Как датчики загрязнения фотоэлектрических панелей улучшают планирование технического обслуживания

Для операторов солнечных электростанций знание того, когда следует чистить фотоэлектрические модули, является важной частью поддержания выработки энергии и контроля эксплуатационных расходов.

Пыль, песок, пыльца и другие загрязняющие вещества, находящиеся в воздухе, могут накапливаться на солнечных панелях, уменьшая количество солнечного света, достигающего фотоэлектрических элементов. Однако загрязнение развивается с разной скоростью на разных солнечных электростанциях и в течение года.

Это затрудняет оптимизацию фиксированных графиков уборки.

A Датчик загрязнения фотоэлектрического элемента Предоставляет данные измерений, которые помогают группам эксплуатации и технического обслуживания понимать тенденции загрязнения и принимать более обоснованные решения по очистке.

Сочетая мониторинг загрязнения фотоэлектрических панелей с данными о солнечной радиации, осадках, ветре и температуре модулей, операторы солнечных электростанций могут перейти к техническому обслуживанию, основанному на состоянии оборудования, вместо того, чтобы полагаться исключительно на календарные интервалы.

1. Что такое датчик загрязнения фотоэлектрической панели?

Датчик загрязнения фотоэлектрических модулей — это измерительное устройство, используемое для мониторинга или оценки влияния пыли и других отложений на производительность фотоэлектрических модулей.

В зависимости от используемой технологии измерения, мониторинг загрязнения может включать сравнение естественно загрязненного эталонного устройства с чистым эталонным устройством или использование оптических методов измерения.

Одним из важных показателей является Коэффициент загрязнения (SR), которая выражает соотношение между производительностью фотоэлектрических элементов в условиях реального загрязнения и ожидаемой производительностью в чистых условиях.

Соответствующие потери от загрязнения можно выразить следующим образом:

Потери на загрязнение (%) = (1 − Коэффициент загрязнения) × 100

Например, коэффициент загрязнения 0,97 соответствует предполагаемой потере производительности, связанной с загрязнением 3%, в соответствующих условиях измерения.

Это лишь иллюстративный расчет, а не гарантированная потеря для каждого модуля на солнечной электростанции.

международный стандарт МЕК 61724-1:2021 Предоставляет рекомендации по мониторингу производительности фотоэлектрических систем, включая измерение степени загрязнения.

Для более подробного объяснения принципов работы оборудования для мониторинга и условий окружающей среды, читайте далее. Мониторинг загрязнения фотоэлектрических панелей для солнечных электростанций в пустыне.

2. Почему фиксированные графики очистки солнечных панелей часто неэффективны

Традиционный график технического обслуживания солнечных электростанций часто строится на заранее определенных интервалах, таких как еженедельная, ежемесячная или сезонная чистка.

Хотя организацию планового технического обслуживания по календарю довольно просто, это не всегда отражает фактическую чистоту панели.

2.1 Ненужная уборка в периоды низкой степени загрязнения

Если осадки или благоприятные условия на участке позволяют поддерживать модули в относительно чистом состоянии, дополнительная мойка может мало что улучшить.

Ненужная уборка может привести к увеличению:

• затраты на рабочую силу и оборудование
• Потребление воды
• Логистика транспортных средств и технического обслуживания
• Сбой в работе
• Повторное обращение с фотоэлектрическими модулями

Для крупных солнечных электростанций промышленного масштаба эти расходы могут стать значительными.

2.2 Отложенная уборка в периоды сильного загрязнения

Противоположная проблема возникает, когда пыль накапливается быстрее, чем ожидалось.

Песчаные бури, строительные работы, сельскохозяйственные операции или длительная засушливая погода могут привести к увеличению загрязнения в промежутках между плановыми проверками.

Ожидание следующей календарной даты может привести к продолжению ненужных потерь энергии.

2.3 Для разных зон могут потребоваться разные интервалы уборки.

