto se centra principalmente en la monitorización de módulos fotovoltaicos de silicio cristalino.
Se requiere la irradiancia del plano de la matriz.
La monitorización operativa rápida es importante
Se necesitan múltiples puntos de monitoreo
Se prefiere la integración con Modbus RS485.
El costo del proyecto debe ser controlado.
El sensor permitirá realizar análisis de PR y O&M.
Considere un piranómetro de termopila cuando:
Se requiere una medición de amplio espectro.
El proyecto especifica una clase de piranómetro.
Se necesitan mediciones de referencia meteorológicas
La trazabilidad de la calibración tiene mayor prioridad.
Es necesario comparar las diferentes tecnologías fotovoltaicas.
El proyecto requiere datos de radiación de grado de investigación.
Información para realizar pedidos
Para recomendar la configuración correcta, por favor proporcione:
Solicitud de proyecto
País de instalación
capacidad de la planta fotovoltaica
Tecnología de módulos fotovoltaicos
Sistema de inclinación fija o de seguimiento
Número de orientaciones de la matriz
Número de puntos de monitoreo
Rango de irradiancia requerido
Precisión requerida
Protocolo de comunicación
Longitud del cable
Registrador de datos o tipo SCADA
Requisitos de calibración
Cantidad
Fecha de entrega prevista
¿Por qué elegir JW-IoT?
JW-IoT proporciona sensores y soporte para la integración de sistemas en proyectos de monitorización de energía solar fotovoltaica y energías renovables.
El apoyo disponible para el proyecto incluye:
Selección de sensores de irradiancia
Configuración de la estación meteorológica fotovoltaica
Monitorización de la temperatura del módulo
Integración de Modbus RS485
Configuración de la RTU y del registrador de datos
Comunicación 4G y Ethernet
Conexión con la plataforma en la nube
Integración de API y SCADA
Servicio OEM y de marca privada
Guía de instalación
Soporte técnico remoto
Solicitar presupuesto
Para obtener precios, documentos técnicos, información sobre el protocolo Modbus y asistencia para la configuración del proyecto, por favor, indique el tipo de planta fotovoltaica, los puntos de monitorización, los requisitos de comunicación, la longitud y la cantidad de cables.
Explora más Sensores de radiación JW-IoT para el monitoreo fotovoltaico, meteorológico, agrícola y de investigación.
Preguntas frecuentes
Q
1. ¿Qué es un sensor de irradiancia de silicio?
A
Un sensor de irradiancia de silicio utiliza una célula fotovoltaica de silicio para medir la irradiancia solar. Se usa comúnmente como sensor de referencia en plantas fotovoltaicas porque su respuesta espectral es similar a la de los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino.
Q
2. ¿Un sensor de irradiancia de silicio es lo mismo que una celda de referencia fotovoltaica?
A
Estos términos se utilizan a menudo para productos similares. Una célula de referencia fotovoltaica normalmente utiliza una célula fotovoltaica calibrada para proporcionar una referencia de irradiancia para la monitorización y las pruebas del sistema fotovoltaico.
Q
3. ¿Qué es la irradiancia en el plano del arreglo?
A
La irradiancia en el plano del panel es la irradiancia solar recibida en el mismo plano inclinado que los módulos fotovoltaicos. El sensor normalmente debe coincidir con la inclinación y el acimut del panel.
Q
4. ¿Se puede utilizar este sensor en una estación meteorológica fotovoltaica?
A
Sí. Su salida Modbus RS485 le permite conectarse con registradores de datos, RTU, PLC y estaciones meteorológicas fotovoltaicas.
Q
5. ¿El sensor admite compensación de temperatura?
A
Sí. El JW-TBQ-GJ(LC13) incluye compensación de temperatura integrada para mejorar la estabilidad de la medición ante cambios en la temperatura exterior.
Q
6. ¿Se puede conectar a un sistema SCADA?
A
Sí. La interfaz Modbus RS485 se puede integrar con registradores de datos, pasarelas, PLC y sistemas SCADA compatibles.
Q
7. ¿Es adecuado para parques solares al aire libre?
A
Sí. La carcasa con clasificación IP65 permite la monitorización de sistemas fotovoltaicos en exteriores siempre que el sensor esté instalado, cableado y mantenido correctamente.
Q
8. ¿Puede un solo sensor monitorizar toda una planta solar?
A
Depende de la configuración de la planta. Puede ser necesario utilizar varios sensores cuando la planta tiene diferentes orientaciones, zonas de seguimiento, condiciones del terreno o secciones geográficamente separadas.
Q
9. ¿Cuál es la diferencia entre este sensor y un piranómetro?
A
Un sensor de silicio tiene una respuesta espectral similar a la de los módulos fotovoltaicos de silicio y resulta práctico para la monitorización operativa de sistemas fotovoltaicos. Un piranómetro de termopila mide un espectro solar más amplio y suele utilizarse para mediciones meteorológicas o de referencia de nivel superior.
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