Как датчики солнечной радиации улучшают мониторинг производительности фотоэлектрических систем

Введение

В проектах солнечной энергетики точные данные об уровне солнечной радиации являются одним из важнейших факторов для оценки эффективности работы фотоэлектрической установки. Низкий уровень выработки электроэнергии может быть обусловлен облачностью, скоплением пыли, температурой модулей, затенением, проблемами с инвертором или деградацией панелей. Без надежных измерений солнечной радиации трудно определить, связана ли проблема с самим солнечным ресурсом или с фотоэлектрической системой.

Вот почему датчик солнечной радиации Широко используется в системах мониторинга производительности фотоэлектрических систем. Он измеряет количество солнечной радиации, достигающей места установки, и предоставляет данные в режиме реального времени для анализа коэффициентов производительности, сравнения выработки электроэнергии, принятия решений по эксплуатации и техническому обслуживанию, а также для долгосрочной оценки солнечных ресурсов.

Для солнечных электростанций, фотоэлектрических систем на крышах, плавучих солнечных электростанций и проектов солнечной энергетики в пустыне данные об уровне солнечной радиации помогают операторам преобразовывать условия солнечного света в измеримые показатели эффективности.

Подробнее о продуктах JW-IoT для мониторинга радиации можно узнать здесь: Датчики излучения

Что такое датчик солнечной радиации?

A датчик солнечной радиации Это прибор, используемый для измерения интенсивности солнечного излучения, обычно выражаемой в ваттах на квадратный метр. В системах мониторинга фотоэлектрических систем он помогает определить, сколько солнечного света доступно фотоэлектрическим модулям для преобразования в электричество.

В зависимости от требований проекта, датчик солнечной радиации может быть установлен рядом с фотоэлектрическими батареями, в той же плоскости наклона, что и солнечные модули, или в горизонтальном опорном положении. Датчик непрерывно собирает данные о радиации и передает их на регистратор данных, метеостанцию, RTU, ПЛК, IoT-шлюз или облачную платформу мониторинга фотоэлектрических систем.

К распространенным типам устройств для измерения интенсивности излучения относятся:

• Датчик солнечного излучения
• Пиранометр
• Плоскость массива датчиков освещенности
• Датчик суммарного солнечного излучения
• Эталонный датчик освещенности для мониторинга фотоэлектрических систем

В практических проектах по использованию солнечной энергии датчик часто интегрируется с датчиками температуры модуля, датчиками температуры и влажности окружающей среды, датчиками скорости и направления ветра, датчиками осадков и коммуникационными шлюзами для создания полноценной системы мониторинга фотоэлектрической электростанции.

Рекомендуемая страница товара: Датчик солнечной радиации для мониторинга фотоэлектрических систем

Почему данные об освещенности важны для фотоэлектрических электростанций

Выходная мощность фотоэлектрических модулей напрямую зависит от количества солнечного света, попадающего на модули. При увеличении интенсивности излучения потенциальная выходная мощность фотоэлектрической батареи обычно возрастает. При снижении интенсивности излучения из-за облаков, пыли, дымки, затенения или плохой погоды выходная мощность фотоэлектрических модулей также снижается.

Однако одних только данных о выработке недостаточно, чтобы объяснить, работает ли фотоэлектрическая электростанция нормально. Например, если выработка электроэнергии падает на 201 тыс. тонн в год, оператору необходимо знать, вызвано ли это падение уменьшением количества солнечного света или проблемами с оборудованием.

Именно здесь измерение интенсивности излучения становится ценным.

Датчик солнечной радиации помогает операторам фотоэлектрических систем:

• Сравните фактическую выработку электроэнергии с доступным солнечным излучением.
• Выявление аномальных потерь производительности
• Оцените коэффициент производительности фотоэлектрической системы.
• Поддержка принятия решений по уборке и техническому обслуживанию.
• Выявите влияние затенения или загрязнения.
• Улучшение оценки солнечных ресурсов
• Поддержка подготовки отчетов по эксплуатации и техническому обслуживанию, а также анализа долгосрочных тенденций.

