Úvod: Keď sa slnečné svetlo stane „premennou“
Jadrom výroby fotovoltaickej energie je premena energie slnečného žiarenia na elektrickú energiu a jej výstupný výkon je v reálnom čase priamo ovplyvňovaný viacerými meteorologickými parametrami, ako je slnečné žiarenie, teplota okolia, rýchlosť a smer vetra, atmosférická vlhkosť a zrážky. Tieto parametre už nie sú len číslami v správach o počasí, ale kľúčovými „výrobnými premennými“, ktoré priamo ovplyvňujú účinnosť výroby energie v elektrárňach, bezpečnosť zariadení a návratnosť investícií. Automatická meteorologická stanica (AWS) sa tak zmenila z vedeckého výskumného nástroja na nepostrádateľný „zmyslový nerv“ a „základný kameň rozhodovania“ pre moderné fotovoltaické elektrárne.
I. Viacrozmerná korelácia medzi parametrami monitorovania jadra a účinnosťou elektrárne
Špecializovaná automatická meteorologická stanica pre fotovoltaické elektrárne vytvorila vysoko prispôsobený monitorovací systém a každý údaj je úzko spätý s prevádzkou elektrárne:
Monitorovanie slnečného žiarenia („meranie zdroja“ na výrobu energie)
Celkové žiarenie (GHI): Priamo určuje celkovú energiu prijatú fotovoltaickými modulmi a je najdôležitejším vstupom pre predikciu výroby energie.
Priame žiarenie (DNI) a rozptýlené žiarenie (DHI): Pre fotovoltaické panely, ktoré používajú sledovacie konzoly alebo špecifické bifaciálne moduly, sú tieto údaje kľúčové pre optimalizáciu stratégií sledovania a presné posúdenie zisku výroby energie na zadnej strane.
Aplikačná hodnota: Poskytuje nenahraditeľné referenčné údaje pre porovnávanie výkonnosti výroby energie (výpočet hodnoty PR), krátkodobú prognózu výroby energie a diagnostiku energetickej účinnosti elektrární.
2. Teplota okolia a teplota zadnej dosky komponentov („teplotný koeficient“ účinnosti)
Teplota okolia: Ovplyvňuje mikroklímu a požiadavky na chladenie elektrárne.
Teplota zadnej dosky modulu: Výstupný výkon fotovoltaických modulov klesá so zvyšujúcou sa teplotou (typicky -0,3 % až -0,5 %/℃). Monitorovanie teploty zadnej dosky v reálnom čase dokáže presne upraviť očakávaný výstupný výkon a identifikovať abnormálne rozptyľovanie tepla komponentov alebo potenciálne nebezpečenstvo horúcich miest.
3. Rýchlosť a smer vetra („Dvojsečná zbraň“ bezpečnosti a chladenia
Bezpečnosť konštrukcie: Okamžitý silný vietor (napríklad vietor presahujúci 25 m/s) predstavuje konečný test pre návrh mechanického zaťaženia fotovoltaických nosných konštrukcií a modulov. Varovania pred rýchlosťou vetra v reálnom čase môžu spustiť bezpečnostný systém a v prípade potreby aktivovať režim ochrany pred vetrom jednoosového sledovača (napríklad „lokácia búrky“).
Prirodzené chladenie: Vhodná rýchlosť vetra pomáha znižovať prevádzkovú teplotu komponentov, čím nepriamo zvyšuje účinnosť výroby energie. Údaje sa používajú na analýzu účinku chladenia vzduchom a optimalizáciu rozmiestnenia a rozstupov poľa.
4. Relatívna vlhkosť a zrážky („výstražné signály“ pre prevádzku, údržbu a poruchy)
Vysoká vlhkosť: Môže vyvolať PID efekty (potenciálom indukovaný útlm), urýchliť koróziu zariadení a ovplyvniť výkon izolácie.
Zrážky: Údaje o zrážkach možno použiť na koreláciu a analýzu prirodzeného čistiaceho účinku komponentov (dočasné zvýšenie výroby energie) a na usmernenie plánovania najlepšieho čistiaceho cyklu. Varovania pred silnými dažďami priamo súvisia s reakciou protipovodňových a odvodňovacích systémov.
5. Atmosférický tlak a ďalšie parametre (upresnené „pomocné faktory“)
Používa sa na korekciu údajov o ožiarení s vyššou presnosťou a analýzu na výskumnej úrovni.
Ii. Scenáre inteligentných aplikácií riadených dátami
Dátový tok z automatickej meteorologickej stanice cez zberač dát a komunikačnú sieť prúdi do systému monitorovania a zberu dát (SCADA) a systému predikcie výkonu fotovoltaickej elektrárne, čo vedie k vzniku viacerých inteligentných aplikácií:
1. Presná predpoveď výroby energie a dispečingu siete
Krátkodobá predpoveď (každú hodinu/deň dozadu): Kombinácia ožiarenia v reálnom čase, máp oblačnosti a numerických predpovedí počasia (NWP) slúži ako základ pre dispečing elektrickej siete na vyváženie volatility fotovoltaickej energie a zabezpečenie stability elektrickej siete. Presnosť predpovede priamo súvisí s odhadovanými príjmami elektrárne a obchodnou stratégiou na trhu.
Ultrakrátkodobá predikcia (na úrovni minút): Je založená najmä na monitorovaní náhlych zmien ožiarenia v reálnom čase (napríklad prechodu oblakov) a používa sa na rýchlu reakciu AGC (Automatic Generation Control) v elektrárňach a na plynulý výstup energie.
