مقدمة
لا يقتصر نظام مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على تسجيل الإشعاع الشمسي فحسب. بل تُستخدم بيانات القياس الخاصة به لتقييم أداء المحطة، وتحديد الخسائر المحتملة، ودعم تقييم الأداء. عملياً، لا يتمثل التحدي في مجرد اختيار مستشعرات دقيقة. ففئة المراقبة، والمعلمات المطلوبة، وتركيب المستشعرات، والمعايرة، وجودة البيانات — كلها تؤثر على ما إذا كانت البيانات المجمعة تمثيلية ومفيدة.
IEC 61724 ليس مجرد مواصفة للمستشعرات. يوفر IEC 61724-1:2021 إطاراً لمراقبة أداء الأنظمة الكهروضوئية، يشمل معدات المراقبة، وطرق القياس، وجودة البيانات، وفئات المراقبة. وقد يختلف إعداد القياس المطلوب تبعاً لتكوين النظام الكهروضوئي والغرض من المراقبة. فالأنظمة ثنائية الوجه، على سبيل المثال، قد تتطلب قياسات إضافية للإشعاع لمراعاة المساهمة من الجانب الخلفي.
يشرح هذا الدليل المتطلبات الرئيسية لـ IEC 61724 ويربطها باختيار المستشعرات العملي. ويغطي فئات المراقبة، وقياسات الإشعاع ودرجة الحرارة، ومراقبة الرياح والاتساخ، وتركيب المستشعرات، والمعايرة، واكتساب البيانات، والنقاط الرئيسية التي يجب التحقق منها عند تحديد مواصفات نظام مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.



ماذا يعني IEC 61724 لنظام مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟
يوفر IEC 61724-1:2021 المتطلبات والتوصيات لمراقبة أداء الأنظمة الكهروضوئية. ويغطي المعدات، وطرق القياس، والمعلمات المراقَبة، وجودة البيانات اللازمة لجمع بيانات أداء ذات مغزى من نظام كهروضوئي. وفي المشاريع العملية، يوفر إطاراً مشتركاً لتحديد ما ينبغي قياسه وكيف ينبغي تكوين نظام المراقبة.
لا يتعلق الأمر بالمستشعرات فقط. تعتمد قيمة بيانات مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على عملية القياس الكاملة: المستشعر ← التركيب ← اكتساب البيانات ← جودة البيانات ← تحليل الأداء. فمستشعر الإشعاع الدقيق، على سبيل المثال، لا يمكنه توفير بيانات تمثيلية إذا تم وضعه بشكل غير صحيح، أو صيانته بشكل سيئ، أو توصيله بنظام يسجل القياسات بشكل غير سليم. وينطبق المبدأ نفسه على قياسات درجة الحرارة والرياح والاتساخ.
لاختيار المعدات، ينبغي تحديد فئة المراقبة ومعلمات القياس المطلوبة قبل اختيار المستشعرات الفردية. وهذا يوفر أساساً عملياً لمطابقة دقة المستشعر، ونطاق القياس، وطريقة التركيب، وواجهة الاتصال، ومتطلبات الصيانة مع مشروع الطاقة الشمسية الكهروضوئية الفعلي.



IEC 61724-1:2021: ما الذي تغيّر؟
بالنسبة لأي شخص يحدد مواصفات نظام مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، فإن إصدار 2021 مهم لأن بعض تغييراته تؤثر على كيفية تكوين فئات المراقبة، وقياسات الإشعاع، وقياسات الاتساخ. ولا تحتاج إلى قراءة كل بند لفهم التأثير العملي. هناك ثلاثة مجالات ذات صلة خاصة عند اختيار وتطبيق مستشعرات مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
تمت إزالة الفئة C
يستخدم IEC 61724-1:2021 أنظمة المراقبة من الفئة A والفئة B، بينما تمت إزالة فئة Class C من الإصدار السابق. لذلك يجب تحديد فئة المراقبة قبل تحديد معدات القياس ومتطلبات المستشعرات للمشروع.
مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ثنائية الوجه
تستقبل الوحدات ثنائية الوجه الإشعاع على السطحين الأمامي والخلفي. وبالنسبة لهذه الأنظمة، قد يحتاج تكوين المراقبة إلى مراعاة الإشعاع من الجانب الخلفي والإشعاع المنعكس، وذلك حسب التصميم الكهروضوئي والغرض من المراقبة. وهذا يجعل نوع المستشعر، وموضع القياس، وهندسة التركيب أكثر أهمية من مجرد اختيار مستشعر بناءً على مواصفة دقته.
