Рекомендации по установке метеостанций на солнечных батареях

Быстрый ответ

Метеостанция, использующая солнечные фотоэлектрические системы, должна быть установлена в месте, точно отражающем условия эксплуатации фотоэлектрической батареи.

Наиболее важные требования к установке:

Выровняйте датчик освещенности в плоскости массива с тем же углом наклона и азимутом, что и фотоэлектрические модули.
Обеспечьте защиту датчиков освещенности от затенения, бликов, скопления пыли и находящихся поблизости препятствий.
Надежно закрепите датчики температуры модулей на задней поверхности типовых фотоэлектрических модулей.
Устанавливайте датчики ветра и осадков в таких местах, где конструкции и находящиеся рядом объекты не будут искажать измерения.
Разместите регистратор данных, блок питания, коммуникационное оборудование и терминалы в подходящем наружном шкафу.
Перед вводом станции в эксплуатацию необходимо проверить показания датчиков, временные метки, связь и блоки передачи данных.

Даже высокоточный датчик может выдавать недостоверные данные, если он установлен в неправильном месте или под неправильным углом.

Почему установка метеостанции на солнечных батареях влияет на качество данных

Метеостанция, установленная на солнечной электростанции, делает больше, чем просто регистрирует местную погоду. Она предоставляет данные об окружающей среде, необходимые для объяснения эффективности работы солнечной электростанции.

Типичные измерения включают:

Интенсивность излучения в плоскости массива
Глобальная горизонтальная освещенность
температура фотоэлектрического модуля
Температура и влажность окружающей среды
Скорость и направление ветра
Осадки
Атмосферное давление
Интенсивность солнечного излучения с тыльной стороны для двусторонних фотоэлектрических проектов
Условия загрязнения

Эти измерения могут быть использованы для:

расчеты коэффициента производительности
Анализ энергетической эффективности
Выявление неисправностей
Оптимизация графика уборки
Анализ тепловых потерь
Проверка гарантии
Планирование эксплуатации и технического обслуживания

Качество рассчитываемых показателей производительности фотоэлектрических систем напрямую зависит от точности, полноты, согласованности и надежности входных данных. Неправильно расположенный датчик освещенности или неплотно закрепленный датчик температуры модуля могут привести к искаженным результатам, даже если сам датчик работает исправно.

Например, датчик освещенности, расположенный всего в нескольких градусах от плоскости фотоэлектрических модулей, может измерять солнечное излучение, отличающееся от того, которое фактически получает массив. Аналогично, датчик температуры, не находящийся в полном контакте с поверхностью модуля, может реагировать больше на окружающий воздух, чем на температуру модуля.

Поэтому установку следует рассматривать как часть измерительной системы, а не просто как механическую задачу, выполняемую после доставки оборудования.

Для проектов, требующих интегрированного учета солнечной радиации, температуры, ветра, осадков, сбора данных и удаленной связи, изучите следующие варианты. Метеостанция на солнечной электростанции.

1. Выберите подходящее место для установки.

Первым шагом при установке солнечной метеостанции является выбор места, которое отражает реальные условия, в которых работает фотоэлектрическая батарея.

Удобное местоположение не всегда является показательным.

Станцию не следует размещать просто потому, что она находится рядом с диспетчерской, подъездной дорогой, инверторной станцией или имеющейся монтажной опорой. На эти места могут влиять тень, отраженное тепло, пыль, движение транспортных средств, конструкции или необычные воздушные потоки.

Подходящее местоположение должно:

Получайте солнечное излучение, аналогичное тому, которое получает контролируемая фотоэлектрическая батарея.
Избегайте постоянного затенения в течение дня и года.
Избегайте попадания теней от рядов модулей, столбов, заборов, зданий, деревьев, антенн и коммуникационного оборудования.
Обеспечивать доступ для осмотра, очистки и калибровки.
Обеспечьте защиту от строительной техники и случайных столкновений.
Обеспечьте надежную прокладку кабелей и заземление.
Имитировать тот же рельеф местности, высоту над уровнем моря, степень воздействия пыли и микроклимат, что и контролируемый участок завода.

Для крупной солнечной электростанции промышленного масштаба одной метеостанции может быть недостаточно. На разных участках площадки могут наблюдаться различные условия облачности, рельефа местности, ветра, уровня загрязнения или положения трекеров. Количество и распределение точек мониторинга следует определять в зависимости от размера электростанции, рельефа местности, ориентации массива, расположения трекеров и местного микроклимата. Более подробный метод планирования площадки см. в [ссылка]. Как проектировать точки мониторинга погоды для проектов Интернета вещей.

