Úvod: Když se sluneční světlo stane „proměnnou“
Jádrem výroby energie z fotovoltaiky je přeměna energie slunečního záření na elektrickou energii a její výstupní výkon je v reálném čase přímo ovlivněn řadou meteorologických parametrů, jako je sluneční záření, okolní teplota, rychlost a směr větru, atmosférická vlhkost a srážky. Tyto parametry již nejsou jen čísly v meteorologických zprávách, ale klíčovými „výrobními proměnnými“, které přímo ovlivňují účinnost výroby energie v elektrárnách, bezpečnost zařízení a návratnost investic. Automatická meteorologická stanice (AWS) se tak proměnila z vědeckého výzkumného nástroje v nepostradatelný „senzorický nerv“ a „základní kámen rozhodování“ moderních fotovoltaických elektráren.
I. Vícerozměrná korelace mezi parametry monitorování aktivní zóny a účinností elektrárny
Specializovaná automatická meteorologická stanice pro fotovoltaické elektrárny vytvořila vysoce přizpůsobený monitorovací systém a každý údaj je úzce spjat s provozem elektrárny:
Monitorování slunečního záření („měření zdroje“ pro výrobu energie)
Celkové záření (GHI): Přímo určuje celkovou energii přijatou fotovoltaickými moduly a je nejdůležitějším vstupem pro predikci výroby energie.
Přímé záření (DNI) a rozptýlené záření (DHI): U fotovoltaických panelů, které používají sledovací konzole nebo specifické bifaciální moduly, jsou tato data klíčová pro optimalizaci strategií sledování a přesné posouzení zisku generace energie na zadní straně panelu.
Aplikační hodnota: Poskytuje nenahraditelná srovnávací data pro benchmarking výkonu výroby energie (výpočet hodnoty PR), krátkodobou prognózu výroby energie a diagnostiku energetické účinnosti elektráren.
2. Okolní teplota a teplota základní desky součástek („teplotní koeficient“ účinnosti)
Okolní teplota: Ovlivňuje mikroklima a požadavky na chlazení elektrárny.
Teplota zadní desky modulu: Výstupní výkon fotovoltaických modulů klesá s rostoucí teplotou (obvykle -0,3 % až -0,5 %/℃). Monitorování teploty zadní desky v reálném čase dokáže přesně korigovat očekávaný výstupní výkon a identifikovat abnormální odvod tepla komponent nebo potenciální nebezpečí vzniku horkých míst.
3. Rychlost a směr větru („Dvousečná zbraň“ bezpečnosti a chlazení
Bezpečnost konstrukce: Okamžitý silný vítr (například přesahující 25 m/s) představuje konečnou zkoušku pro návrh mechanického zatížení fotovoltaických nosných konstrukcí a modulů. Varování před rychlostí větru v reálném čase mohou spustit bezpečnostní systém a v případě potřeby aktivovat režim ochrany proti větru jednoosého trackeru (například „lokace bouře“).
Přirozené chlazení: Vhodná rychlost větru pomáhá snižovat provozní teplotu součástí, čímž nepřímo zvyšuje účinnost výroby energie. Data se používají k analýze účinku chlazení vzduchem a optimalizaci uspořádání a rozestupů pole.
4. Relativní vlhkost a srážky („výstražné signály“ pro provoz, údržbu a poruchy)
Vysoká vlhkost: Může vyvolat PID efekt (útlum indukovaný potenciálem), urychlit korozi zařízení a ovlivnit izolační vlastnosti.
Srážky: Data o srážkách lze použít ke korelaci a analýze přirozeného čisticího účinku součástí (dočasné zvýšení výroby energie) a jako vodítko pro plánování nejlepšího čisticího cyklu. Varování před silnými dešti přímo souvisí s reakcí protipovodňových a odvodňovacích systémů.
5. Atmosférický tlak a další parametry (upřesněné „pomocné faktory“)
Používá se pro přesnější korekci dat ozáření a analýzu na výzkumné úrovni.
Ii. Scénáře inteligentních aplikací řízených daty
Datový tok z automatické meteorologické stanice, přes sběrný systém dat a komunikační síť, proudí do systému monitorování a sběru dat (SCADA) a systému predikce výkonu fotovoltaické elektrárny, což vede k řadě inteligentních aplikací:
1. Přesná predikce výroby energie a dispečingu sítě
Krátkodobá předpověď (hodinovou/denní): Kombinace ozáření v reálném čase, map oblačnosti a numerických předpovědí počasí (NWP) slouží jako základní základ pro dispečery energetické sítě k vyrovnání volatility fotovoltaické energie a zajištění stability energetické sítě. Přesnost predikce přímo souvisí s odhadovanými příjmy elektrárny a obchodní strategií na trhu.
Ultrakrátkodobá predikce (na minutové úrovni): Je založena především na monitorování náhlých změn ozáření v reálném čase (například přechodu mraků) a používá se pro rychlou reakci AGC (Automatic Generation Control) v elektrárnách a pro plynulý výstup energie.
