V procese, keď sa výroba energie z fotovoltaiky stáva hlavným zdrojom energie, sa jej inherentná prerušovanosť a volatilita stávajú najväčšou výzvou pre absorpciu energie zo siete a príjmy elektrární. A kľúčovou premennou tejto výzvy je práve neustále sa meniaca oblačnosť na oblohe. Tradičné predpovede počasia a merače celkového žiarenia len ťažko zachytávajú vznik, rozptyl a pohyb oblakov na minútu. Z tohto dôvodu spoločnosť HONDE uviedla na trh vysoko presný systém monitorovania oblačnosti „Cloud Catcher“, ktorý je špeciálne navrhnutý pre fotovoltaické elektrárne. Tento systém sa dekódovaním oblačných podmienok na oblohe v reálnom čase a kvantitatívne stáva „dátovou základňou“ pre zvýšenie presnosti predpovede výkonu elektrární, optimalizáciu plánovania prevádzky a údržby a maximalizáciu príjmov z výroby energie.
I. Základné hodnoty: Od „pasívneho znášania výkyvov“ k „aktívnemu predvídaniu zmien“
Oblačnosť je hlavným faktorom spôsobujúcim prudké výkyvy vo výstupnom výkone fotovoltaických elektrární (bežne známy ako „efekt tieňa oblaku“). Hlavným poslaním systému monitorovania objemu oblakov HONDE je poskytnúť elektrárňam kľúčové ultrakrátkodobé (nasledujúcich 5 – 30 minút) predikčné možnosti, ktorých hodnota zahŕňa tri rozmery: výrobu energie, energetické siete a trh.
1. Pre samotnú elektráreň: Presne predpovedať náhle prepätia alebo poklesy napätia, poskytnúť kritický čas na prípravu na nabíjanie a vybíjanie interného systému skladovania energie a na spustenie a zastavenie zariadení, čím sa znižuje opotrebovanie zariadení a straty pri výrobe energie.
2. Pre dispečing elektrickej siete: Poskytovať vysoko presné ultra krátkodobé predikčné údaje o výrobe energie, ktoré pomôžu elektrickej sieti vyvažovať výkon v reálnom čase, zmierniť tlak na reguláciu frekvencie spôsobený výkyvmi fotovoltaiky a zvýšiť schopnosť elektrickej siete prispôsobiť sa a zabezpečiť bezpečnosť obnoviteľnej energie.
3. Pre trh s elektrinou: Pri účasti na spotovom trhu alebo trhu s podpornými službami znamenajú presnejšie predpovede menej sankcií za skreslenie predpovedí a lepšie stratégie kotácie, čo sa priamo premieta do vyšších obchodných výnosov.
II. Technický princíp: „Vševidiace oko“ oblohy
Monitor oblačnosti HONDE nie je len meteorologické zariadenie, ale systém zobrazovania oblohy založený na pokročilých optických a obrazových analytických technológiách.
Panoramatické skenovanie s dvojitým pohľadom: Systém sa zvyčajne skladá z celooblohového snímača a sledovača slnka s objektívom typu rybie oko. Celooblohový snímač nepretržite zachytáva snímky oblakov celej oblohy v uhle 180°, zatiaľ čo sledovač slnka presne sa zameriava na oblasť okolo Slnka, aby monitoroval tenké alebo fragmentované oblaky, ktoré môžu spôsobovať prekážky.
Inteligentný algoritmus rozpoznávania obrazu: Vybavený algoritmom umelej inteligencie, ktorý nezávisle vyvinula spoločnosť HONDE, vykonáva analýzu zachytených snímok oblohy v reálnom čase.
Kvantifikácia oblakov: Presne vypočítajte celkový objem oblakov a hrúbku vrstvy oblakov (optická hrúbka).
Vektorizácia pohybu oblakov: Prostredníctvom nepretržitej analýzy obrazu vypočítajte rýchlosť pohybu, smer a trajektóriu vrstvy oblakov.