Крупные фотоэлектрические электростанции часто располагаются в районах с различной степенью запыленности, рельефом местности, ветровыми условиями и типом землепользования.

Один и тот же график уборки может не отражать эти различия.

Мониторинг загрязнения фотоэлектрических панелей позволяет ремонтным бригадам оценивать фактическое состояние загрязнения и соответствующим образом расставлять приоритеты в очистке.

3. Как данные о загрязнении способствуют проведению технического обслуживания на основе состояния оборудования.

Техническое обслуживание по состоянию оборудования предполагает измерение параметров оборудования или условий окружающей среды для определения сроков проведения технического обслуживания.

В контексте оптимизации очистки солнечных панелей цель состоит в том, чтобы определить, когда ожидаемая выгода от очистки оправдывает ее эксплуатационные затраты.

Шаг 1: Получите надежную и чистую рекомендацию.

Правильно настроенная система мониторинга загрязнения сначала устанавливает эталонное состояние, отражающее эффективность работы чистых фотоэлектрических элементов.

При использовании методов с эталонным устройством необходимо поддерживать чистоту эталонного образца в соответствии с выбранной процедурой измерения.

Этот базовый уровень позволяет оценить последующие изменения в показателях, связанных с загрязнением.

Шаг 2: Мониторинг тенденций изменения уровня загрязнения почвы.

Однократное измерение может указывать на текущее загрязнение, но исторические тенденции показывают, как развивается загрязнение.

Бригады по эксплуатации и техническому обслуживанию могут провести следующие проверки:

• Текущий коэффициент загрязнения
• Изменения степени загрязнения с течением времени
• Расчетная скорость накопления загрязнений
• Восстановление после выпадения осадков
• Восстановление после уборки

Это помогает отличить постепенное накопление от внезапных случаев загрязнения.

Шаг 3: Оценка приоритетов уборки

Измеренные данные о загрязнении следует рассматривать в совокупности с экономическими и эксплуатационными условиями каждой солнечной электростанции.

Эти действия представляют собой общие рекомендации по поддержке принятия решений. Это не фиксированные пороговые значения срабатывания датчиков.

Шаг 4: Оцените экономическую ценность уборки.

Команда по эксплуатации и техническому обслуживанию может сравнить ожидаемый объем возобновляемой выработки электроэнергии со стоимостью промывки поврежденных модулей.

Важные входные данные включают стоимость электроэнергии, ожидаемый уровень облучения, текущие потери от загрязнения, прогнозируемое накопление загрязнения, стоимость очистки и доступность участка.

Уборку следует проводить только в тех случаях, когда ожидаемая финансовая или производственная выгода оправдывает затраты.

Не существует универсального показателя степени загрязнения, при котором необходимо очищать каждую солнечную электростанцию.

Для получения дополнительной информации прочтите Как мониторинг загрязнения солнечных фотоэлектрических систем позволяет сэкономить на затратах на техническое обслуживание.

Шаг 5: Проверка результатов технического обслуживания

После уборки сравните измеренный уровень загрязнения с предыдущим значением и эталонным значением для чистого участка.

Измеримое восстановление качества позволяет оценить эффективность очистки.

Если работоспособность не восстановится должным образом, может потребоваться дополнительная проверка для выявления стойких загрязнений, затенения, проблем с датчиками или электрических неисправностей.

Это замыкает цикл обратной связи в процессе технического обслуживания.

4. Объединение данных о загрязнении, осадках и ветре для принятия более эффективных решений по уборке.

Датчик загрязнения фотоэлектрических панелей становится более полезным при интеграции с более широкой системой экологического мониторинга солнечной электростанции.

Мониторинг осадков

Дождь может удалить накопившиеся загрязнения с фотоэлектрических модулей, но эффективность очистки зависит от интенсивности осадков, наклона модуля и характеристик загрязнений.