Для крупных установок и проектов с различными вариантами монтажа может потребоваться несколько датчиков освещенности или станций мониторинга для фиксации пространственных различий на объекте.

Избегайте установки станции:

Непосредственно рядом с отражающим металлическим шкафом.
Под воздушными кабелями
Вблизи вытяжных отверстий или вентиляционного оборудования
В самой низкой точке зоны, подверженной наводнениям.
Непосредственно рядом с пыльной подъездной дорогой
За рядом модулей, создающих тень утром или днем.
В тех случаях, когда плановое техническое обслуживание требует от специалистов переступать через датчики или кабели.

Перед окончательным выбором места проведите простую оценку затенения и проверьте траекторию движения солнца как в летние, так и в зимние условия.

2. Рекомендации по установке датчиков освещенности

Интенсивность солнечного излучения является одним из важнейших параметров при мониторинге производительности фотоэлектрических систем. Правильно подобранный параметр... Датчик солнечной радиации для мониторинга фотоэлектрических систем помогает операторам сравнивать доступную солнечную энергию с фактической выработкой электростанции.

В фотоэлектрических системах могут использоваться несколько типов измерений интенсивности излучения:

Интенсивность излучения в плоскости массива, или POA
Глобальное горизонтальное излучение, или GHI
Интенсивность излучения с тыльной стороны для двусторонних модулей
Рассеянное горизонтальное излучение
Прямое нормальное излучение для специализированных применений

Если вам необходимо более понятное объяснение принципов работы датчиков, типов измерений и их роли в оценке состояния растений, ознакомьтесь с нашим руководством. Датчики солнечной радиации для точного мониторинга производительности фотоэлектрических систем..

Интенсивность солнечного излучения в плоскости массива представляет собой суммарное солнечное излучение, получаемое в той же плоскости, что и фотоэлектрические модули. Ее значение зависит от ориентации массива, наклона, положения солнца, рассеянного излучения, отраженного излучения и затенения.

Совместите датчик POA с фотоэлектрическими модулями.

Для солнечных батарей с фиксированным углом наклона датчик освещенности POA должен обладать следующими характеристиками:

Угол наклона такой же, как у фотоэлектрических модулей.
Тот же азимут, что и у фотоэлектрических модулей.
Беспрепятственный вид на небо
Воздействие тех же условий затенения и загрязнения, что и контролируемая система.

Датчик следует устанавливать в одной плоскости с фотоэлектрической батареей, а не просто прикреплять к расположенной рядом горизонтальной поверхности. Интенсивность излучения в точке приложения силы (POA) измеряется с помощью пиранометра или эталонного элемента, расположенных в той же плоскости, что и фотоэлектрические модули.

Используйте жесткий регулируемый кронштейн и проверьте угол с помощью откалиброванного цифрового инклинометра. Не полагайтесь только на визуальное выравнивание.

Для проектов, использующих различную ориентацию модулей — например, солнечные батареи на крыше, обращенные на восток и на запад, — установите отдельный датчик POA для каждой основной ориентации.

Держите датчик подальше от тени.

Проверьте наличие как постоянного, так и временного затенения от:

Рамки для фотоэлектрических модулей
Трубы с высоким крутящим моментом
Приводы слежения
Монтажные опоры
Кабельные лотки
Оборудование для молниезащиты
Антенны
Ближайшие датчики
Растительность
Платформы доступа для технических специалистов

Датчик может казаться незатененным в полдень, но оставаться в тени рано утром или поздно вечером. Также следует учитывать сезонные изменения траектории движения солнца.

Избегайте нежелательных бликов

Не устанавливайте датчик в местах, где находящиеся рядом металлические поверхности, стекло, белые стены, крыши или другие отражающие объекты могут создавать аномальное отраженное излучение.

Цель состоит в измерении количества солнечной энергии, получаемой фотоэлектрической батареей, а не локального отражения, создаваемого окружающим оборудованием.

Для горизонтальных измерений обеспечьте правильное выравнивание.

Пиранометр GHI следует устанавливать горизонтально и тщательно выравнивать с помощью встроенного пузырькового уровня или подходящей нивелирной базы. Для проектов, требующих более точных измерений солнечной радиации, можно использовать Пиранометр класса А с выходом RS485 для интеграции с регистраторами данных, системами SCADA и метеостанциями для солнечных электростанций.

Точное выравнивание имеет важное значение, поскольку пиранометры реагируют на угол, под которым излучение достигает чувствительной поверхности. В соответствующих монтажных основаниях обычно используются пузырьковые уровни и регулировочные винты для поддержания правильного горизонтального положения.

После затяжки крепежных болтов еще раз проверьте горизонтальность. Затягивание одной стороны кронштейна может изменить конечный угол.