Klasifikácia a identifikácia oblakov: Rozlišujte rôzne typy oblakov, ako sú kupovité oblaky, stratokumulové oblaky a cirrusové oblaky. Ich priepustnosť svetla a vzorce pohybu sa líšia a líšia sa aj ich vplyvy na výrobu energie.
Iii. Aplikačné stratégie v celom scenári fotovoltaických elektrární
Základný vstup pre ultrakrátkodobú predikciu výkonu
Použitie: Systém integruje údaje o oblačnosti v reálnom čase, rýchlosti oblakov a smere oblakov s numerickými predpoveďami počasia, geografickými súradnicami elektrární a modelmi rozloženia komponentov.
Výstup: Posúvaním vygenerujte sekvenčný diagram „tieňa oblaku“, ktorý sa môže v elektrárni vyskytnúť v priebehu nasledujúcich 5 až 30 minút, pričom presne predpovedá, kedy každý oblak zablokuje ktorú časť poľa a o koľko sa zníži výkon.
Výhoda: Zníženie strednej kvadratickej chyby ultrakrátkodobých predpovedí o 30 % až 50 %, čo poskytuje cenný čas na rozhodovanie o riadení elektrickej siete.
2. Optimalizovať prevádzku a údržbu, ako aj správu aktív veľkých elektrární
Inteligentné navádzanie pri inšpekcii: Keď sa zistí, že určitú oblasť elektrárne bude dlhodobo pokrývať rozsiahla oblasť hustého oblaku, je možné automaticky vyslať drony alebo zabezpečiť, aby personál do tejto oblasti dorazil na inšpekciu alebo čistenie, čím sa plne využije obdobie mimo špičky výroby energie a zlepší sa efektivita prevádzky a údržby.
Pomoc s diagnostikou výkonu: Počas jasných a bezoblačných hodín by mala byť elektráreň v teoretickom maximálnom výkone. Ak skutočný výkon v tomto čase nezodpovedá teoretickej hodnote, je možné rýchlo odstrániť vplyvy počasia, identifikovať poruchy zariadenia a zlepšiť účinnosť diagnostiky.
3. Podporovať koordinovanú prevádzku viacerých scenárov „fotovoltiky +“
Synergia fotovoltaiky a akumulácie energie: V projektoch „fotovoltika + akumulácia energie“ slúži systém ako „oči“ pre inteligentné riadenie systému akumulácie energie. Ak sa vopred predpovedajú poklesy výkonu, systém akumulácie energie môže dostať pokyn na včasné vybitie, aby sa „zaplnila medzera“. Ak sa predpovedá náhly nárast výkonu, systém akumulácie energie môže dostať pokyn na prípravu na nabíjanie, aby sa predišlo strate svetla a vyrovnal sa celkový výstupný výkon elektrárne.
Multienergetická komplementarita: V integrovanej základni veternej, solárnej, vodnej energie a akumulácie energie je presná predpoveď fotovoltaického výkonu vysokohodnotným vstupom pre koordinovaný a optimalizovaný dispečerský algoritmus multienergetickej komplementarity.
Iv. Technické výhody systému HONDE
Vysoké časopriestorové rozlíšenie: Frekvencia vzorkovania môže dosiahnuť niekoľkokrát za minútu a priestorové rozlíšenie dokáže identifikovať malé oblasti fragmentovaných oblakov, čím sa zabezpečí schopnosť zachytiť rýchlo sa meniace podmienky v oblakoch.
Silná prispôsobivosť prostrediu: Zariadenie je vybavené funkciami automatického odmrazovania, dekondenzácie a odstraňovania prachu s úrovňou ochrany IP65 alebo vyššou, vďaka čomu je vhodné pre rôzne náročné prostredia elektrární, ako sú náhorné plošiny, púšte a pobrežné oblasti.
