Εισαγωγή: Όταν το ηλιακό φως γίνεται «μεταβλητή»
Ο πυρήνας της φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας είναι η μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια, και η ισχύς εξόδου της επηρεάζεται άμεσα σε πραγματικό χρόνο από πολλαπλές μετεωρολογικές παραμέτρους όπως η ηλιακή ακτινοβολία, η θερμοκρασία περιβάλλοντος, η ταχύτητα και η κατεύθυνση του ανέμου, η ατμοσφαιρική υγρασία και οι βροχοπτώσεις. Αυτές οι παράμετροι δεν είναι πλέον απλώς στοιχεία στα δελτία καιρού, αλλά βασικές «μεταβλητές παραγωγής» που επηρεάζουν άμεσα την απόδοση παραγωγής ενέργειας των σταθμών παραγωγής ενέργειας, την ασφάλεια του εξοπλισμού και την απόδοση των επενδύσεων. Ο αυτόματος μετεωρολογικός σταθμός (AWS) έχει έτσι μετατραπεί από ένα εργαλείο επιστημονικής έρευνας σε ένα απαραίτητο «αισθητηριακό νεύρο» και «ακρογωνιαίο λίθο λήψης αποφάσεων» για τους σύγχρονους φωτοβολταϊκούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας.
I. Πολυδιάστατη Συσχέτιση μεταξύ Παραμέτρων Παρακολούθησης Πυρήνα και Απόδοσης Σταθμού Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας
Ο ειδικός αυτόματος μετεωρολογικός σταθμός για φωτοβολταϊκούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας έχει δημιουργήσει ένα εξαιρετικά προσαρμοσμένο σύστημα παρακολούθησης και κάθε δεδομένο είναι βαθιά συνδεδεμένο με τη λειτουργία του σταθμού παραγωγής ενέργειας:
Παρακολούθηση ηλιακής ακτινοβολίας («μέτρηση πηγής» για παραγωγή ενέργειας)
Συνολική ακτινοβολία (GHI): Καθορίζει άμεσα τη συνολική ενέργεια που λαμβάνουν τα φωτοβολταϊκά πλαίσια και αποτελεί την πιο κρίσιμη εισροή για την πρόβλεψη της παραγωγής ενέργειας.
Άμεση ακτινοβολία (DNI) και σκεδαζόμενη ακτινοβολία (DHI): Για φωτοβολταϊκές συστοιχίες που χρησιμοποιούν βραχίονες παρακολούθησης ή συγκεκριμένες διφασικές μονάδες, αυτά τα δεδομένα είναι κρίσιμα για τη βελτιστοποίηση των στρατηγικών παρακολούθησης και την ακριβή αξιολόγηση του κέρδους παραγωγής ενέργειας από την αντίστροφη πλευρά.
Αξία εφαρμογής: Παρέχει αναντικατάστατα δεδομένα αναφοράς για τη συγκριτική αξιολόγηση της απόδοσης της παραγωγής ενέργειας (υπολογισμός τιμής PR), τη βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη παραγωγής ενέργειας και τη διάγνωση ενεργειακής απόδοσης σταθμών παραγωγής ενέργειας.
2. Θερμοκρασία περιβάλλοντος και θερμοκρασία οπίσθιου πάνελ εξαρτημάτων (ο «συντελεστής θερμοκρασίας» της απόδοσης)
Θερμοκρασία περιβάλλοντος: Επηρεάζει το μικροκλίμα και τις απαιτήσεις ψύξης του σταθμού παραγωγής ενέργειας.
Η θερμοκρασία του πίσω φύλλου της μονάδας: Η ισχύς εξόδου των φωτοβολταϊκών μονάδων μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία (συνήθως -0,3% έως -0,5%/℃). Η παρακολούθηση της θερμοκρασίας του πίσω φύλλου σε πραγματικό χρόνο μπορεί να διορθώσει με ακρίβεια την αναμενόμενη ισχύ εξόδου και να εντοπίσει μη φυσιολογική απαγωγή θερμότητας των εξαρτημάτων ή πιθανούς κινδύνους από θερμά σημεία.
