Introducció: Quan la llum solar esdevé una "variable"
El nucli de la generació d'energia fotovoltaica és convertir l'energia de la radiació solar en energia elèctrica, i la seva potència de sortida es veu afectada directament en temps real per múltiples paràmetres meteorològics com la irradiància solar, la temperatura ambient, la velocitat i direcció del vent, la humitat atmosfèrica i les precipitacions. Aquests paràmetres ja no són només xifres en els informes meteorològics, sinó "variables de producció" clau que afecten directament l'eficiència de la generació d'energia de les centrals elèctriques, la seguretat dels equips i el retorn de les inversions. L'estació meteorològica automàtica (AWS) s'ha transformat així d'una eina de recerca científica en un "nervi sensorial" indispensable i una "peça angular de la presa de decisions" per a les centrals fotovoltaiques modernes.
I. Correlació multidimensional entre els paràmetres de monitorització del nucli i l'eficiència de la central elèctrica
L'estació meteorològica automàtica dedicada a les centrals fotovoltaiques ha format un sistema de monitorització altament personalitzat, i cada dada està profundament lligada al funcionament de la central elèctrica:
Monitorització de la radiació solar (mesura de la font) per a la generació d'energia
Radiació total (GHI): Determina directament l'energia total rebuda pels mòduls fotovoltaics i és l'entrada més crucial per a la predicció de la generació d'energia.
Radiació directa (DNI) i radiació dispersa (DHI): Per a panells fotovoltaics que utilitzen suports de seguiment o mòduls bifacials específics, aquestes dades són crucials per optimitzar les estratègies de seguiment i avaluar amb precisió el guany de generació d'energia posterior.
Valor d'aplicació: Proporciona dades de referència irreemplaçables per a l'avaluació comparativa del rendiment de la generació d'energia (càlcul del valor PR), la previsió de la generació d'energia a curt termini i el diagnòstic de l'eficiència energètica de les centrals elèctriques.
2. Temperatura ambient i temperatura de la placa posterior dels components (el "coeficient de temperatura" d'eficiència)
Temperatura ambient: Afecta el microclima i les necessitats de refrigeració de la central elèctrica.
La temperatura de la placa posterior del mòdul: la potència de sortida dels mòduls fotovoltaics disminueix a mesura que augmenta la temperatura (normalment de -0,3% a -0,5%/℃). El monitoratge en temps real de la temperatura de la placa posterior pot corregir amb precisió la potència de sortida esperada i identificar la dissipació anormal de calor dels components o possibles riscos de punts calents.
3. Velocitat i direcció del vent (l'"espasa de doble tall" de la seguretat i la refrigeració)
Seguretat estructural: Els vents forts instantanis (com ara els que superen els 25 m/s) representen la prova definitiva per al disseny de càrrega mecànica de les estructures i mòduls de suport fotovoltaics. Els avisos de velocitat del vent en temps real poden activar el sistema de seguretat i, quan cal, activar el mode de protecció contra el vent del seguidor d'un sol eix (com ara "localització de tempestes").
Refrigeració natural: una velocitat del vent adequada ajuda a reduir la temperatura de funcionament dels components, millorant indirectament l'eficiència de la generació d'energia. Les dades s'utilitzen per analitzar l'efecte de refrigeració per aire i optimitzar la disposició i l'espaiat de la matriu.
4. Humitat relativa i precipitació (senyals d'alerta per a funcionament, manteniment i avaries)
Humitat elevada: Pot induir efectes PID (atenuació induïda per potencial), accelerar la corrosió dels equips i afectar el rendiment de l'aïllament.
Precipitació: Les dades de pluja es poden utilitzar per correlacionar i analitzar l'efecte de neteja natural dels components (un augment temporal de la generació d'energia) i orientar la planificació del millor cicle de neteja. Els avisos de pluja intensa estan directament relacionats amb la resposta dels sistemes de control d'inundacions i drenatge.
5. Pressió atmosfèrica i altres paràmetres (factors auxiliars refinats)
S'utilitza per a la correcció de dades d'irradiància d'alta precisió i anàlisis a nivell de recerca.
Ii. Escenaris d'aplicacions intel·ligents basades en dades
El flux de dades de l'estació meteorològica automàtica, a través del col·lector de dades i la xarxa de comunicació, flueix cap al sistema de monitorització i adquisició de dades (SCADA) i al sistema de predicció de potència de la central fotovoltaica, donant lloc a múltiples aplicacions intel·ligents:
1. Predicció precisa de la generació d'energia i el despatx de la xarxa
Previsió a curt termini (cada hora/dia): Combinant la irradiació en temps real, els mapes de núvols i les previsions meteorològiques numèriques (NWP), serveix com a base bàsica per als departaments de despatx de la xarxa elèctrica per equilibrar la volatilitat de l'energia fotovoltaica i garantir l'estabilitat de la xarxa elèctrica. La precisió de la predicció està directament relacionada amb els ingressos de l'avaluació de la central elèctrica i l'estratègia de negociació del mercat.