Otvorené dátové rozhranie: Podporuje štandardné komunikačné protokoly (ako napríklad Modbus TCP, IEC 61850) a dáta je možné bezproblémovo integrovať do systému SCADA, platformy na predikciu výkonu a systému riadenia skladovania energie elektrárne.
Možnosti edge computingu: Niektoré analytické algoritmy sa dokončujú na strane zariadenia, čím sa znižuje závislosť od cloudových výpočtov a zvyšuje sa rýchlosť odozvy a bezpečnosť údajov.
V. Empirický prípad: Skrotenie „tieňov oblakov“ pomocou údajov
Veľká fotovoltaická elektráreň s výkonom 300 MW v Kalifornii v USA sa nachádza v pobrežnej a oblačnej oblasti. Dlhodobo ju trápi efekt tieňa oblakov, ktorý vedie k výrazným odchýlkam v predikcii výkonu a častým pokutám za hodnotenie dispečingu siete. Po nasadení systému monitorovania objemu oblakov HONDE a jeho integrácii s existujúcim predikčným modelom:
Presnosť 15-minútovej ultrakrátkodobej predpovede výkonu elektrárne sa zlepšila o 40 %.
Výdavky na podporné služby siete v dôsledku odchýlky od predikcie medzikvartálne klesli o 60 %.
Optimalizáciou prevádzkovej stratégie skladovania energie na základe prediktívnych údajov sa priemerný denný príjem z cyklov nabíjania a vybíjania skladovania energie zvýšil približne o 15 %.
Prevádzkový manažér elektrárne poznamenal: „Predtým bol oblak naším ‚nepriateľom‘ a zaskočil nás.“ Systém HONDE nám teraz umožňuje „vidieť“ trajektóriu oblaku, ktorá sa stala „premennou“, na ktorú sa môžeme pripraviť a s ktorou sa môžeme vopred vysporiadať. Toto úplne zmenilo náš prevádzkový režim.“
Záver
S rastúcou mierou penetrácie fotovoltaickej energie v globálnom energetickom systéme sa riadenie jej volatility vyvinulo z „problému na úrovni elektrárne“ na „výzvu na úrovni systému“. Systém monitorovania objemu oblakov „Cloud Catcher“ od spoločnosti HONDE je presne tým najmodernejším technologickým zariadením na riešenie tejto výzvy. Poskytuje fotovoltaickým elektrárňam cennú „predvídavosť“ transformáciou ťažko pochopiteľných podmienok oblačnosti na oblohe na kvantifikovateľné, sledovateľné a predvídateľné vysokorozmerné dátové toky. To nielen výrazne zvyšuje ekonomickú efektívnosť a prívetivosť jednotlivých elektrární, ale poskytuje aj kľúčový a stabilný základ pre budovanie nového energetického systému s vysokým podielom obnoviteľnej energie. Od púšte Atacama v Čile až po púšť Gobi v čínskom meste Čching-chaj spoločnosť HONDE využíva svoje schopnosti presného vnímania oblohy, aby pomohla globálnym fotovoltaickým elektrárňam prechádzať oblakmi a dosahovať stabilnejší, efektívnejší a hodnotnejší výstup zelenej energie.
O spoločnosti HONDE: Ako inovátor v oblasti inteligentnej energie a presného monitorovania životného prostredia sa spoločnosť HONDE zaväzuje poskytovať komplexné riešenia pre odvetvie obnoviteľných zdrojov energie, od hodnotenia zdrojov, presného vnímania až po inteligentnú prevádzku a údržbu, prostredníctvom integrácie interdisciplinárnych technológií. Veríme, že hlbší pohľad na prírodné sily a ich predpovedanie sú kľúčom k dosiahnutiu udržateľnej energetickej budúcnosti ľudstva.
Pre viac informácií o senzoroch počasia kontaktujte spoločnosť Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Webová stránka spoločnosti:www.hondetechco.com
Čas uverejnenia: 16. decembra 2025