3. Ταχύτητα και κατεύθυνση ανέμου (Το «δίκοπο μαχαίρι» της ασφάλειας και της ψύξης
Δομική ασφάλεια: Οι στιγμιαίοι ισχυροί άνεμοι (όπως αυτοί που ξεπερνούν τα 25m/s) αποτελούν την απόλυτη δοκιμασία για τον σχεδιασμό μηχανικού φορτίου των φωτοβολταϊκών δομών και μονάδων στήριξης. Οι προειδοποιήσεις ταχύτητας ανέμου σε πραγματικό χρόνο μπορούν να ενεργοποιήσουν το σύστημα ασφαλείας και, όταν είναι απαραίτητο, να ενεργοποιήσουν τη λειτουργία προστασίας από τον άνεμο του μονοαξονικού ιχνηλάτη (όπως "τοποθεσία καταιγίδας").
Φυσική ψύξη: Η κατάλληλη ταχύτητα ανέμου βοηθά στη μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας των εξαρτημάτων, ενισχύοντας έμμεσα την απόδοση παραγωγής ενέργειας. Τα δεδομένα χρησιμοποιούνται για την ανάλυση του φαινομένου ψύξης αέρα και τη βελτιστοποίηση της διάταξης και της απόστασης μεταξύ των συστοιχιών.
4. Σχετική υγρασία και βροχόπτωση ("προειδοποιητικά σήματα" για λειτουργία και συντήρηση και βλάβες)
Υψηλή υγρασία: Μπορεί να προκαλέσει φαινόμενα PID (δυναμικά επαγόμενη εξασθένηση), να επιταχύνει τη διάβρωση του εξοπλισμού και να επηρεάσει την απόδοση της μόνωσης.
Βροχόπτωση: Τα δεδομένα βροχόπτωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συσχέτιση και την ανάλυση της φυσικής καθαριστικής δράσης των εξαρτημάτων (προσωρινή αύξηση της παραγωγής ενέργειας) και για την καθοδήγηση του σχεδιασμού του καλύτερου κύκλου καθαρισμού. Οι προειδοποιήσεις για έντονες βροχοπτώσεις σχετίζονται άμεσα με την απόκριση των συστημάτων ελέγχου πλημμυρών και αποστράγγισης.
5. Ατμοσφαιρική πίεση και άλλες παράμετροι (βελτιωμένοι «βοηθητικοί παράγοντες»)
Χρησιμοποιείται για διόρθωση δεδομένων ακτινοβολίας υψηλότερης ακρίβειας και ανάλυση σε ερευνητικό επίπεδο.
Ii. Σενάρια Έξυπνων Εφαρμογών που βασίζονται σε Δεδομένα
Η ροή δεδομένων του αυτόματου μετεωρολογικού σταθμού, μέσω του συλλέκτη δεδομένων και του δικτύου επικοινωνίας, ρέει στο σύστημα παρακολούθησης και συλλογής δεδομένων (SCADA) και στο σύστημα πρόβλεψης ισχύος του φωτοβολταϊκού σταθμού παραγωγής ενέργειας, δημιουργώντας πολλαπλές έξυπνες εφαρμογές:
1. Ακριβής πρόβλεψη της παραγωγής ενέργειας και της κατανομής στο δίκτυο
Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση (ωριαία/ημέρα πριν): Συνδυάζοντας την ακτινοβολία σε πραγματικό χρόνο, τους χάρτες νεφών και τις αριθμητικές μετεωρολογικές προβλέψεις (NWP), χρησιμεύει ως βασική βάση για τα τμήματα διανομής του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας για την εξισορρόπηση της μεταβλητότητας της φωτοβολταϊκής ενέργειας και τη διασφάλιση της σταθερότητας του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Η ακρίβεια της πρόβλεψης σχετίζεται άμεσα με τα έσοδα αξιολόγησης του σταθμού παραγωγής ενέργειας και τη στρατηγική συναλλαγών της αγοράς.
Υπερβραχυπρόθεσμη πρόβλεψη (λεπτού): Βασίζεται κυρίως στην παρακολούθηση ξαφνικών αλλαγών στην ακτινοβολία σε πραγματικό χρόνο (όπως η διέλευση νεφών), και χρησιμοποιείται για την ταχεία απόκριση του AGC (Αυτόματου Ελέγχου Παραγωγής) εντός των σταθμών παραγωγής ενέργειας και την ομαλή παραγωγή ισχύος.