Мониторинг количества осадков в сочетании с коэффициентом загрязнения помогает операторам определить, действительно ли естественная очистка улучшила состояние модулей.

Дождь не следует автоматически рассматривать как полноценную уборку.

Скорость и направление ветра

Ветер влияет на перенос, осаждение и удаление частиц, находящихся в воздухе.

Сильный ветер может переносить пыль и песок в сторону фотоэлектрических панелей, а при определенных условиях может произойти повторное поднятие в воздух слабо осевших частиц.

Сочетание измерений скорости ветра с историческими данными о загрязнении может помочь выявить периоды повышенного риска загрязнения.

Солнечная радиация и температура модуля

Интенсивность солнечного излучения и температура модуля имеют решающее значение для интерпретации характеристик фотоэлектрических систем.

Снижение выработки электроэнергии может быть вызвано изменением интенсивности солнечного света, высокими температурами модулей, затенением, электрическими неисправностями или загрязнением.

Сочетание измерений параметров окружающей среды с непосредственным мониторингом загрязнения помогает снизить неопределенность при исследовании снижения производительности.

Для комплексного подхода к мониторингу окружающей среды изучите следующие аспекты. Решение JW-IoT для метеостанции на солнечной электростанции.

5. Наилучшие области применения датчиков загрязнения фотоэлектрических панелей

Солнечные электростанции в пустынных и засушливых районах

Проекты по установке фотоэлектрических систем в пустыне сталкиваются с засушливыми условиями, пылью, переносимой ветром, и потенциально ограниченными возможностями естественной очистки.

Измерения уровня загрязнения особенно важны в тех случаях, когда водоснабжение и логистика уборки обходятся дорого.

Солнечные электростанции промышленного масштаба

Для крупных солнечных электростанций может потребоваться несколько точек мониторинга, чтобы отразить различия между их массивами.

Информация, полученная по зонам, помогает ремонтным бригадам расставлять приоритеты при проведении полевых инспекций и распределении ресурсов для уборки.

Сельскохозяйственные солнечные установки

Расположенные поблизости сельскохозяйственные угодья могут заносить частицы почвы, пыльцу и сезонные загрязняющие вещества в атмосферу.

Мониторинг помогает операторам адаптировать графики технического обслуживания к меняющимся местным условиям.

Солнечные проекты в горнодобывающей и промышленной отраслях

Промышленная деятельность, добыча полезных ископаемых и грунтовые дороги могут повышать концентрацию пыли в воздухе в данном регионе.

Измерения загрязнения помогают отслеживать закономерности загрязнения конкретных участков.

Коммерческие фотоэлектрические системы на крышах

Мониторинг загрязнения может быть полезен для установок на крышах, расположенных вблизи промышленных объектов или оживленных дорог, если загрязнение создает серьезные проблемы с техническим обслуживанием или выработкой электроэнергии.

Однако экономическое обоснование следует оценивать в каждом конкретном случае, особенно для небольших систем.

6. Рекомендуемая конфигурация системы мониторинга загрязнения фотоэлектрических панелей.

Практическая конфигурация системы мониторинга солнечной электростанции должна сочетать прямые измерения загрязнения с данными об окружающей среде и электроснабжении, необходимыми для анализа технического обслуживания.

Рекомендуемые компоненты мониторинга

Рекомендуемая архитектура данных:

Датчики загрязнения и окружающей среды → Регистратор данных / RTU → Коммуникационная сеть → SCADA или платформа мониторинга → Планирование технического обслуживания

В зависимости от выбранного оборудования и инфраструктуры предприятия, для связи могут использоваться протоколы RS485 Modbus, Ethernet, LoRaWAN или 4G.

JW-IoT Метеостанция на солнечных батареях для мониторинга электростанции Поддерживает измерение освещенности, температуры модуля и метеорологических параметров с интеграцией RS485 Modbus.