Правильно установите датчики на трекеры.

В системах слежения по одной оси датчик POA должен следовать за тем же движением, что и контролируемый ряд трекеров.

Закрепите его на конструктивно устойчивой части трекера таким образом, чтобы:

Плоскость датчика остается параллельной плоскости модуля.
Кронштейн не скручивается во время движения.
Датчик не затеняет фотоэлектрические модули.
Прокладка кабелей позволяет использовать трекер в полном диапазоне движений без растяжения или истирания.
Конструкция трекера не загораживает поле зрения датчика.

Применительно к крупным системам слежения следует учитывать, как несоответствие положения датчиков, обратное движение, особенности рельефа и различия между рядами могут повлиять на репрезентативность.

План уборки и осмотра

Пыль, птичий помет, иней, снег, пятна от воды и насекомые могут снижать показания интенсивности излучения.

Датчик должен быть легкодоступен, и техникам не нужно будет залезать на модули или отсоединять кабели. Необходимо составить график осмотра и очистки, соответствующий местным климатическим условиям.

Используйте только чистящие средства, одобренные производителем. Абразивные инструменты или агрессивные химические вещества могут повредить купол датчика или рассеиватель.

Для точного мониторинга плоскости массива см. раздел [Датчик солнечной радиации] Предназначен для анализа производительности фотоэлектрических систем и мониторинга окружающей среды.

3. Как установить датчики температуры фотоэлектрических модулей

Температура фотоэлектрического модуля оказывает прямое влияние на его электрические характеристики. Датчик температуры фотоэлектрического модуля Обычно он крепится к задней поверхности типового модуля для измерения его реальной рабочей температуры.

Назначение датчика температуры модуля — измерение рабочей температуры конкретного фотоэлектрического модуля, а не температуры окружающего воздуха.

Выберите репрезентативный модуль

Выберите модуль, отражающий нормальные условия эксплуатации контролируемой системы.

Избегайте модулей, которые:

На необычно открытом краю ряда
Постоянно затененный
Непосредственно над элементом, нагревающимся на крыше.
Рядом с инвертором или вентиляционным отверстием
Поврежденные или сильно загрязненные
Расположен в зоне с аномальной циркуляцией воздуха.
Легкодоступный, но не отражающий структуру массива.

Для крупного предприятия используйте несколько модулей датчиков температуры, расположенных в разных блоках, направлениях или зонах слежения.

Прикрепите датчик к задней поверхности.

Датчик следует устанавливать на задней панели или тыльной поверхности фотоэлектрического модуля в соответствии с инструкциями производителя датчика.

К общим передовым практикам относятся:

Очистите и высушите место установки.
Расположите датчик на некотором расстоянии от рамы модуля и распределительной коробки.
Обеспечьте полный тепловой контакт между датчиком и поверхностью модуля.
Закрепите его с помощью подходящего теплопроводящего клея, ленты или монтажной прокладки.
Защитите кабель датчика от перемещения и механических нагрузок.
Избегайте образования воздушных зазоров между чувствительным элементом и модулем.

Неплотно закрепленный датчик может измерять смесь температуры модуля и окружающего воздуха, что приводит к нестабильным или постоянно заниженным показаниям.

Выберите подходящее место на модуле.

Распространенный подход заключается в размещении датчика вблизи центральной части задней поверхности, вдали от распределительной коробки, рамы и краев.

Однако окончательное местоположение должно соответствовать компоновке модуля, типу датчика, техническим условиям проекта и применимому стандарту мониторинга.

Не прикрепляйте датчик непосредственно к:

Распределительные коробки
Области обходных диодов
Члены каркаса
Поврежденные секции задней стенки
Кабельные разъемы
Остатки клея от предыдущих датчиков

Обеспечивает снятие напряжения

Перемещение модуля, вибрация от ветра, тепловое расширение, вращение трекера и ремонтные работы могут вызывать натяжение кабеля.

Закрепите кабель как можно ближе к датчику, чтобы предотвратить отрыв чувствительного элемента от модуля. Используйте устойчивые к ультрафиолетовому излучению кабельные стяжки, зажимы или кабелепроводы, подходящие для наружных солнечных установок.

Не натягивайте кабели слишком сильно. Оставьте достаточный запас для компенсации тепловых деформаций и работы трекера.

Проверьте показания после установки.

Сравните показания температуры модуля со следующими параметрами:

Датчики температуры модулей, расположенные рядом
Температура окружающей среды
Условия освещенности
Ожидаемое поведение дневной температуры

В солнечный день температура модуля обычно поднимается выше температуры окружающей среды. Датчик, температура которого остается близкой к температуре окружающей среды при сильном солнечном излучении, может иметь плохой тепловой контакт или быть прикреплен не к той поверхности, к которой предназначен.