2. Εις βάθος διάγνωση της απόδοσης του σταθμού παραγωγής ενέργειας και βελτιστοποίηση λειτουργίας και συντήρησης
Ανάλυση λόγου απόδοσης (PR): Με βάση τα μετρούμενα δεδομένα ακτινοβολίας και θερμοκρασίας εξαρτημάτων, υπολογίστε την θεωρητική παραγωγή ενέργειας και συγκρίνετέ την με την πραγματική παραγωγή ενέργειας. Μια μακροπρόθεσμη μείωση των τιμών PR μπορεί να υποδηλώνει φθορά εξαρτημάτων, λεκέδες, εμπόδια ή ηλεκτρικά σφάλματα.
Έξυπνη στρατηγική καθαρισμού: Με την ολοκληρωμένη ανάλυση των βροχοπτώσεων, της συσσώρευσης σκόνης (η οποία μπορεί να συναχθεί έμμεσα μέσω της εξασθένησης της ακτινοβολίας), της ταχύτητας του ανέμου (σκόνης) και του κόστους απώλειας ενέργειας, δημιουργείται δυναμικά ένα οικονομικά βέλτιστο σχέδιο καθαρισμού εξαρτημάτων.
Προειδοποίηση για την υγεία του εξοπλισμού: Συγκρίνοντας τις διαφορές στην παραγωγή ενέργειας διαφορετικών υποσυστοιχιών υπό τις ίδιες μετεωρολογικές συνθήκες, μπορούν να εντοπιστούν γρήγορα σφάλματα σε κιβώτια συνδυαστών, μετατροπείς ή επίπεδα στοιχειοσειρών.
3. Ασφάλεια Περιουσιακών Στοιχείων και Διαχείριση Κινδύνων
Ειδοποίηση ακραίων καιρικών φαινομένων: Ορίστε όρια για ισχυρούς ανέμους, έντονη βροχόπτωση, έντονη χιονόπτωση, ακραίες υψηλές θερμοκρασίες κ.λπ., για να επιτευχθούν αυτόματες ειδοποιήσεις και να καθοδηγηθεί το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης ώστε να λαμβάνει προστατευτικά μέτρα, όπως σύσφιξη, ενίσχυση, αποστράγγιση ή ρύθμιση της λειτουργίας εκ των προτέρων.
Ασφάλιση και Αξιολόγηση Περιουσιακών Στοιχείων: Παροχή αντικειμενικών και συνεχών αρχείων μετεωρολογικών δεδομένων για την παροχή αξιόπιστων αποδεικτικών στοιχείων από τρίτους για την αξιολόγηση ζημιών από καταστροφές, τις ασφαλιστικές αξιώσεις και τις συναλλαγές περιουσιακών στοιχείων σταθμών παραγωγής ενέργειας.
Iii. Ολοκλήρωση Συστημάτων και Τεχνολογικές Τάσεις
Οι σύγχρονοι φωτοβολταϊκοί μετεωρολογικοί σταθμοί εξελίσσονται προς υψηλότερη ολοκλήρωση, μεγαλύτερη αξιοπιστία και νοημοσύνη.
Ολοκληρωμένος σχεδιασμός: Ο αισθητήρας ακτινοβολίας, ο μετρητής θερμοκρασίας και υγρασίας, το ανεμόμετρο, ο συλλέκτης δεδομένων και η τροφοδοσία ρεύματος (ηλιακός συλλέκτης + μπαταρία) είναι ενσωματωμένα σε ένα σταθερό και ανθεκτικό στη διάβρωση σύστημα ιστού, επιτρέποντας την ταχεία ανάπτυξη και τη λειτουργία χωρίς συντήρηση.
2. Υψηλή ακρίβεια και υψηλή αξιοπιστία: Η ποιότητα του αισθητήρα πλησιάζει το πρότυπο δεύτερου ή ακόμα και πρώτου επιπέδου, με λειτουργίες αυτοδιάγνωσης και αυτοβαθμονόμησης για να διασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη ακρίβεια και σταθερότητα των δεδομένων.
