O Estação Meteorológica Solar Fotovoltaica JW-XF500S-CWB(YN22) É um dispositivo integrado de monitoramento ambiental desenvolvido para usinas fotovoltaicas, parques solares e sistemas de monitoramento de energia renovável.
Ele mede a irradiação solar, a temperatura ambiente, a umidade relativa, a temperatura do módulo fotovoltaico, a velocidade do vento, a direção do vento, a pressão barométrica e a radiação solar acumulada em uma única unidade externa compacta.
Com padrão Comunicação RS485 Modbus RTU, A estação pode ser conectada a inversores fotovoltaicos, registradores de dados, RTUs, painéis de monitoramento, sistemas SCADA e plataformas de gerenciamento de energia de terceiros. Sua estrutura compacta ajuda a reduzir a fiação em campo, o tempo de instalação e os requisitos de manutenção nos pontos de monitoramento de usinas solares.
O que é uma estação meteorológica fotovoltaica?
Uma estação meteorológica solar fotovoltaica é um dispositivo de monitoramento instalado no local de um projeto fotovoltaico para medir as condições ambientais que afetam a geração de energia solar.
Ao contrário de uma estação meteorológica de uso geral, uma estação meteorológica fotovoltaica normalmente se concentra em parâmetros diretamente relacionados ao desempenho fotovoltaico, incluindo:
Irradiância solar
temperatura do módulo fotovoltaico
Temperatura ambiente
Umidade relativa
Velocidade do vento
Direção do vento
Pressão barométrica
Radiação solar acumulada
Essas medições fornecem uma referência ambiental para comparar a energia solar disponível com a produção de energia real.
Ao combinar os dados da estação com os dados do inversor ou da geração da usina, os operadores podem identificar melhor se uma redução na produção é causada por mudanças climáticas, alta temperatura dos módulos, sombreamento, acúmulo de poeira, falhas nos equipamentos ou outras condições de operação.
Por que as usinas de energia solar precisam de monitoramento meteorológico no local?
Os dados meteorológicos públicos geralmente são coletados a alguma distância da usina solar. Eles podem não representar a irradiação, a temperatura, o vento ou as condições de microclima no local onde o conjunto de painéis fotovoltaicos está instalado.
O monitoramento no local fornece dados ambientais mais relevantes para os módulos instalados.
Referência de Irradiância Solar
A irradiação solar é um dos dados mais importantes para avaliar a geração de energia fotovoltaica esperada. A medição da irradiação no local do projeto permite que os operadores comparem o recurso solar disponível com a energia elétrica produzida pela usina.
A temperatura do módulo fotovoltaico afeta a eficiência de conversão. Mesmo sob forte luz solar, uma temperatura elevada do módulo pode reduzir a produção de energia elétrica.
Um sensor de temperatura na superfície traseira do módulo ajuda a distinguir perdas normais relacionadas à temperatura de outras perdas anormais de desempenho.
As condições de vento, umidade e temperatura podem afetar a operação dos equipamentos, o resfriamento dos módulos e a segurança da manutenção. Dados ambientais contínuos fornecem às equipes de O&M mais contexto ao investigar mudanças inesperadas na produção da usina.
Avaliação da relação desempenho/retorno
Ao combinar dados de estações meteorológicas com dados de geração de inversores, é possível realizar análises de índice de desempenho, comparação entre a geração esperada e a real, e avaliação do desempenho da usina a longo prazo.
Parâmetros medidos pela estação meteorológica fotovoltaica
Irradiância solar
O piranômetro de termopilha padrão mede a radiação solar total em uma faixa de 0 a 2000 W/m².
O piranômetro pode ser montado de acordo com o plano de medição necessário. Para o monitoramento do desempenho de painéis fotovoltaicos, o sensor é frequentemente instalado no mesmo plano e orientação dos módulos fotovoltaicos para fornecer dados de irradiância no plano do arranjo.
Configurações opcionais de piranômetro Classe A, Classe B e Classe C estão disponíveis para projetos com diferentes requisitos de precisão, orçamento e técnicos.