Узнайте больше о непрерывном мониторинге поверхности модулей с помощью Датчик температуры фотоэлектрического модуля.

4. Размещение датчика ветра

Данные о скорости и направлении ветра могут быть использованы для следующих целей:

Анализ температуры фотоэлектрического модуля
Оценка несущей способности конструкции
управление трекером
Сигнализация об экстремальных погодных условиях
Модели охлаждения и теплопотерь
Анализ состояния площадки

Датчики ветра особенно чувствительны к находящимся поблизости препятствиям.

Держите датчик подальше от зоны турбулентности.

Здания, ряды модулей, шкафы, заборы, деревья и столбы могут создавать турбулентные потоки воздуха и искажать показания.

Установите датчик ветра:

Над или вдали от близлежащих препятствий
На жесткой вертикальной мачте
Там, где поток воздуха максимально беспрепятственный, насколько это практически возможно.
Вдали от источников тепла
За пределами зоны турбулентности, создаваемой крупными сооружениями.

Оптимальная высота установки зависит от цели измерения и технических характеристик проекта. Датчик, используемый для анализа микроклимата растений, может быть установлен иначе, чем датчик, предназначенный для измерения стандартной метеорологической высоты.

Последовательность важна. Зафиксируйте окончательную высоту установки и окружающие условия в документации по вводу в эксплуатацию.

Правильно сориентируйте датчик направления ветра.

Для определения истинного севера используйте компас, скорректированный с учетом местного магнитного склонения, проверенные координаты местности или другой утвержденный метод съемки.

Не следует предполагать, что монтажная рейка, край здания или ряд фотоэлектрических панелей точно выровнены по северу.

После ознакомительного занятия:

Убедитесь, что флюгер свободно вращается.
Убедитесь, что в регистраторе данных правильно настроена точка отсчета севера.
Убедитесь, что прокладка кабеля не ограничивает вращение.
Сравните показания с наблюдаемым направлением ветра во время ввода в эксплуатацию.

5. Размещение дождемера

Данные об осадках могут помочь операторам понять:

Естественная очистка модулей
Изменения в загрязнении
штормовые события
Условия дренажа участка
Доступ для технического обслуживания
Корреляция между дождем и восстановлением выработки электроэнергии.

Дождемер должен быть установлен ровно, устойчиво и защищен от брызг и препятствий.

6. Установка датчиков температуры и влажности окружающей среды

Датчики температуры и влажности окружающей среды должны измерять температуру и влажность воздуха, а не прямое солнечное излучение.

Установите эти датчики внутри подходящего защитного экрана от излучения.

Защитный экран должен:

Защитите датчик от прямого и отраженного солнечного излучения.
Обеспечьте надлежащую естественную или принудительную вентиляцию.
Снизьте воздействие дождя.
Устанавливать вдали от нагревающихся шкафов и задних панелей модулей.
Разместите устройство в месте, где обеспечена свободная циркуляция воздуха.

Не устанавливайте незащищенный датчик температуры непосредственно на металлический столб. Столб может нагреваться на солнце и давать ложно завышенные показания температуры.

Избегайте установки непосредственно над:

Темные кровельные материалы
Бетонные поверхности
Выхлопные газы инвертора
трансформаторные зоны
Светоотражающие металлические шкафы

Задокументируйте высоту установки, чтобы в будущем можно было устанавливать датчики одинаково.

7. Установка двусторонней фотоэлектрической метеостанции.

Проекты с двусторонними солнечными панелями требуют дополнительного внимания, поскольку энергия генерируется как за счет излучения с лицевой, так и с обратной стороны.

Интенсивность солнечного излучения с задней стороны зависит от:

Альбедо поверхности земли
Расстояние между строками
высота модуля
Положение трекера
Состояние поверхности
Затенение от конструктивных элементов
Геометрия местности
Снежный или растительный покров

Один датчик с задней стороны может быть недостаточен для адекватного представления большой или неоднородной двусторонней матрицы.

Вопросы, касающиеся датчиков с задней стороны.

Установите датчик за плоскостью модуля в соответствии с проектом мониторинга.
Избегайте попадания тени от торсионных труб, рельсов, распределительных коробок и кабелей.
Соблюдайте указанное расстояние от модуля.
При значительных колебаниях освещенности задней части здания используйте несколько точек измерения.
Зафиксируйте точную геометрию датчика для последующей интерпретации данных.
При необходимости следует рассмотреть возможность проведения отдельного мониторинга альбедо.

