V procesu, kdy se fotovoltaická výroba energie stává hlavním zdrojem energie, se její inherentní přerušovanost a volatilita stávají největší výzvou pro absorpci energie ze sítě a příjmy elektráren. A klíčovou proměnnou této výzvy je právě neustále se měnící oblačnost na obloze. Tradiční předpovědi počasí a měřiče celkového záření jen obtížně zachycují vznik, rozptyl a pohyb oblaků s přesností na minutu. Z tohoto důvodu společnost HONDE uvedla na trh vysoce přesný systém monitorování oblačnosti „Cloud Catcher“, speciálně navržený pro fotovoltaické elektrárny. Tento systém se dekódováním stavu oblačnosti na obloze v reálném čase a kvantitativně stává „datovou základnou“ pro zvýšení přesnosti predikce výkonu elektráren, optimalizaci plánování provozu a údržby a maximalizaci příjmů z výroby energie.
I. Základní hodnoty: Od „pasivního snášení výkyvů“ k „aktivnímu předvídání změn“
Oblačnost je hlavním faktorem způsobujícím prudké výkyvy ve výstupním výkonu fotovoltaických elektráren (běžně známé jako „efekt oblačného stínu“). Hlavním posláním systému monitorování objemu oblačnosti HONDE je poskytnout elektrárnám klíčové ultrakrátkodobé (příštích 5–30 minut) predikční schopnosti, jejichž hodnota zahrnuje tři dimenze: výrobu energie, energetické sítě a trh.
1. Pro samotnou elektrárnu: Přesně předpovídat náhlé přepětí nebo poklesy proudu, což poskytuje kritický čas na přípravu nabíjení a vybíjení interního systému pro ukládání energie a spouštění a zastavování zařízení, čímž se snižuje opotřebení zařízení a ztráty při výrobě energie.
2. Pro dispečink energetické sítě: Poskytovat vysoce přesná ultrakrátkodobá data o predikci výroby energie, která pomohou energetické síti vyvažovat výkon v reálném čase, zmírnit tlak na regulaci frekvence způsobený kolísáním fotovoltaiky a zvýšit schopnost energetické sítě přizpůsobit se a zajistit bezpečnost obnovitelných zdrojů energie.
3. Pro trh s elektřinou: Při účasti na spotovém trhu nebo trhu s podpůrnými službami znamenají přesnější predikce méně penalizací za zkreslení predikcí a lepší strategie kotace, což se přímo promítá do vyšších obchodních výnosů.
II. Technický princip: „Vševidoucí oko“ oblohy
Monitor oblačnosti HONDE není jen meteorologické zařízení, ale systém pro zobrazování oblohy založený na pokročilých optických technologiích a technologiích pro analýzu obrazu.
Panoramatické skenování s dvojitým pohledem: Systém se obvykle skládá z celooblohového zobrazovače a solárního sledovače s objektivem typu rybí oko. Celooblohový zobrazovač nepřetržitě snímá oblačnost celé oblohy v úhlu 180°, zatímco solární sledovač přesně zaostřuje na oblast kolem Slunce a monitoruje tenké nebo fragmentované mraky, které mohou způsobovat překážky.
Inteligentní algoritmus rozpoznávání obrazu: Je vybaven algoritmem umělé inteligence, který nezávisle vyvinula společnost HONDE, a provádí analýzu pořízených snímků oblohy v reálném čase.
Kvantifikace oblaků: Přesný výpočet celkového objemu oblaků a tloušťky vrstvy oblaků (optické tloušťky).
Vektorizace pohybu oblaků: Prostřednictvím kontinuální analýzy obrazu vypočítejte rychlost pohybu, směr a trajektorii vrstvy oblaků.
Klasifikace a identifikace oblaků: Rozlišujte různé typy oblaků, jako jsou kupovité oblaky, stratokumuly a cirrusové oblaky. Jejich propustnost světla a vzorce pohybu se liší a liší se i jejich vliv na výrobu energie.
Iii. Aplikační strategie v celém scénáři fotovoltaických elektráren
Základní vstup pro ultrakrátkodobou predikci výkonu
Použití: Systém integruje data o oblačnosti v reálném čase, rychlosti oblaků a směru oblaků s numerickými předpověďmi počasí, zeměpisnými souřadnicemi elektráren a modely rozložení komponent.
Výstup: Posouváním se vygeneruje sekvenční diagram „stínu oblaku“, který se může v elektrárně objevit během příštích 5 až 30 minut, a který přesně předpovídá, kdy který oblak zablokuje kterou část pole a o kolik se sníží výkon.
Výhoda: Snížení střední kvadratické chyby ultrakrátkodobých predikcí o 30 % až 50 %, což poskytuje cenný čas pro rozhodování o řízení elektrické sítě.
2. Optimalizovat provoz a údržbu a správu aktiv velkých elektráren
Inteligentní navádění při inspekci: Pokud se zjistí, že určitou oblast elektrárny bude po dlouhou dobu pokrývat velká oblast husté oblačnosti, lze automaticky vyslat drony nebo zařídit, aby se do dané oblasti dostal personál k provedení inspekce nebo čištění, čímž se plně využije období mimo špičku výroby energie a zlepší se efektivita provozu a údržby.