Для крупных солнечных электростанций точные данные об уровне солнечной радиации также могут помочь сравнить производительность различных зон, групп инверторов и массивов модулей. Это упрощает выявление участков с низкой производительностью и определение приоритетов при проведении полевых инспекций.

Соответствующая категория решений: Решения в области возобновляемой энергетики

GHI против POA-облучения: в чем разница?

При мониторинге производительности фотоэлектрических систем используются два распространенных понятия, связанных с уровнем освещенности: ГХИ и Интенсивность излучения POA.

GHI: Глобальная горизонтальная освещенность

GHI обозначает суммарную солнечную радиацию, получаемую горизонтальной поверхностью. Она включает прямой солнечный свет и рассеянное излучение неба. GHI широко используется на метеостанциях, при оценке солнечных ресурсов и региональном анализе солнечной энергии.

Датчик солнечной радиации, установленный горизонтально, может предоставлять данные об солнечной радиации для общего мониторинга уровня освещенности на участке.

POA: Плоскость освещения массива

Интенсивность солнечного излучения в точке опоры (POA) относится к солнечному излучению, получаемому на той же наклонной плоскости, что и фотоэлектрические модули. Поскольку фотоэлектрические панели устанавливаются под определенным углом, интенсивность солнечного излучения в точке опоры часто более непосредственно связана с фактической выработкой энергии модулями.

Для анализа производительности фотоэлектрических систем особенно важна интенсивность излучения в точке приложения силы (POA), поскольку она отражает солнечный свет, фактически достигающий поверхности модуля.

Какую из них следует использовать в фотоэлектрическом проекте?

Для простого мониторинга солнечной энергии может быть достаточно данных GHI. Для анализа коэффициентов эффективности фотоэлектрических систем и сравнения выработки электроэнергии обычно более полезны данные об уровне солнечной радиации в точке опоры (POA).

Во многих профессиональных проектах по мониторингу фотоэлектрических систем могут использоваться как датчики GHI, так и датчики POA:

• Датчик GHI: для определения солнечного ресурса на уровне участка.
• Датчик POA: для оценки производительности фотоэлектрической батареи.
• Модульный датчик температуры: для коррекции температуры
• Метеостанция: в контексте окружающей среды

Такое сочетание помогает операторам понять не только количество доступного солнечного света, но и то, сколько энергии фотоэлектрическая система должна разумно производить в текущих условиях.

Общие выходные сигналы: RS485 Modbus и 4–20 мА

При выборе датчика солнечной радиации для мониторинга фотоэлектрических систем ключевым фактором является совместимость выходного сигнала. Различные солнечные электростанции и промышленные системы мониторинга могут использовать разные архитектуры сбора данных.

К числу распространенных выходных сигналов относятся:

RS485 Modbus

RS485 широко используется в промышленных проектах и проектах мониторинга IoT, поскольку обеспечивает стабильную цифровую связь на больших расстояниях. Для мониторинга фотоэлектрических установок датчик солнечной радиации RS485 может быть подключен к регистратору данных, RTU, PLC или шлюзу 4G/LoRaWAN.

Выход RS485 подходит для:

• Платформы для мониторинга солнечных фотоэлектрических систем
• Интеграция метеостанции
• Многосенсорное полевое развертывание
• Сбор данных на основе протокола Modbus
• системы дистанционного мониторинга

4–20 мА

Сигнал 4–20 мА — это распространенный аналоговый выход в промышленности. Он часто используется там, где требуется высокая помехоустойчивость и простая интеграция с ПЛК или промышленными контроллерами.

Выходной ток 4–20 мА подходит для:

• Промышленные системы мониторинга фотоэлектрических систем
• Передача сигнала на большие расстояния
• Существующие системы на базе ПЛК
• Суровые условия на открытом воздухе

Выходное напряжение мВ

Некоторые пиранометры или датчики солнечной радиации выдают сигнал низкого уровня в милливольтах. Для такого типа сигнала может потребоваться совместимый регистратор данных или модуль обработки сигнала.