2. Hĺbková diagnóza výkonu elektrárne a optimalizácia prevádzky a údržby
Analýza pomeru výkonu (PR): Na základe nameraného ožiarenia a údajov o teplote komponentov vypočítajte teoretický generovaný výkon a porovnajte ho so skutočným generovaným výkonom. Dlhodobý pokles hodnôt PR môže naznačovať zhoršenie stavu komponentov, škvrny, upchatie alebo elektrické poruchy.
Inteligentná stratégia čistenia: Komplexnou analýzou zrážok, hromadenia prachu (ktoré možno nepriamo odvodiť prostredníctvom útlmu ožiarenia), rýchlosti vetra (prach) a nákladov na straty výroby energie sa dynamicky generuje ekonomicky optimálny plán čistenia komponentov.
Upozornenie na stav zariadenia: Porovnaním rozdielov vo výrobe energie rôznych podpolí za rovnakých meteorologických podmienok je možné rýchlo lokalizovať poruchy v zlučovacích skrinkách, meničoch alebo úrovniach reťazcov.
3. Zabezpečenie majetku a riadenie rizík
Výstraha pred extrémnym počasím: Nastavte prahové hodnoty pre silný vietor, silný dážď, silné sneženie, extrémne vysoké teploty atď., aby ste dosiahli automatické výstrahy a usmernili prevádzkový a údržbársky personál, aby vopred prijal ochranné opatrenia, ako je uťahovanie, spevnenie, odvodnenie alebo úprava prevádzkového režimu.
Poistenie a hodnotenie majetku: Poskytovanie objektívnych a nepretržitých záznamov meteorologických údajov s cieľom poskytnúť spoľahlivé dôkazy tretím stranám pre posudzovanie škôd spôsobených katastrofami, poistné udalosti a transakcie s majetkom elektrární.
Iii. Systémová integrácia a technologické trendy
Moderné fotovoltaické meteorologické stanice sa vyvíjajú smerom k vyššej integrácii, väčšej spoľahlivosti a inteligencii.
Integrovaný dizajn: Snímač žiarenia, merač teploty a vlhkosti, anemometer, zberač údajov a napájací zdroj (solárny panel + batéria) sú integrované do stabilného a korózii odolného stožiarového systému, čo umožňuje rýchle nasadenie a bezúdržbovú prevádzku.
2. Vysoká presnosť a vysoká spoľahlivosť: Trieda senzora sa blíži k štandardu druhej alebo dokonca prvej úrovne a je vybavená funkciami autodiagnostiky a autokalibrácie, ktoré zabezpečujú dlhodobú presnosť a stabilitu údajov.
3. Integrácia edge computingu a umelej inteligencie: Vykonávanie predbežného spracovania údajov a posúdenie anomálií na konci stanice s cieľom znížiť záťaž prenosu údajov. Integráciou technológie rozpoznávania obrazu pomocou umelej inteligencie a použitím zobrazovacej kamery celej oblohy na pomoc pri identifikácii typov a objemov oblakov sa ďalej zvyšuje presnosť ultrakrátkodobých predpovedí.
4. Digitálne dvojča a virtuálna elektráreň: Dáta z meteorologickej stanice, ako presné vstupy z fyzického sveta, riadia model digitálneho dvojčaťa fotovoltaickej elektrárne na vykonávanie simulácie výroby energie, predikcie porúch a optimalizácie stratégie prevádzky a údržby vo virtuálnom priestore.
Iv. Prípadové štúdie a kvantifikácia hodnoty
Fotovoltaická elektráreň s výkonom 100 MW, ktorá sa nachádza v zložitej horskej oblasti, po nasadení mikrometeorologickej monitorovacej siete pozostávajúcej zo šiestich rozvodní dosiahla:
Presnosť krátkodobej predpovede výkonu sa zlepšila približne o 5 %, čo výrazne znížilo pokuty za posúdenie siete.
Vďaka inteligentnému čisteniu založenému na meteorologických údajoch sa ročné náklady na čistenie znížia o 15 %, zatiaľ čo strata energie spôsobená škvrnami sa zníži o viac ako 2 %.
Počas silného konvektívneho počasia bol režim vetrolamu aktivovaný dve hodiny vopred na základe varovania pred silným vetrom, čím sa zabránilo možnému poškodeniu podpier. Odhaduje sa, že straty sa znížili o niekoľko miliónov juanov.
Záver: Od „Spoliehania sa na prírodu ako zdroj obživy“ k „Konaniu v súlade s prírodou“
Aplikácia automatických meteorologických staníc predstavuje posun v prevádzke fotovoltaických elektrární od spoliehania sa na skúsenosti a rozsiahle riadenie k novej ére vedeckého, prepracovaného a inteligentného riadenia zameraného na dáta. Umožňuje fotovoltaickým elektrárňam nielen „vidieť“ slnečné svetlo, ale aj „chápať“ počasie, čím maximalizujú hodnotu každého slnečného lúča a zvyšujú príjmy z výroby energie a bezpečnosť aktív počas celého životného cyklu. Keďže sa fotovoltaická energia stáva hlavnou silou v globálnej energetickej transformácii, strategické postavenie automatickej meteorologickej stanice, ktorá slúži ako jej „inteligentné oko“, bude určite čoraz významnejšie.
Pre viac informácií o meteorologickej stanici,
Kontaktujte, prosím, spoločnosť Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Webová stránka spoločnosti:www.hondetechco.com
Čas uverejnenia: 17. decembra 2025