Pomoc s diagnostikou výkonu: Během jasných a bezoblačných hodin by elektrárna měla být v teoreticky maximálním výkonu. Pokud skutečný výkon v tomto okamžiku neodpovídá teoretické hodnotě, lze rychle odstranit rušení počasím, identifikovat závady zařízení a zlepšit účinnost diagnostiky.
3. Podpora koordinovaného provozu více scénářů „fotovoltaiky +“
Synergie fotovoltaiky a akumulace energie: V projektech „fotovoltaika + akumulace energie“ slouží systém jako „oči“ pro inteligentní řízení systému akumulace energie. Pokud jsou předem předpovězeny poklesy výkonu, lze systému akumulace energie dát pokyn k předběžnému vybití, aby se „zaplnila mezera“. Pokud se předpovídá náhlý nárůst výkonu, lze systému akumulace energie dát pokyn k přípravě na nabíjení, aby se zabránilo ztrátě světla a vyrovnal se celkový výstupní výkon elektrárny.
Víceenergetická komplementarita: V integrované základně větrné, solární, vodní a akumulační energie je přesná predikce fotovoltaického výkonu vysoce hodnotným vstupem pro koordinovaný a optimalizovaný dispečerský algoritmus víceenergetické komplementarity.
Iv. Technické výhody systému HONDE
Vysoké časoprostorové rozlišení: Vzorkovací frekvence může dosáhnout několikanásobku za minutu a prostorové rozlišení umožňuje identifikovat malé oblasti fragmentovaných oblaků, což zajišťuje schopnost zachytit rychle se měnící podmínky v oblačnosti.
Silná přizpůsobivost prostředí: Zařízení je vybaveno automatickými funkcemi odmrazování, dekondenzace a odstraňování prachu s úrovní krytí IP65 nebo vyšší, díky čemuž je vhodné pro různá náročná prostředí elektráren, jako jsou náhorní plošiny, pouště a pobřežní oblasti.
Otevřené datové rozhraní: Podporuje standardní komunikační protokoly (jako je Modbus TCP, IEC 61850) a data lze bezproblémově integrovat do systému SCADA, platformy pro predikci výkonu a systému správy úložiště energie elektrárny.
Možnosti edge computingu: Některé analytické algoritmy jsou prováděny na straně zařízení, což snižuje závislost na výkonu cloudových technologií a zvyšuje rychlost odezvy a zabezpečení dat.
V. Empirický případ: Zkrocení „stínu mraků“ pomocí dat
Velká fotovoltaická elektrárna o výkonu 300 MW v Kalifornii v USA se nachází v pobřežní a oblačné oblasti. Dlouhodobě ji trápí efekt stínu mraků, který vede k významným odchylkám v predikci výkonu a častým pokutám za posouzení dispečinku sítě. Po nasazení systému pro monitorování objemu oblaků HONDE a jeho integraci se stávajícím predikčním modelem:
Přesnost 15minutové ultrakrátkodobé predikce výkonu elektrárny se zlepšila o 40 %.
Výdaje na pomocné služby sítě v důsledku odchylky od predikce se mezičtvrtletně snížily o 60 %.
Optimalizací provozní strategie skladování energie na základě prediktivních dat se průměrný denní příjem z cyklů nabíjení a vybíjení u skladování energie zvýšil přibližně o 15 %.
Provozní ředitel elektrárny poznamenal: „Dříve byl mrak naším ‚nepřítelem‘ a zaskočil nás.“ Systém HONDE nám nyní umožňuje „vidět“ trajektorii mraku, která se stala „proměnnou“, na kterou se můžeme předem připravit a s níž se můžeme vypořádat. To zcela změnilo náš provozní režim.“
Závěr
Vzhledem k tomu, že míra penetrace fotovoltaické energie v globálním energetickém systému neustále roste, řízení její volatility se vyvinulo z „problému na úrovni elektrárny“ na „výzvu na úrovni systému“. Systém pro monitorování objemu oblaků „Cloud Catcher“ od společnosti HONDE je přesně tím nejmodernějším technologickým zařízením, které tuto výzvu řeší. Fotovoltaickým elektrárnám poskytuje cennou „předvídavost“ tím, že transformuje nepolapitelné oblačné podmínky na obloze do kvantifikovatelných, sledovatelných a předvídatelných datových toků s vysokou dimenzí. To nejen výrazně zvyšuje ekonomickou efektivitu a přívětivost jednotlivých elektráren, ale také poskytuje klíčový a stabilní základ pro budování nového energetického systému s vysokým podílem obnovitelné energie. Od pouště Atacama v Chile až po poušť Gobi v Čching-chaj v Číně společnost HONDE využívá své schopnosti přesného vnímání oblohy, aby pomohla globálním fotovoltaickým elektrárnám procházet oblaky a dosahovat stabilnějšího, efektivnějšího a hodnotnějšího výkonu zelené energie.
O společnosti HONDE: Jako inovátor v oblasti inteligentní energie a přesného monitorování životního prostředí se společnost HONDE zavázala poskytovat komplexní řešení pro odvětví obnovitelných zdrojů energie, od hodnocení zdrojů, přesného vnímání až po inteligentní provoz a údržbu, a to prostřednictvím integrace interdisciplinárních technologií. Věříme, že hlubší vhled do přírodních sil a jejich předpovídání jsou klíčem k dosažení udržitelné energetické budoucnosti lidstva.
Pro více informací o senzorech počasí kontaktujte společnost Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Čas zveřejnění: 16. prosince 2025