Introducere: Când lumina soarelui devine o „variabilă”
Nucleul generării de energie fotovoltaică este de a converti energia radiației solare în energie electrică, iar puterea sa de ieșire este afectată direct și în timp real de mai mulți parametri meteorologici, cum ar fi iradierea solară, temperatura ambiantă, viteza și direcția vântului, umiditatea atmosferică și precipitațiile. Acești parametri nu mai sunt doar cifre din rapoartele meteo, ci „variabile de producție” cheie care afectează direct eficiența generării de energie a centralelor electrice, siguranța echipamentelor și rentabilitatea investițiilor. Stația meteo automată (AWS) s-a transformat astfel dintr-un instrument de cercetare științifică într-un „nerv senzorial” indispensabil și o „piatră de temelie a luării deciziilor” pentru centralele fotovoltaice moderne.
I. Corelație multidimensională între parametrii de monitorizare ai nucleului și eficiența centralei electrice
Stația meteo automată dedicată pentru centralele fotovoltaice a format un sistem de monitorizare extrem de personalizat, iar fiecare informație este strâns legată de funcționarea centralei electrice:
Monitorizarea radiației solare („măsurarea sursei” pentru generarea de energie electrică)
Radiația totală (GHI): Aceasta determină direct energia totală primită de modulele fotovoltaice și este cel mai important factor de informare pentru predicția generării de energie.
Radiație directă (DNI) și radiație împrăștiată (DHI): Pentru panourile fotovoltaice care utilizează console de urmărire sau module bifaciale specifice, aceste date sunt cruciale pentru optimizarea strategiilor de urmărire și evaluarea precisă a câștigului de generare a energiei din spate.
Valoarea aplicației: Oferă date de referință de neînlocuit pentru evaluarea performanței generării de energie (calculul valorii PR), prognoza pe termen scurt a generării de energie și diagnosticarea eficienței energetice a centralelor electrice.
2. Temperatura ambiantă și temperatura plăcii de bază a componentelor („coeficientul de temperatură” al eficienței)
Temperatura ambiantă: Aceasta afectează microclimatul și cerințele de răcire ale centralei electrice.
Temperatura plăcii din spate a modulului: Puterea de ieșire a modulelor fotovoltaice scade odată cu creșterea temperaturii (de obicei -0,3% până la -0,5%/℃). Monitorizarea în timp real a temperaturii plăcii din spate poate corecta cu precizie puterea de ieșire așteptată și poate identifica disiparea anormală a căldurii componentelor sau potențialele pericole legate de punctele fierbinți.
3. Viteza și direcția vântului („sabia cu două tăișuri” a siguranței și răcirii)
Siguranță structurală: Vânturile puternice instantanee (cum ar fi cele care depășesc 25 m/s) reprezintă testul suprem pentru proiectarea sarcinii mecanice a structurilor și modulelor fotovoltaice de susținere. Avertismentele în timp real privind viteza vântului pot declanșa sistemul de securitate și, atunci când este necesar, pot activa modul de protecție împotriva vântului al tracker-ului pe o singură axă (cum ar fi „localizarea furtunii”).
Răcire naturală: Viteza adecvată a vântului ajută la scăderea temperaturii de funcționare a componentelor, sporind indirect eficiența generării de energie. Datele sunt utilizate pentru a analiza efectul de răcire cu aer și pentru a optimiza amplasarea și spațierea panourilor de distribuție.
4. Umiditate relativă și precipitații („semnale de avertizare” pentru funcționare și întreținere și defecțiuni)
Umiditate ridicată: Poate induce efecte PID (atenuare indusă de potențial), poate accelera coroziunea echipamentelor și poate afecta performanța izolației.
Precipitații: Datele privind precipitațiile pot fi utilizate pentru a corela și analiza efectul natural de curățare a componentelor (o creștere temporară a generării de energie) și pentru a ghida planificarea celui mai bun ciclu de curățare. Avertismentele privind ploile abundente sunt direct legate de răspunsul sistemelor de control al inundațiilor și de drenaj.
5. Presiunea atmosferică și alți parametri („factori auxiliari” rafinați)
Este utilizat pentru corecția datelor de iradiere de înaltă precizie și pentru analize la nivel de cercetare.
Ii. Scenarii de aplicații inteligente bazate pe date
Fluxul de date al stației meteo automate, prin intermediul colectorului de date și al rețelei de comunicații, intră în sistemul de monitorizare și achiziție de date (SCADA) și în sistemul de predicție a puterii centralei fotovoltaice, dând naștere la multiple aplicații inteligente:
1. Predicția precisă a generării de energie și a dispecerizării rețelei
Prognoză pe termen scurt (la fiecare oră/zi): Combinând iradierea în timp real, hărțile norilor și prognozele meteo numerice (NWP), aceasta servește drept bază centrală pentru departamentele de dispecerizare a rețelei electrice pentru a echilibra volatilitatea energiei fotovoltaice și a asigura stabilitatea rețelei electrice. Precizia predicției este direct legată de veniturile din evaluarea centralei electrice și de strategia de tranzacționare pe piață.
Predicție pe termen ultra-scurt (la nivel de minut): Bazată în principal pe monitorizarea schimbărilor bruște ale iradierii în timp real (cum ar fi trecerea norilor), este utilizată pentru răspunsul rapid al AGC (Controlul Automat al Generației) în cadrul centralelor electrice și pentru o producție uniformă de energie.