Двусторонний мониторинг освещенности более чувствителен к локальной геометрии, чем традиционный мониторинг с лицевой стороны. Поэтому разработчикам проекта следует определять положение датчиков до начала строительства, а не импровизировать во время ввода в эксплуатацию.

Проекты плавучих фотоэлектрических систем создают дополнительные проблемы, такие как влажность, коррозия, колебания уровня воды, ограничения доступа и движение платформы. Для таких проектов может потребоваться специальный персонал. решение для плавучей станции мониторинга солнечной энергии.

8. Установка регистратора данных и наружного шкафа.

Регистратор данных — это центральный узел, где собираются, обрабатываются, хранятся и передаются сигналы от датчиков.

Надежная система должна обеспечивать как качество данных, так и доступность оборудования.

Выберите подходящий шкаф

Шкаф должен обеспечивать защиту, соответствующую местным условиям, в том числе:

Проникновение дождя и воды
Пыль
Влажность и конденсация
Солнечное отопление
Коррозионные среды
Насекомые
Несанкционированный доступ
Натяжение кабеля
Скачки напряжения

Установите шкаф выше предполагаемого уровня затопления или застоя воды.

В жарком климате избегайте размещения светильника в местах, где на него будут попадать прямые полуденные солнечные лучи. При необходимости используйте солнцезащитный экран, систему вентиляции, теплоизоляцию или систему климат-контроля.

Раздельная проводка для сигналов и питания.

Передавайте сигналы датчиков низкого уровня отдельно от:

силовые кабели переменного тока
Инверторные кабели
Моторные кабели
силовые кабели трекера
Кабели постоянного тока с высоким током
Радиопередатчики

Это снижает риск возникновения электрических помех.

Используйте экранированный кабель там, где это указано, и следуйте инструкциям производителя по заземлению. Неправильное заземление в нескольких точках может привести к образованию контурных помех.

Промаркируйте каждый кабель.

На обоих концах каждого кабеля должна быть следующая маркировка:

Название датчика
номер канала
Идентификатор станции
Кабельное направление

Четкая маркировка сокращает время ввода в эксплуатацию и значительно упрощает последующее устранение неполадок.

Также храните схему электропроводки внутри шкафа или в цифровой проектной документации.

Обеспечьте защиту от скачков напряжения и ударов молнии.

Фотоэлектрические электростанции расположены на открытых участках, где длинные кабельные трассы могут накапливать энергию импульсных перепадов напряжения.

В плане установки следует учитывать:

Защита от перенапряжения в сигнальной линии
Защита от скачков напряжения в сети электропитания
заземление мачты
заземление шкафа
Экранирование кабеля
Координация молниезащиты
защита коммуникационного порта

Заземление и защита от перенапряжения должны соответствовать местным электротехническим нормам, требованиям проекта и рекомендациям производителя оборудования.

Проверьте блок питания.

Перед подключением датчиков проверьте следующее:

Входное напряжение
Полярность питания
Пиковые токовые требования
Расчет мощности солнечных батарей и размеров аккумуляторов (где это применимо).
Время работы резервного копирования
Настройки контроллера зарядки
Номиналы предохранителей
Защита от низкого напряжения

Метеостанция может нормально работать в солнечную погоду во время ввода в эксплуатацию, но выйти из строя ночью или во время продолжительной облачной погоды, если ее аккумуляторная батарея и солнечная энергетическая система имеют недостаточную мощность.

В тех случаях, когда проект требует интегрированной станции, а не отдельных собранных датчиков, Метеостанция на солнечных батареях с мониторингом солнечной радиации объединяет ключевые метеорологические и связанные с модулем параметры в одной системе мониторинга.

9. Настройка связи и данных

Метеостанции на солнечных батареях могут обмениваться данными посредством:

RS485 Modbus
ЭН
4G LTE
LoRaWAN
Wi-Fi
Волоконно-оптические сети
MQTT
Частные облачные платформы
Системы SCADA

Для сопоставления данных, выбора протокола, подключения к платформе и архитектуры системы см. наше руководство. Интеграция фотоэлектрических метеостанций с платформами SCADA и облачными технологиями..

Физическая установка считается завершенной только тогда, когда данные корректно поступают на целевую платформу.

Тщательно настройте каждый датчик.

Проверять:

Адрес устройства
Протокол связи
Скорость передачи данных
биты четности и стоп-биты
сопоставление регистров
Инженерные подразделения
десятичная точка
Интервал выборки
Интервал хранения
Интервал загрузки
Порог срабатывания сигнализации
Часовой пояс
Синхронизация времени

Распространенная ошибка интегрирования заключается в получении технически корректных данных в неправильных единицах измерения — например, интерпретация температуры как целого числа или количества осадков как интенсивности осадков.