Temperatura ambiente e umidade relativa
Os dados de temperatura e umidade ambiente ajudam os operadores a entender as condições climáticas locais ao redor do conjunto fotovoltaico. Essas medições podem ser usadas juntamente com os dados de temperatura do módulo, irradiação e potência de saída para análise de desempenho.
Temperatura do módulo fotovoltaico
A sonda de temperatura do módulo é instalada na superfície traseira de um módulo fotovoltaico representativo.
Essa medição ajuda os operadores a avaliar as perdas térmicas, identificar aquecimento anormal e comparar o desempenho dos sistemas fotovoltaicos sob diferentes condições de irradiação e temperatura.
Velocidade e direção do vento
O sensor ultrassônico de vento integrado mede a velocidade e a direção do vento sem a necessidade de pás ou palhetas mecânicas.
A ausência de peças móveis ajuda a reduzir o desgaste e as necessidades de manutenção de rotina, especialmente em locais remotos ou empoeirados de usinas de energia solar.
Pressão barométrica
A pressão barométrica fornece contexto meteorológico adicional para monitoramento ambiental, análise climática local e aplicações de pesquisa em energias renováveis.
Radiação solar acumulada
Os dados de radiação acumulada podem ser usados para avaliar a disponibilidade de energia solar diária ou periódica e comparar as condições dos recursos solares com a energia elétrica gerada.
Especificações técnicas
Item
Especificação
Tipo de produto
Estação meteorológica fotovoltaica integrada
Aplicativo
monitoramento ambiental de usinas de energia solar fotovoltaica
Temperatura ambiente
-40°C a 85°C
Precisão da temperatura
±0,3°C a 25°C
Umidade Relativa
0 a 100%RH
Precisão da umidade
±3%RH de 10 a 90%RH não condensável
Temperatura do módulo
-20°C a +80°C
Precisão da temperatura do módulo
≤ ±0,2°C
Velocidade do vento
0 a 60 m/s
Direção do vento
0 a 359,9°
Pressão barométrica
500 a 1100 hPa
Irradiância solar
0 a 2000 W/m²
Precisão da Irradiância Solar
≤ ±3%
Radiação acumulada
0 a 65 MJ
Sinal de saída
RS485 Modbus RTU
Saída opcional
SDI 12
Fonte de energia
CC 12–24V
Temperatura de trabalho
-40°C a 80°C
Ângulo do piranômetro
Ajustável de 0 a 60°
Classificação de proteção
IP65
Cabo
3 m padrão, 10 m opcional
Montagem
Adaptadores opcionais para montagem em manga disponíveis.
As especificações técnicas podem variar de acordo com a configuração do sensor e os requisitos do projeto. Entre em contato com a JW-IoT para confirmar o modelo final, a classe do sensor, a interface de comunicação, o comprimento do cabo e os acessórios de instalação antes de fazer o pedido.
Integração RS485 Modbus
A interface padrão RS485 Modbus RTU permite que a estação meteorológica solar fotovoltaica se comunique com equipamentos comuns de monitoramento industrial e fotovoltaico.
Os alvos de conexão típicos incluem:
inversores fotovoltaicos
Registradores de dados de usinas solares
Unidades terminais remotas
sistemas de controle PLC
Plataformas SCADA
Sistemas de gestão de energia
Portais de IoT industrial
Armários de monitoramento local
Plataformas de nuvem de terceiros
Uma arquitetura de sistema típica é:
Estação meteorológica fotovoltaica → Modbus RS485 → Registrador de dados ou RTU → Gateway 4G, Ethernet ou LoRaWAN → Plataforma em nuvem ou sistema SCADA
O JW-IoT pode fornecer informações sobre o protocolo de comunicação e dar suporte à integração de dados de acordo com a plataforma de monitoramento utilizada no projeto.
Para projetos que exigem transmissão remota, a estação pode ser combinada com dispositivos de comunicação JW-IoT para suportar troca de dados baseada em 4G LTE, LoRaWAN, Ethernet, MQTT, HTTP ou API.