2. Hloubková diagnóza výkonu elektrárny a optimalizace provozu a údržby
Analýza poměru výkonu (PR): Na základě naměřených dat o ozáření a teplotě součástek vypočítejte teoretický generovaný výkon a porovnejte jej se skutečným generovaným výkonem. Dlouhodobý pokles hodnot PR může naznačovat zhoršení stavu součástek, skvrny, ucpání nebo elektrické závady.
Inteligentní strategie čištění: Komplexní analýzou srážek, hromadění prachu (které lze nepřímo odvodit z útlumu ozáření), rychlosti větru (prach) a nákladů na ztráty výroby energie se dynamicky generuje ekonomicky optimální plán čištění součástí.
Varování týkající se stavu zařízení: Porovnáním rozdílů ve výrobě energie různých dílčích polí za stejných meteorologických podmínek lze rychle lokalizovat závady ve slučovacích skříních, střídačích nebo úrovních řetězců.
3. Zabezpečení aktiv a řízení rizik
Výstraha před extrémním počasím: Nastavte prahové hodnoty pro silný vítr, silný déšť, silné sněžení, extrémně vysoké teploty atd., abyste dosáhli automatických výstrah a vedli provozní a údržbářský personál k přijetí ochranných opatření, jako je utažení, vyztužení, odvodnění nebo úprava provozního režimu v předstihu.
Pojištění a hodnocení aktiv: Poskytovat objektivní a průběžné záznamy meteorologických dat, které poskytnou spolehlivé důkazy třetím stranám pro posouzení škod způsobených katastrofami, pojistné události a transakce s aktivy elektráren.
Iii. Systémová integrace a technologické trendy
Moderní fotovoltaické meteorologické stanice se vyvíjejí směrem k vyšší integraci, větší spolehlivosti a inteligenci.
Integrovaný design: Snímač záření, měřič teploty a vlhkosti, anemometr, sběrač dat a napájecí zdroj (solární panel + baterie) jsou integrovány do stabilního a korozivzdorného stožárového systému, což umožňuje rychlé nasazení a bezúdržbový provoz.
2. Vysoká přesnost a vysoká spolehlivost: Tato třída senzorů se blíží standardu druhé nebo dokonce první úrovně a je vybavena funkcemi autodiagnostiky a autokalibrace, které zajišťují dlouhodobou přesnost a stabilitu dat.
3. Integrace edge computingu a umělé inteligence: Provádění předběžného zpracování dat a posouzení anomálií na konci stanice pro snížení zátěže přenosu dat. Integrací technologie rozpoznávání obrazu s využitím umělé inteligence a použitím zobrazovacího zařízení celé oblohy, které pomáhá identifikovat typy a objemy oblačnosti, se dále zvyšuje přesnost ultrakrátkodobých předpovědí.
4. Digitální dvojče a virtuální elektrárna: Data z meteorologické stanice, jakožto přesné vstupy z fyzického světa, řídí model digitálního dvojčete fotovoltaické elektrárny k provádění simulace výroby energie, predikce poruch a optimalizace strategie provozu a údržby ve virtuálním prostoru.
Iv. Případové studie a kvantifikace hodnoty
Fotovoltaická elektrárna o výkonu 100 MW, která se nachází v komplexní horské oblasti, po nasazení sítě mikrometeorologického monitorování sestávající ze šesti rozvoden dosáhla:
Přesnost krátkodobé predikce výkonu se zlepšila přibližně o 5 %, což výrazně snížilo pokuty za posouzení sítě.
Díky inteligentnímu čištění založenému na meteorologických datech se roční náklady na čištění snižují o 15 % a ztráty energie způsobené skvrnami se snižují o více než 2 %.
Během silného konvektivního počasí byl na základě varování před silným větrem dvě hodiny předem aktivován režim větrolamu, což zabránilo možnému poškození podpěr. Odhaduje se, že ztráty byly sníženy o několik milionů juanů.
Závěr: Od „Spoléhání se na přírodu jako zdroj obživy“ k „Jednání v souladu s přírodou“
Použití automatických meteorologických stanic představuje posun v provozu fotovoltaických elektráren od spoléhání se na zkušenosti a rozsáhlé řízení k nové éře vědeckého, propracovaného a inteligentního řízení zaměřeného na data. Umožňuje fotovoltaickým elektrárnám nejen „vidět“ sluneční světlo, ale také „chápat“ počasí, čímž maximalizují hodnotu každého slunečního paprsku a zvyšují příjmy z výroby energie a bezpečnost aktiv po celou dobu životního cyklu. Vzhledem k tomu, že se fotovoltaická energie stává hlavní hybnou silou globální energetické transformace, strategická pozice automatické meteorologické stanice, která slouží jako její „inteligentní oko“, bude stále významnější.
Pro více informací o meteorologické stanici,
Kontaktujte prosím společnost Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Čas zveřejnění: 17. prosince 2025