Используйте согласованную метку времени.

Все данные, полученные на станциях, должны быть представлены с четко определенной временной привязкой.

Подтверждать:

Местное время или UTC
поведение перехода на летнее время
Синхронизация сетевого времени
Точность часов регистратора данных
Местоположение временной метки в пакете данных
Обработка сбоев связи

При сравнении метеорологических данных с данными инверторов, счетчиков, трекеров и SCADA-систем необходимо использовать согласованные временные метки.

Поддерживайте локальное хранилище данных.

По возможности настройте регистратор данных таким образом, чтобы он сохранял данные локально во время перебоев в связи.

После восстановления соединения система должна иметь возможность загружать исторические записи без создания дубликатов или некорректных данных.

10. Рекомендуемая стратегия отбора проб и регистрации данных.

Быстрая выборка позволяет фиксировать кратковременные изменения, а интервал регистрации определяет частоту сохранения обработанных значений.

Оптимальная конфигурация зависит от:

время отклика датчика
Требования к мониторингу растений
метод расчета производительности
Мощность SCADA
Пропускная способность связи
Емкость хранилища
Договорные или нормативные требования

Например, показания датчика освещенности могут отбираться чаще, чем указано в итоговом интервале усреднения. Затем регистратор может вычислить среднее, минимальное, максимальное значение, стандартное отклонение или суммарные значения.

Не следует использовать длительный интервал загрузки данных в качестве замены надлежащего локального отбора проб. Станция, загружающая данные каждые 15 минут, все равно может отбирать пробы с датчиков чаще и передавать рассчитанные результаты.

Перед вводом в эксплуатацию убедитесь, что метод усреднения, используемый метеостанцией, совместим с методом, используемым для сбора данных о мощности и энергопотреблении электростанции.

11. Распространенные ошибки при установке метеостанций на солнечных батареях

Многие проблемы с качеством данных можно объяснить небольшим количеством ошибок при установке.

Ошибка 1: Установка датчика POA горизонтально.

Датчик горизонтальной освещенности не отражает интенсивность излучения, получаемого наклонной фотоэлектрической батареей.

Более удачный подход: Выровняйте датчик POA с тем же углом наклона и азимутом, что и модули. Для применений, где реакция мониторинга должна точно соответствовать кристаллическим кремниевым фотоэлектрическим модулям, Кремниевый датчик освещенности для мониторинга производительности фотоэлектрических систем Также может быть рассмотрен этот вариант.

Ошибка 2: Установка датчика относительно опорной рамы, а не плоскости модуля.

Монтажные конструкции не всегда идеально параллельны модулям.

Более удачный подход: Измерьте фактический угол наклона модуля и выровняйте датчик независимо.

Ошибка 3: Игнорирование сезонного затенения.

Датчик, который летом находится в прозрачной зоне, зимой может оказаться в тени.

Более удачный подход: Перед окончательным выбором положения установки ознакомьтесь с полным годовым графиком движения Солнца.

Ошибка 4: Установка датчика температуры модуля рядом с рамой.

Края модуля могут иметь иное тепловое поведение по сравнению с центральной частью модуля.

Более удачный подход: Выберите подходящее положение на задней поверхности, подальше от рамы и распределительной коробки.

Ошибка 5: Оставление воздушного зазора под датчиком температуры.

Недостаточный контакт приводит к медленной или неточной реакции на изменение температуры.

Более удачный подход: Обеспечьте полный контакт и используйте указанные крепежные материалы.

Ошибка 6: Установка датчиков ветра рядом с рядом шкафов или модулей.

Близлежащие сооружения нарушают поток воздуха.

Более удачный подход: Выберите безопасное место для установки с минимальной турбулентностью.

Ошибка 7: Неправильное выравнивание дождемера.

Наклонённый дождемер может приводить к систематическим ошибкам измерения.

Более удачный подход: Выровняйте измерительный прибор во время установки и проверьте его положение после затяжки.

Ошибка 8: Прокладка кабелей датчиков вместе с кабелями высокого напряжения.

Электрические помехи могут влиять на сигналы датчиков или связи.

Более удачный подход: Разделите сигнальную и силовую проводку и соблюдайте требования к заземлению.

Ошибка 9: Забыли про защиту от перенапряжения.

Движение кабеля может привести к ослаблению клемм или отсоединению поверхностных датчиков.

Более удачный подход: Надежно закрепите кабели рядом с каждым датчиком, обеспечив при этом возможность теплового и механического воздействия.

Ошибка 10: Ввод оборудования в эксплуатацию без проверки данных.

Датчик, находящийся под напряжением, не обязательно выдает корректные данные.