Aplicações típicas
Usinas de energia solar em escala de utilidade pública
A estação pode ser instalada em pontos representativos de uma grande usina fotovoltaica para coletar dados locais de irradiação e meteorológicos para análise do desempenho da usina.
Projetos com diferenças significativas de terreno ou microclima podem exigir múltiplos pontos de monitoramento.
Usinas de energia fotovoltaica distribuídas
A construção compacta e a comunicação RS485 tornam a estação adequada para projetos fotovoltaicos distribuídos onde os dados meteorológicos devem ser integrados em um inversor, controlador local ou painel de monitoramento.
Sistemas fotovoltaicos comerciais e industriais em telhados.
A unidade pode ser utilizada em sistemas solares instalados em telhados de fábricas, armazéns, edifícios de escritórios e instalações comerciais.
As equipes de O&M podem usar dados de irradiação, temperatura do módulo e meteorologia para dar suporte a:
Comparação entre o resultado esperado e o resultado real
Investigação de baixa geração
Análise de temperatura do módulo
Identificação de perda de poeira ou sombreamento
Planejamento de manutenção
decisões de segurança relacionadas ao clima
Avaliação da tendência de desempenho a longo prazo
Pesquisa em Energias Renováveis
A estação também pode fornecer dados ambientais para pesquisa fotovoltaica, testes de módulos, estudos de recursos solares e projetos de demonstração de energia renovável.
Recomendações de instalação
A instalação correta é essencial para a obtenção de dados de monitoramento fotovoltaico representativos e comparáveis.
Selecione um local de representação
Instale a estação em um local onde edifícios, árvores, postes, módulos ou outras estruturas próximas não criem sombreamento anormal ou obstrução do fluxo de ar.
A localização selecionada deve representar as condições de operação do conjunto fotovoltaico monitorado.
Alinhe o sensor de irradiância corretamente.
Para a medição da irradiância no plano do arranjo, o piranômetro deve normalmente ser alinhado com a inclinação e o azimute dos módulos fotovoltaicos.
A placa de montagem ajustável suporta um intervalo de ângulos de 0° a 60°.
Instale o sensor de temperatura do módulo corretamente.
Fixe firmemente a sonda de temperatura do módulo na superfície traseira de um módulo representativo.
Evite instalar a sonda perto da estrutura do módulo, da caixa de junção ou em uma área com sombreamento incomum, a menos que a especificação do projeto exija isso.
Mantenha a superfície do piranômetro limpa.
Poeira, excrementos de pássaros, neve ou outras contaminações na cúpula do sensor podem afetar as medições de irradiação.
Inclua a inspeção e limpeza do piranômetro no cronograma de manutenção da usina solar.
Proteja os cabos de comunicação.
Sempre que possível, passe os cabos RS485 e de alimentação por conduítes protegidos. Utilize aterramento, blindagem e proteção contra surtos adequados, de acordo com o projeto elétrico e as condições do local.
A configuração padrão é adequada para projetos de usinas de energia solar que exigem monitoramento compacto de múltiplos parâmetros e integração com o protocolo Modbus RS485.
Dependendo do projeto, o JW-IoT pode oferecer suporte a:
piranômetro de classe A, classe B ou classe C
piranômetro EKO série MS
Piranômetro Kipp & Zonen série CMP
Pontos adicionais de temperatura do módulo fotovoltaico
Cabo de comunicação estendido
Saída SDI-12
Registrador de dados ou RTU
Comunicação 4G LTE
Comunicação LoRaWAN
Conexão Ethernet
Gabinete de monitoramento alimentado por energia solar
Plataforma de monitoramento em nuvem
Integração de API ou sistema de terceiros
Suporte de montagem personalizado
Serviços OEM e de marca branca
A configuração final dos sensores deve ser selecionada de acordo com o tamanho da planta, o objetivo do monitoramento, a precisão necessária, as condições locais e os requisitos de integração do sistema.