Predicció a ultracurt termini (a nivell de minut): basada principalment en el seguiment de canvis sobtats en la irradiància en temps real (com ara el pas de núvols), s'utilitza per a la resposta ràpida del AGC (control automàtic de generació) dins de les centrals elèctriques i una producció de potència suau.
2. Diagnòstic en profunditat del rendiment de la central elèctrica i optimització del funcionament i el manteniment
Anàlisi de la relació de rendiment (PR): A partir de les dades d'irradiació mesurades i de temperatura dels components, calculeu la generació teòrica d'energia i compareu-la amb la generació real d'energia. Una disminució a llarg termini dels valors de PR pot indicar deteriorament dels components, taques, obstruccions o fallades elèctriques.
Estratègia de neteja intel·ligent: Analitzant exhaustivament la pluja, l'acumulació de pols (que es pot inferir indirectament mitjançant l'atenuació de la irradiació), la velocitat del vent (pols) i els costos de pèrdues de generació d'energia, es genera dinàmicament un pla de neteja de components econòmicament òptim.
Avís sobre l'estat de l'equip: En comparar les diferències de generació d'energia de diferents submatrices en les mateixes condicions meteorològiques, es poden localitzar ràpidament les fallades a les caixes combinadores, els inversors o els nivells de cadena.
3. Seguretat d'actius i gestió de riscos
Alerta de temps extrem: estableix llindars per a vents forts, pluges intenses, nevades intenses, temperatures extremes, etc., per aconseguir alertes automàtiques i guiar el personal d'operació i manteniment per prendre mesures de protecció com ara estrènyer, reforçar, drenar o ajustar el mode de funcionament amb antelació.
Assegurances i avaluació d'actius: Proporcionar registres de dades meteorològiques objectius i continus per oferir proves fiables de tercers per a l'avaluació de pèrdues per desastres, reclamacions d'assegurances i transaccions d'actius de centrals elèctriques.
Iii. Integració de sistemes i tendències tecnològiques
Les estacions meteorològiques fotovoltaiques modernes s'estan desenvolupant cap a una major integració, fiabilitat i intel·ligència.
Disseny integrat: El sensor de radiació, el mesurador de temperatura i humitat, l'anemòmetre, el col·lector de dades i la font d'alimentació (panell solar + bateria) estan integrats en un sistema de pal estable i resistent a la corrosió, cosa que permet un desplegament ràpid i un funcionament sense manteniment.
2. Alta precisió i alta fiabilitat: el grau del sensor s'acosta a l'estàndard de segon nivell o fins i tot de primer nivell, amb funcions d'autodiagnòstic i autocalibratge per garantir la precisió i l'estabilitat de les dades a llarg termini.
3. Integració de la computació perimetral i la IA: dur a terme un processament preliminar de dades i un jutjament d'anomalies a l'extrem de l'estació per reduir la càrrega de transmissió de dades. Mitjançant la integració de la tecnologia de reconeixement d'imatges d'IA i l'ús d'un lector d'imatges de cel complet per ajudar a identificar els tipus i volums de núvols, es millora encara més la precisió de les prediccions a ultracurt termini.
4. Bessó digital i central elèctrica virtual: Les dades de l'estació meteorològica, com a entrada precisa del món físic, impulsen el model de bessó digital de la central fotovoltaica per dur a terme simulacions de generació d'energia, predicció de fallades i optimització de l'estratègia d'operació i manteniment en l'espai virtual.
Iv. Casos d'aplicació i quantificació de valor
Una central fotovoltaica de 100 MW situada en una zona muntanyosa complexa, després de desplegar una xarxa de micromonitorització meteorològica formada per sis subestacions, ha aconseguit:
La precisió de la predicció de potència a curt termini ha millorat aproximadament un 5%, cosa que redueix significativament les multes per a l'avaluació de la xarxa.
Gràcies a una neteja intel·ligent basada en dades meteorològiques, el cost anual de neteja es redueix en un 15%, mentre que la pèrdua de generació d'energia causada per les taques disminueix en més d'un 2%.
Durant un fort temps convectiu, el mode paravent es va activar dues hores abans basant-se en l'avís de vent fort, cosa que va evitar possibles danys al suport. S'estima que les pèrdues es van reduir en diversos milions de iuans.
Conclusió: De "Confiar en la natura per guanyar-se la vida" a "Actuar d'acord amb la natura"
L'aplicació d'estacions meteorològiques automàtiques marca un canvi en el funcionament de les centrals fotovoltaiques, que passa de basar-se en l'experiència i una gestió extensiva a una nova era de gestió científica, refinada i intel·ligent centrada en les dades. Permet a les centrals fotovoltaiques no només "veure" la llum solar, sinó també "entendre" el temps, maximitzant així el valor de cada raig de sol i millorant els ingressos de generació d'energia i la seguretat dels actius durant tot el cicle de vida. A mesura que l'energia fotovoltaica es converteix en la principal força en la transició energètica global, la posició estratègica de l'estació meteorològica automàtica, que serveix com el seu "ull intel·ligent", està destinada a ser cada cop més destacada.
Per a més informació sobre l'estació meteorològica,
Poseu-vos en contacte amb Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Lloc web de l'empresa:www.hondetechco.com
Data de publicació: 17 de desembre de 2025