Для зарубежных проектов в области фотоэлектрической энергетики RS485 Modbus часто является предпочтительным вариантом, поскольку его проще интегрировать в шлюзы IoT и облачные платформы.

Рекомендуемая категория товаров: Датчики излучения

Рекомендации по установке системы мониторинга фотоэлектрических систем

Правильная установка имеет решающее значение для точного измерения солнечной радиации. Даже высококачественный датчик солнечной радиации может давать неверные данные, если он установлен неправильно или не обслуживается должным образом.

1. Установите датчик рядом с фотоэлектрической батареей.

Датчик следует устанавливать в месте, имитирующем солнечные условия, аналогичные условиям работы фотоэлектрических модулей. Избегайте мест, подверженных воздействию зданий, деревьев, столбов, заборов или других источников затенения.

2. Подберите угол наклона в соответствии с измерением точки прицеливания.

Для мониторинга солнечной радиации методом POA датчик следует устанавливать под тем же углом наклона и с той же ориентацией, что и фотоэлектрические модули. Это помогает измерить фактическое солнечное излучение, достигающее плоскости модуля.

3. Поддерживайте поверхность датчика в чистоте.

Пыль, птичий помет, песок, пыльца и пятна от воды могут снизить точность датчика. В солнечных электростанциях в пустыне и пыльных условиях регулярная очистка особенно важна.

4. Избегайте отражений и препятствий.

Датчик не следует размещать слишком близко к отражающим поверхностям или предметам, которые могут блокировать солнечный свет в определенное время суток.

5. Обеспечьте надежное крепление.

На открытых площадках для установки солнечных батарей могут наблюдаться сильный ветер, вибрация, дождь, снег и высокие температуры. Монтажный кронштейн должен быть устойчивым, коррозионностойким и пригодным для длительной установки на открытом воздухе.

6. Подключитесь к надежной системе сбора данных.

Датчик солнечной радиации следует подключить к метеостанции, регистратору данных, RTU, IoT-шлюзу или платформе мониторинга фотоэлектрических систем. Для удаленных объектов в зависимости от условий проекта можно выбрать 4G, LoRaWAN, Ethernet или другие методы связи.

Страница с соответствующим решением: Метеостанция на солнечной электростанции

Как данные об освещенности помогают в анализе PR

Коэффициент производительности, часто называемый PR, является ключевым показателем, используемым для оценки качества и эффективности фотоэлектрической установки. Он сравнивает фактическую выработку энергии фотоэлектрической системой с теоретической выработкой энергии, основанной на доступной солнечной радиации.

Проще говоря, PR помогает ответить на один важный вопрос:

Вырабатывает ли солнечная электростанция необходимое количество электроэнергии при текущих условиях солнечного света?

Для точного расчета или оценки PR операторам обычно необходимо:

• Данные об уровне солнечной радиации
• данные о выработке электроэнергии фотоэлектрическими системами
• данные о температуре модуля
• Информация о пропускной способности системы
• Данные мониторинга, основанные на времени

Датчик солнечной радиации предоставляет данные о солнечном ресурсе, необходимые для анализа производительности фотоэлектрической системы. В сочетании с данными о выработке электроэнергии от инверторов или счетчиков платформа мониторинга может определить, работает ли фотоэлектрическая станция в обычном режиме.

Например:

• Если интенсивность излучения высока, но выходная мощность низка, возможно, проблема в оборудовании или загрязнении.
• Если уровень солнечной радиации низок, а выработка электроэнергии также низка, снижение выработки может быть вызвано погодными условиями.
• Если при одинаковой интенсивности солнечного излучения одна зона фотоэлектрических панелей работает хуже, чем другая, возможно, потребуется ее осмотр.

Благодаря этому мониторинг интенсивности излучения полезен не только для составления отчетов, но и для повседневной эксплуатации и технического обслуживания.