قياسات الإشعاع والاتساخ
حدّث إصدار 2021 أيضاً المتطلبات المتعلقة بقياس الإشعاع وتقييم الاتساخ. وفي المشاريع العملية، لا تعتمد هذه القياسات على المستشعر نفسه فحسب، بل أيضاً على المعايرة، والتركيب، والتنظيف، واستقرار القياس على المدى الطويل. ولهذا السبب، ينبغي اعتبار مستشعرات الإشعاع والاتساخ جزءاً من إعداد المراقبة الكامل وليس كأجهزة مستقلة.
الخلاصة العملية بسيطة: حدد فئة المراقبة والقياسات المطلوبة أولاً، ثم اختر المستشعرات وطريقة التركيب التي تتوافق معها. ويصبح هذا مهماً بشكل خاص عندما تستخدم المحطة وحدات ثنائية الوجه أو تتطلب تحليلاً أكثر تفصيلاً للأداء.



IEC 61724 الفئة A مقابل الفئة B
توفر الفئة A متطلبات مراقبة أكثر صرامة من الفئة B. وينعكس الفرق بشكل أساسي في جودة القياس المطلوبة، ومعدات المراقبة، والتحكم في التركيب، وصيانة نظام مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
| مستوى المراقبة | جودة قياس أعلى | جودة قياس معتدلة |
| متطلبات المعدات | أكثر صرامة | أقل صرامة |
| التركيب | تحكم أكثر إحكاماً في ظروف القياس | متطلبات أبسط |
| الصيانة | أكثر صرامة | أقل صرامة |
| الغرض الرئيسي | مراقبة أداء تفصيلية | مراقبة أداء عامة |
لا تحدد سعة المحطة وحدها فئة المراقبة. بل ينبغي النظر في الغرض من المشروع، وجودة القياس المطلوبة، والتكوين الكهروضوئي، ومتطلبات تقييم الأداء معاً. فالمحطة الأكبر لا تتطلب تلقائياً الفئة A، تماماً كما أن المحطة الأصغر لا تقتصر تلقائياً على الفئة B.
فئة المراقبة وفق IEC مقابل فئة مقياس الإشعاع الشمسي
هناك نقطة يسهل تفويتها عند شراء مقياس الإشعاع الشمسي: الفئة A/B وفق IEC 61724 والفئة A/B وفق ISO 9060 ليستا نفس التصنيف.
تصف الفئة A والفئة B وفق IEC 61724 نظام مراقبة أداء الطاقة الشمسية الكهروضوئية، بينما تصف الفئة A والفئة B وفق ISO 9060 التصنيف الأدائي لمقاييس الإشعاع الشمسي. والتصنيفان مرتبطان بجودة القياس، لكنهما ينطبقان على أشياء مختلفة.
هذا التمييز مهم عند تحديد مواصفات مستشعرات الإشعاع. حدد أولاً متطلبات المراقبة لمشروع الطاقة الشمسية الكهروضوئية. ثم اختر مقياس الإشعاع الشمسي وفقاً لأداء القياس المطلوب، وتصنيف ISO المعمول به، ومستوى القياس، والمعايرة، وظروف التركيب.
إذا كنت تقارن بين مقاييس الإشعاع الشمسي من الفئة A والفئة B، فإن دليلنا “مقاييس الإشعاع الشمسي من الفئة A مقابل الفئة B: أيّهما تحتاج؟” يشرح الفرق بين تصنيفي ISO 9060 والنقاط العملية التي يجب التحقق منها قبل الشراء.
ما المستشعرات المستخدمة في مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وفق IEC 61724؟
تستخدم أنظمة مراقبة الطاقة الكهروضوئية مستشعرات مختلفة لقياس الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الوحدة، والظروف الجوية، والاتساخ. يختلف الإعداد المطلوب وفقًا لفئة المراقبة وتصميم محطة الطاقة الكهروضوئية. يجب أن تبدأ عملية اختيار المستشعرات بالمعلمات اللازمة لتحليل الأداء.
مستشعر الإشعاع الشمسي في مستوى المصفوفة (POA)
يقيس الإشعاع الشمسي في مستوى المصفوفة (POA) الإشعاع الشمسي الوارد على نفس المستوى الذي توجد فيه الوحدات الكهروضوئية. ويوفر مرجعًا للطاقة الشمسية المتاحة للمصفوفة، ويُعد مدخلًا مهمًا لتحليل الأداء.
يجب أن يتوافق ميل المستشعر واتجاهه مع المصفوفة الكهروضوئية. كما يجب تجنب التظليل والعوائق. مستشعر يانتاي TBQ-2C هو مقياس إشعاع شمسي من نوع العمود الحراري (ثيرموبايل) مصمم لقياس الإشعاع الشمسي، ويمكن استخدامه في مراقبة الإشعاع الشمسي للأنظمة الكهروضوئية.