Более удачный подход: Проверьте показания, единицы измерения, временные метки, состояние связи и ожидаемые параметры окружающей среды.

12. Контрольный список ввода в эксплуатацию

Перед принятием метеостанции PV выполните следующие проверки.

Механические проверки

Все мачты, кронштейны и шкафы надежно закреплены.
Углы наклона датчиков соответствуют утвержденным чертежам.
Датчик POA синхронизирует наклон и азимут модуля.
Горизонтальные пиранометры и дождемеры расположены горизонтально.
Датчики температуры модуля имеют полный контакт с поверхностью.
Кабели, установленные на трекере, свободно перемещаются.
Все разъемы защищены от атмосферных воздействий.
Кабели имеют соответствующую защиту от натяжения.
Ни один датчик не затеняется монтажной конструкцией.
Станция доступна для проведения технического обслуживания.

Электротехнические проверки

Напряжение питания и полярность указаны верно.
Заземление выполнено.
Установлена защита от перенапряжения.
Экраны кабелей подключены правильно.
Сигнальные и силовые кабели разделены.
Предохранители и автоматические выключатели имеют соответствующие номинальные параметры.
Напряжение и состояние зарядки батареи в норме.
Клеммы шкафа имеют маркировку.

Проверка данных

Все датчики передают данные.
Значения указаны в правильных инженерных единицах.
Адреса устройств соответствуют конфигурационному файлу.
Временные метки указаны верно.
Интервалы выборки и регистрации данных указаны верно.
Данные поступают в облако или на SCADA-платформу.
Локальное хранилище продолжает работать во время прерывания связи.
Настроены пороговые значения срабатывания сигнализации.
Исторические записи можно восстановить.
Показания датчиков физически обоснованы.

13. Проверьте данные перед тем, как покинуть сайт.

Окончательная проверка данных позволяет выявить проблемы с установкой, которые не удается обнаружить при визуальном осмотре.

Сравните соответствующие измерения

Проанализируйте взаимосвязи между:

Интенсивность солнечного излучения и мощность фотоэлектрических систем
Интенсивность солнечной радиации и освещенности области действия
Температура модуля и температура окружающей среды
Температура и освещенность модуля
Скорость ветра и охлаждение модуля
Восстановление после выпадения осадков и загрязнения
Интенсивность излучения с передней и задней стороны
На одном и том же участке установлено несколько датчиков.

Например:

Температура модуля, как правило, должна повышаться с увеличением интенсивности излучения.
В нормальном режиме работы мощность фотоэлектрических систем должна в целом соответствовать интенсивности солнечного излучения.
Два датчика освещенности, расположенные примерно одинаково, должны демонстрировать схожие закономерности.
Датчик POA не должен оставаться в нулевом положении, пока электростанция работает в обычном режиме.
В сухой день количество осадков не должно увеличиваться.

Проверка данных в различных условиях

Одного теста в полдень недостаточно.

По возможности, проводите проверку данных в следующие этапы:

Восход
Полдень
Закат
Движение трекера
Переход в облако
Периоды сильного ветра
дождевые события
Ночная операция
Сбои в связи

Это помогает выявить затенение, проблемы с кабелем трекера, ошибки временных меток, нестабильные источники питания и аномальные ночные смещения.

14. Техническое обслуживание после установки

Для точного мониторинга фотоэлектрических систем требуется постоянное техническое обслуживание.

Разработайте план технического обслуживания, включающий:

Очистка датчика
Визуальный осмотр
Проверка уровня и угла
Проверка кабелей и разъемов
Герметизация шкафа
Проверка заземления
тестирование батарей
Анализ пробелов в данных
Сравнение датчиков
Калибровка
Контроль растительности
Резервное копирование прошивки и конфигурации

Сравните измеренную интенсивность излучения с ожидаемым поведением в условиях ясного неба с течением времени. Устойчивое отклонение может указывать на дрейф датчика, загрязнение, затенение, изменения выравнивания или проблемы с калибровкой. Сравнение данных датчика с моделируемой интенсивностью излучения в ясные периоды — один из методов, используемых для выявления дрейфа и аномальных измерений.

Частота калибровки должна соответствовать рекомендациям производителя датчиков, классу мониторинга проекта и договорным требованиям. Некоторые высококачественные методы мониторинга предусматривают периодическую перекалибровку датчиков освещенности, интервал которой зависит от класса датчика и области применения.

Ведите учет всех работ по техническому обслуживанию, включая:

Дата
Техник
Идентификатор датчика
Работа завершена.
Информация о калибровке
Результаты до и после
Фотографии
Изменения конфигурации

Эти данные имеют важное значение при исследовании долгосрочных изменений показателей эффективности.