Ознакомьтесь с комплексными решениями для мониторинга: Решение для мониторинга солнечных фотоэлектрических систем

Применение датчиков солнечной радиации в фотоэлектрических проектах

Датчики солнечной радиации могут использоваться в различных типах проектов по использованию солнечной энергии.

Солнечные электростанции промышленного масштаба

Крупным солнечным электростанциям необходимы точные данные об уровне солнечной радиации для отслеживания коэффициента производительности, сравнения зон инвертора и оптимизации эксплуатации и технического обслуживания. Для отражения изменений на уровне площадки может быть развернуто несколько датчиков в разных зонах.

Солнечные батареи на крышах коммерческих и промышленных зданий

В системах солнечных батарей на крышах датчики освещенности помогают владельцам зданий и компаниям, предоставляющим энергетические услуги, сравнивать выработку солнечной энергии с условиями солнечного освещения на крыше.

Плавучие солнечные электростанции

На плавучие фотоэлектрические системы влияют отражение от поверхности воды, влажность, температура модулей и изменяющиеся условия окружающей среды. Мониторинг интенсивности излучения позволяет более точно оценить их производительность.

Солнечные фотоэлектрические электростанции в пустыне

В пустынных и засушливых регионах пыль и песок могут существенно влиять на производительность солнечных модулей. Данные об освещенности помогают отличить естественные изменения солнечного света от потерь мощности, связанных с загрязнением.

Оценка солнечных ресурсов

Датчики солнечной радиации могут помочь собрать данные о местных солнечных ресурсах до или во время разработки проекта для оценки площадки и проектирования системы.

Как выбрать датчик солнечной радиации для мониторинга фотоэлектрических систем

При выборе датчика солнечной радиации владельцам проектов и системным интеграторам следует учитывать как точность измерений, так и требования к интеграции в систему.

Ключевые факторы отбора включают:

• Диапазон измерений, например, 0–2000 Вт/м²
• Тип датчика и класс точности
• Диапазон спектральной чувствительности
• Выходной сигнал, например, RS485, Modbus, 4–20 мА или мВ.
• Диапазон рабочих температур
• Защита от внешних воздействий и долговременная стабильность
• Способ крепления
• Совместимость с регистраторами данных и шлюзами IoT.
• Интеграция с платформами облачного мониторинга

В проектах мониторинга фотоэлектрических систем датчик не следует выбирать как изолированное устройство. Его следует рассматривать как часть полной архитектуры мониторинга, включающей электропитание, связь, хранение данных, визуализацию на панели управления, оповещения и отчеты о техническом обслуживании.

Компания JW-IoT предоставляет датчики солнечной радиации и компоненты мониторинга IoT, которые могут быть интегрированы в метеостанции и системы мониторинга солнечной энергии на солнечных электростанциях.

Категория товара: Датчики излучения
Категория решений: Решения в области возобновляемой энергетики

Заключение

A датчик солнечной радиации Это важнейший прибор для точного мониторинга производительности фотоэлектрических систем. Измеряя солнечную радиацию в режиме реального времени, он помогает операторам фотоэлектрических установок понимать доступное количество солнечного света, оценивать коэффициент производительности, выявлять аномальные потери мощности и принимать более взвешенные решения по эксплуатации и техническому обслуживанию.

Для солнечных электростанций, солнечных систем на крышах, плавучих солнечных электростанций и проектов в пустынных районах данные об освещенности являются основой для надежного анализа производительности. В сочетании с данными о температуре модулей, погодными данными, данными инвертора и облачными платформами мониторинга они становятся ключевым элементом комплексного решения для мониторинга солнечных фотоэлектрических систем.

Компания JW-IoT предлагает датчики солнечной радиации, компоненты для мониторинга погодных условий в фотоэлектрических системах и решения для мониторинга на основе Интернета вещей для глобальных проектов в области солнечной энергетики.

Свяжитесь с JW-IoT Чтобы получить техническое описание датчика солнечной радиации, его параметры, варианты выходного сигнала и рекомендации по интеграции для вашего проекта мониторинга фотоэлектрических систем.