3. Ενσωμάτωση υπολογιστικής αιχμής και Τεχνητής Νοημοσύνης: Διεξαγωγή προκαταρκτικής επεξεργασίας δεδομένων και αξιολόγησης ανωμαλιών στο άκρο του σταθμού για τη μείωση του φόρτου μετάδοσης δεδομένων. Με την ενσωμάτωση της τεχνολογίας αναγνώρισης εικόνας Τεχνητής Νοημοσύνης και τη χρήση ενός απεικονιστή πλήρους ουρανού για την υποβοήθηση της αναγνώρισης τύπων και όγκων νεφών, η ακρίβεια των εξαιρετικά βραχυπρόθεσμων προβλέψεων βελτιώνεται περαιτέρω.
4. Ψηφιακό Δίδυμο και Εικονικός Σταθμός Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας: Τα δεδομένα του μετεωρολογικού σταθμού, ως ακριβή δεδομένα εισόδου από τον φυσικό κόσμο, καθοδηγούν το μοντέλο ψηφιακού διδύμου του φωτοβολταϊκού σταθμού παραγωγής ενέργειας για τη διεξαγωγή προσομοίωσης παραγωγής ενέργειας, πρόβλεψης σφαλμάτων και βελτιστοποίησης της στρατηγικής λειτουργίας και συντήρησης στον εικονικό χώρο.
IV. Περιπτώσεις Εφαρμογής και Ποσοτικοποίηση Αξίας
Ένας φωτοβολταϊκός σταθμός παραγωγής ενέργειας 100MW που βρίσκεται σε μια σύνθετη ορεινή περιοχή, μετά την ανάπτυξη ενός μικρομετεωρολογικού δικτύου παρακολούθησης που αποτελείται από έξι υποσταθμούς, πέτυχε:
Η ακρίβεια της βραχυπρόθεσμης πρόβλεψης ισχύος έχει βελτιωθεί κατά περίπου 5%, μειώνοντας σημαντικά τα πρόστιμα για την αξιολόγηση του δικτύου.
Μέσω του έξυπνου καθαρισμού που βασίζεται σε μετεωρολογικά δεδομένα, το ετήσιο κόστος καθαρισμού μειώνεται κατά 15%, ενώ η απώλεια ενέργειας που προκαλείται από τους λεκέδες μειώνεται κατά περισσότερο από 2%.
Κατά τη διάρκεια ισχυρού καιρού μεταφοράς, η λειτουργία ανεμοφράκτη ενεργοποιήθηκε δύο ώρες νωρίτερα με βάση την προειδοποίηση για ισχυρό άνεμο, η οποία απέτρεψε πιθανές ζημιές στη στήριξη. Εκτιμάται ότι η απώλεια μειώθηκε κατά αρκετά εκατομμύρια γιουάν.
Συμπέρασμα: Από το «να βασίζεσαι στη Φύση για να ζεις» στο «να ενεργείς σύμφωνα με τη Φύση»
Η εφαρμογή αυτόματων μετεωρολογικών σταθμών σηματοδοτεί μια μετατόπιση στη λειτουργία των φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας από την εξάρτηση από την εμπειρία και την εκτεταμένη διαχείριση σε μια νέα εποχή επιστημονικής, εκλεπτυσμένης και έξυπνης διαχείρισης με επίκεντρο τα δεδομένα. Δίνει τη δυνατότητα στους φωτοβολταϊκούς σταθμούς όχι μόνο να «βλέπουν» το ηλιακό φως αλλά και να «κατανοούν» τον καιρό, μεγιστοποιώντας έτσι την αξία κάθε ακτίνας ηλιακού φωτός και ενισχύοντας τα έσοδα από την παραγωγή ενέργειας και την ασφάλεια των περιουσιακών στοιχείων καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Καθώς η φωτοβολταϊκή ενέργεια γίνεται η κύρια δύναμη στην παγκόσμια ενεργειακή μετάβαση, η στρατηγική θέση του αυτόματου μετεωρολογικού σταθμού, ο οποίος χρησιμεύει ως το «έξυπνο μάτι» της, είναι βέβαιο ότι θα αποκτά ολοένα και μεγαλύτερη σημασία.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον μετεωρολογικό σταθμό,
επικοινωνήστε με την Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Ιστότοπος εταιρείας:www.hondetechco.com
Ώρα δημοσίευσης: 17 Δεκεμβρίου 2025