Часто задаваемые вопросы

Какое самое важное правило при установке метеостанции на основе солнечных батарей?

Самое важное правило — устанавливать каждый датчик там, где он соответствует условиям, в которых находится фотоэлектрическая батарея. Для освещенности плоскости батареи это означает согласование наклона и ориентации фотоэлектрических модулей и избегание затенения или аномальных отражений.

Где следует установить датчик солнечной радиации?

Датчик освещенности POA следует устанавливать в незатененном, репрезентативном месте с тем же углом наклона и азимутом, что и контролируемые фотоэлектрические модули. Датчик GHI обычно следует устанавливать горизонтально и тщательно выравнивать.

Нужна ли каждой солнечной электростанции метеостанция?

Метеостанция особенно полезна, когда оператору электростанции необходимо рассчитать коэффициент производительности, выявить экологические причины низкой производительности, оценить тепловые потери, организовать очистку, проверить гарантии или сравнить фактическую выработку с доступными солнечными ресурсами.

Количество и тип станций зависят от размера электростанции, рельефа местности, ориентации модулей, конструкции трекера, климата и целей мониторинга.

Сколько датчиков освещенности необходимо для солнечной электростанции?

Не существует единого числа, подходящего для каждого проекта. Для небольшого, однородного участка может использоваться одна репрезентативная точка измерения, в то время как для крупного участка с различным рельефом, ориентацией, блоками слежения или микроклиматом может потребоваться несколько датчиков или метеостанций. Для солнечных батарей на крышах и географически распределенных генерирующих площадок компактный Метеостанция для мониторинга фотоэлектрических систем распределенных солнечных электростанций может предоставить локализованные данные для каждого репрезентативного участка.

Где следует разместить датчик температуры фотоэлектрического модуля?

Как правило, датчик прочно крепится к задней поверхности типичного фотоэлектрического модуля, вдали от рамы, края модуля и распределительной коробки. Точное положение и способ крепления должны соответствовать инструкциям производителя датчика и требованиям проекта к мониторингу.

Почему показания температуры моего модуля близки к температуре окружающей среды?

Возможные причины включают плохой контакт с модулем, воздушный зазор под датчиком, установку на неподходящей поверхности, затенение, ослабленный кабель, неправильную конфигурацию каналов или неисправность датчика.

Следует ли установить метеостанцию рядом с диспетчерской?

Измерения должны проводиться только в том случае, если условия в диспетчерской соответствуют условиям окружающей среды, в которых размещена фотоэлектрическая батарея. Удобство не должно преобладать над репрезентативными измерениями.

Как часто следует чистить датчики освещенности?

Частота очистки зависит от местной пыли, осадков, снега, активности птиц, сельскохозяйственного, строительного и промышленного загрязнения. Датчики следует проверять достаточно часто, чтобы предотвратить загрязнение, которое может привести к существенной погрешности измерений.

Может ли один датчик POA отслеживать работу антенных решеток, обращенных на восток и запад?

Один датчик не может точно отобразить две существенно различающиеся ориентации антенной решетки. Установите отдельный датчик точки прихода сигнала для каждой основной группы наклонов или азимутов, если условия освещения в них различаются.

Что следует проверить во время ввода в эксплуатацию?

Показания датчиков, инженерные единицы измерения, временные метки, каналы регистрации данных, связь, локальное хранилище, резервное питание, сигналы тревоги, движение кабелей, заземление и взаимосвязь между данными о погоде и выходной мощностью фотоэлектрической системы.

Итоговый вывод

Надежный мониторинг работы фотоэлектрических систем начинается с правильной установки.

Даже хорошо спроектированная метеостанция может выдавать некачественные данные в следующих случаях:

Датчик освещенности установлен под неправильным углом.
Датчик температуры модуля имеет плохой тепловой контакт.
Датчик ветра подвержен влиянию турбулентности.
Дождемер установлен неровно.
Программа для регистрации данных использует некорректные единицы измерения или временные метки.
Датчики сложно проверять и обслуживать.

Наилучшей установкой является не обязательно самая удобная. Это установка, которая обеспечивает получение репрезентативных, отслеживаемых и обслуживаемых данных на протяжении всего срока эксплуатации фотоэлектрической электростанции.

JW-IoT предоставляет настраиваемые решения для мониторинга окружающей среды фотоэлектрических систем, которые могут интегрировать данные об уровне солнечной радиации, температуре фотоэлектрических модулей, погодных условиях, ветре, осадках, загрязнении, регистрации данных, RS485 Modbus, 4G LTE, LoRaWAN, MQTT, API и облачной связи.