Он Решение для метеостанции на базе фотоэлектрической электростанции Также предоставляет архитектуру для сбора полевых данных, удаленной связи и централизованного мониторинга окружающей среды.

Необходимо выбрать специализированное оборудование для измерения степени загрязнения и отдельно подтвердить его совместимость.

Панель управления рекомендуемым графиком уборки

Эффективная информационная панель может отображать:

• Текущий уровень загрязнения и исторические тенденции
• Изменения потерь почвы в зависимости от зоны мониторинга
• Данные об осадках и ветре
• Запланированные и фактически осуществленные даты уборки
• Сравнение эффективности процессов уборки
• Качество данных и состояние датчиков

Панель управления может поддерживать принятие решений по техническому обслуживанию, но для автоматизированных рекомендаций по очистке необходимы соответствующие правила принятия решений и интеграция с выбранной платформой эксплуатации и технического обслуживания.

7. Часто задаваемые вопросы

Может ли датчик загрязнения фотоэлектрической панели автоматически определить оптимальную дату для очистки?

Датчик загрязнения предоставляет данные измерений, но для выбора оптимальной даты очистки также необходимы прогнозы погоды, ожидаемое потребление энергии, затраты на очистку и эксплуатационные ограничения. Автоматизировать этот процесс можно только при наличии соответствующих функций анализа и планирования.

Чем датчик загрязнения фотоэлектрической панели отличается от пиранометра?

Пиранометр измеряет солнечную радиацию. Система измерения загрязнения фотоэлектрических элементов оценивает потери, связанные с загрязнением, с помощью подходящего метода измерения. Эти два прибора служат разным целям и могут предоставлять взаимодополняющие данные.

Может ли выпадение осадков устранить необходимость в очистке солнечных панелей?

Осадки могут уменьшить загрязнение, но их эффективность зависит от местных условий. Измеренное улучшение степени загрязнения является более убедительным доказательством эффективности очистки, чем одни только данные об осадках.

Сколько датчиков загрязнения фотоэлектрических панелей необходимо солнечной электростанции?

Количество точек мониторинга зависит от размера предприятия, расположения массива датчиков, рельефа местности, изменчивости окружающей среды и целей измерений. На крупных объектах с различными зонами воздействия пыли может потребоваться несколько точек мониторинга.

Заключение: Превратите измерения загрязнения в более эффективные решения по техническому обслуживанию.

Для эффективного планирования технического обслуживания солнечных батарей требуется нечто большее, чем просто фиксированный график уборки.

Датчики загрязнения фотоэлектрических элементов предоставляют важные данные для понимания степени загрязнения, отслеживания снижения производительности, оценки естественных процессов очистки и проверки эффективности технического обслуживания.

При сочетании с измерениями солнечной радиации, количества осадков, ветра и температуры модуля, Мониторинг загрязнения фотоэлектрических панелей помогает командам по эксплуатации и техническому обслуживанию разрабатывать более целенаправленные и экономически обоснованные графики очистки панелей.

Для крупномасштабных солнечных электростанций и фотоэлектрических установок, подверженных запылению, интеграция измерений загрязнения в существующую систему мониторинга может повысить эффективность планирования технического обслуживания и анализа долгосрочной производительности.

Получить техническое описание датчика загрязнения

Ищете оборудование для мониторинга загрязнения фотоэлектрических панелей для нового солнечного проекта или существующей фотоэлектрической электростанции?

Компания JW-IoT предоставляет оборудование для мониторинга солнечной среды, устройства сбора данных и коммуникационные решения для фотоэлектрических систем.

Сообщите нашей технической команде информацию о производственной мощности вашего предприятия, его местоположении, необходимых показателях загрязнения и требованиях к связи.

Получить техническое описание датчика загрязнения / Связаться с JW-IoT

Перед закупкой необходимо подтвердить наличие, метод измерения, технические характеристики и требования к системной интеграции специализированного датчика загрязнения фотоэлектрических панелей.