Como selecionar uma estação meteorológica fotovoltaica
Antes de solicitar um orçamento, confirme as seguintes informações do projeto:
Tipo de usina solar e capacidade instalada
Instalação em escala de utilidade pública, distribuída ou em telhados
Parâmetros meteorológicos necessários
Requisitos de precisão ou classe do piranômetro
Medição de irradiância no plano da matriz ou horizontal
Número de pontos de monitoramento de temperatura do módulo
Comunicação RS485, SDI-12, 4G, LoRaWAN ou Ethernet
Conexão a um inversor, RTU, registrador de dados ou plataforma SCADA.
Fonte de alimentação disponível
Comprimento do cabo necessário
Condições de montagem em poste ou telhado
Temperatura operacional local e condições ambientais
Necessidade de plataforma em nuvem, API ou implantação privada
Requisitos de OEM ou marca branca
Fornecer essas informações ajuda a JW-IoT a recomendar uma configuração adequada de sensores, comunicação e instalação.
Solicite a configuração de uma estação meteorológica fotovoltaica.
Envie para a JW-IoT a capacidade da sua usina solar, os parâmetros necessários, a classe do sensor de irradiação, o método de comunicação, as condições de instalação e os requisitos da plataforma.
Nossa equipe ajudará a configurar uma estação meteorológica fotovoltaica solar adequada, além de uma solução de aquisição de dados e comunicação para o seu projeto.
1. Para que serve a estação meteorológica fotovoltaica?
A
É utilizado para monitorar a irradiação solar, a temperatura dos módulos fotovoltaicos e as condições meteorológicas locais em usinas de energia fotovoltaica. Os dados auxiliam na análise da geração de energia, no monitoramento ambiental, na operação e na manutenção da usina.
Q
2. Quais parâmetros a estação pode medir?
A
A configuração padrão mede a irradiação solar, a radiação acumulada, a temperatura ambiente, a umidade relativa, a temperatura do módulo, a velocidade do vento, a direção do vento e a pressão barométrica.
Q
3. A estação é adequada para parques solares de grande escala?
A
Sim. Pode ser instalado em locais de monitoramento representativos em usinas fotovoltaicas de grande escala. Locais grandes ou geograficamente dispersos podem exigir múltiplas estações ou pontos adicionais de monitoramento de irradiação.
Q
4. Pode ser usado em sistemas fotovoltaicos em telhados?
A
Sim. Sua estrutura compacta e saída Modbus RS485 o tornam adequado para telhados comerciais, edifícios industriais e sistemas de energia solar distribuída.
Q
5. A estação meteorológica fotovoltaica suporta RS485 Modbus RTU?
A
Sim. O RS485 Modbus RTU é a interface de comunicação padrão. Ele pode ser integrado com inversores, RTUs, registradores de dados, PLCs, sistemas SCADA e gateways de IoT compatíveis.
Q
6. O ângulo do piranômetro pode ser ajustado?
A
Sim. A placa de montagem permite ajuste de 0° a 60°. Isso possibilita o alinhamento do sensor de irradiância com o plano do módulo fotovoltaico quando for necessária a medição da irradiância no plano do arranjo.
Q
7. Qual a diferença entre a temperatura ambiente e a temperatura do módulo?
A
A temperatura ambiente representa a temperatura do ar circundante. A temperatura do módulo mede a temperatura de operação do próprio painel fotovoltaico. A temperatura do módulo é particularmente importante porque influencia diretamente a eficiência de conversão fotovoltaica.
Q
8. O JW-IoT pode fornecer um piranômetro com maior precisão?
A
Sim. A JW-IoT pode fornecer diferentes configurações de piranômetro, incluindo modelos opcionais de Classe A, Classe B e Classe C, de acordo com os requisitos de precisão e orçamento do projeto.
Q
9. Quantas estações meteorológicas fotovoltaicas são necessárias para uma usina solar?
A
O número necessário depende da capacidade da usina, do terreno, do layout da rede, da variação do microclima e do padrão de monitoramento do projeto. Um local compacto pode utilizar uma estação representativa, enquanto uma usina grande ou geograficamente complexa pode exigir múltiplos pontos de monitoramento.
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