2. Diagnosticarea aprofundată a performanței centralei electrice și optimizarea funcționării și întreținerii
Analiza raportului de performanță (PR): Pe baza datelor măsurate privind iradierea și temperatura componentelor, calculați generarea teoretică de energie și comparați-o cu generarea reală de energie. O scădere pe termen lung a valorilor PR poate indica deteriorarea componentelor, pete, obstrucții sau defecțiuni electrice.
Strategie inteligentă de curățare: Prin analiza completă a precipitațiilor, a acumulării de praf (care poate fi dedusă indirect prin atenuarea iradierii), a vitezei vântului (praf) și a costurilor pierderilor de energie generate, se generează dinamic un plan de curățare a componentelor optim din punct de vedere economic.
Avertisment privind starea echipamentului: Prin compararea diferențelor de generare a energiei electrice ale diferitelor subrețele în aceleași condiții meteorologice, defecțiunile la cutiile de combinare, invertoare sau nivelurile de șir pot fi localizate rapid.
3. Securitatea activelor și gestionarea riscurilor
Alertă meteo extremă: Setați praguri pentru vânturi puternice, ploi abundente, ninsori abundente, temperaturi extrem de ridicate etc., pentru a obține alerte automate și a ghida personalul de operare și întreținere să ia măsuri de protecție, cum ar fi strângerea, ranforsarea, drenarea sau ajustarea modului de funcționare în avans.
Asigurări și evaluarea activelor: Furnizarea de înregistrări obiective și continue ale datelor meteorologice pentru a oferi dovezi fiabile de la terți pentru evaluarea pierderilor în caz de dezastre, cererile de despăgubire și tranzacțiile cu activele centralelor electrice.
Iii. Integrarea sistemelor și tendințele tehnologice
Stațiile meteo fotovoltaice moderne se dezvoltă către o integrare mai mare, o fiabilitate și o inteligență sporite.
Design integrat: Senzorul de radiații, contorul de temperatură și umiditate, anemometrul, colectorul de date și sursa de alimentare (panou solar + baterie) sunt integrate într-un sistem de catarg stabil și rezistent la coroziune, permițând o implementare rapidă și o funcționare fără întreținere.
2. Precizie ridicată și fiabilitate ridicată: Senzorul de înaltă calitate se apropie de standardul de nivel doi sau chiar de nivel întâi, dispunând de funcții de autodiagnosticare și autocalibrare pentru a asigura acuratețea și stabilitatea datelor pe termen lung.
3. Integrarea edge computing-ului și a inteligenței artificiale: Efectuarea procesării preliminare a datelor și a evaluării anomaliilor la capătul stației pentru a reduce sarcina transmisiei de date. Prin integrarea tehnologiei de recunoaștere a imaginilor prin inteligență artificială și utilizarea unui dispozitiv de imagistică completă pentru a ajuta la identificarea tipurilor și volumelor de nori, precizia predicțiilor pe termen ultra-scurt este îmbunătățită și mai mult.
4. Geamăn digital și centrală electrică virtuală: Datele stației meteorologice, ca date precise de intrare din lumea fizică, conduc modelul geamăn digital al centralei electrice fotovoltaice pentru a efectua simularea generării de energie, predicția defecțiunilor și optimizarea strategiei de operare și întreținere în spațiul virtual.
Iv. Cazuri de aplicare și cuantificarea valorii
O centrală fotovoltaică de 100 MW, amplasată într-o zonă muntoasă complexă, după implementarea unei rețele de monitorizare micrometeorologică formată din șase substații, a realizat:
Precizia predicției pe termen scurt a energiei electrice s-a îmbunătățit cu aproximativ 5%, reducând semnificativ amenzile pentru evaluarea rețelei.
Prin curățarea inteligentă bazată pe date meteorologice, costul anual de curățare este redus cu 15%, în timp ce pierderile de energie generate de pete sunt reduse cu peste 2%.
În timpul unei convecții puternice, modul de protecție împotriva vântului a fost activat cu două ore înainte, pe baza avertizării de vânt puternic, ceea ce a prevenit posibile avarii ale suportului. Se estimează că pierderile au fost reduse cu câteva milioane de yuani.
Concluzie: De la „a te baza pe natură pentru a-ți câștiga existența” la „a acționa în conformitate cu natura”
Aplicarea stațiilor meteo automate marchează o schimbare în funcționarea centralelor fotovoltaice de la bazarea pe experiență și management extins la o nouă eră de management științific, rafinat și inteligent, centrat pe date. Aceasta permite centralelor fotovoltaice nu doar să „vadă” lumina soarelui, ci și să „înțeleagă” vremea, maximizând astfel valoarea fiecărei raze de soare și sporind veniturile din generarea de energie și securitatea activelor pe întregul ciclu de viață. Pe măsură ce energia fotovoltaică devine principala forță în tranziția energetică globală, poziția strategică a stației meteo automate, care servește drept „ochi inteligent”, este destinată să devină din ce în ce mai proeminentă.
Pentru mai multe informații despre stația meteo,
Vă rugăm să contactați Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Site-ul web al companiei:www.hondetechco.com
Data publicării: 17 decembrie 2025