قياس الإشعاع الشمسي الكلي الأفقي (GHI)
يقيس الإشعاع الشمسي الكلي الأفقي (GHI) الإشعاع الشمسي الوارد على سطح أفقي. ويوفر مرجعًا للمورد الشمسي في الموقع، ويمكن أن يدعم تحليل أداء الأنظمة الكهروضوئية.
لا ينبغي التعامل مع GHI وPOA كقياسات قابلة للتبادل. يستخدم GHI مستوى مرجعيًا أفقيًا، بينما يتبع POA اتجاه المصفوفة الكهروضوئية. يمكن استخدام TBQ-2C لقياس الإشعاع الشمسي الكلي.
وحدة استشعار درجة الحرارة
تؤثر درجة حرارة الوحدة على الخرج الكهربائي للأنظمة الكهروضوئية وقد تختلف considerably عن درجة حرارة الهواء المحيط. يوفر القياس المباشر للوحدة معلومات أكثر فائدة عند تفسير التغيرات في خرج الطاقة.
يجب أن يحافظ المستشعر على تلامس حراري جيد مع وحدة تمثيلية. يدعم مستشعر درجة حرارة الوحدة من Yantai Sensor المراقبة البيئية للأنظمة الكهروضوئية، بينما XF500S-CWB يدمج قياس درجة حرارة الوحدة في نظام مراقبة كهروضوئي مدمج.
مستشعرات درجة الحرارة المحيطة والظروف الجوية
توفر درجة الحرارة المحيطة معلومات بيئية أساسية لتحليل أداء الألواح الكهروضوئية. تساعد سرعة الرياح واتجاهها في تفسير تبديد الحرارة من الوحدات وتغير ظروف الموقع.
يدمج XF500S-CWB درجة الحرارة المحيطة والرطوبة ودرجة حرارة الوحدة وسرعة الرياح واتجاه الرياح والضغط الجوي وإشعاع POA في وحدة مراقبة مدمجة واحدة. وهو مناسب للمشاريع التي تحتاج إلى عدة معاملات بيئية كهروضوئية من جهاز واحد.
مستشعر التلوث
يمكن للغبار وغيره من الملوثات السطحية أن يقلل الإشعاع الواصل إلى الألواح الكهروضوئية. يساعد مستشعر التلوث في قياس هذا التأثير كمياً ويوفر بيانات مفيدة لقرارات التنظيف.
غبارLV مصمم لمراقبة تلوث الوحدات الكهروضوئية. يتتبع التلوث السطحي من خلال القياس البصري ويوفر مؤشر حالة التلوث للمراقبة المستمرة.
الإشعاع من الجهة الخلفية والبياض للألواح الكهروضوئية ثنائية الوجه
تستقبل الألواح ثنائية الوجه أيضاً إشعاعاً على سطحها الخلفي. لذلك قد تشمل المراقبة الإشعاع من الجهة الخلفية أو الإشعاع المنعكس، اعتماداً على تخطيط الألواح الكهروضوئية والغرض من التقييم.
يصبح موضع المستشعر مهماً بشكل خاص في هذا التطبيق لأن الإشعاع من الجهة الخلفية يتغير مع ارتفاع الوحدة وتباعد الصفوف وسطح الأرض والظروف المحيطة. RYQ-3 يمكن تهيئته لتطبيقات مراقبة الإشعاع الكهروضوئي التي تتطلب قياسات إشعاع إضافية.




كيف تتم مطابقة معاملات الألواح الكهروضوئية مع المستشعرات؟
يجب أن يبدأ اختيار المستشعر بالمعامل الذي يحتاج إلى قياس، ثم مراعاة تصميم محطة الطاقة الكهروضوئية والغرض من المراقبة وجودة القياس وظروف التركيب. يوفر الجدول أدناه مرجعاً عملياً لمطابقة معاملات المراقبة الكهروضوئية الشائعة مع أنواع المستشعرات المناسبة.
| المعامل الكهروضوئي | ما الذي يخبرك به | المستشعر النموذجي |
| إشعاع POA | الإشعاع الشمسي الذي يستقبله مستوى المصفوفة الكهروضوئية | مقياس الإشعاع الشمسي / مستشعر الإشعاع |
| GHI | الإشعاع الشمسي على مستوى أفقي | مقياس البيرانومتر |
| درجة حرارة الوحدة | درجة حرارة تشغيل الوحدات الكهروضوئية | مستشعر درجة حرارة الوحدة |
| درجة الحرارة المحيطة | درجة حرارة الهواء المحيط | مستشعر درجة الحرارة |
| الرطوبة | رطوبة الموقع والظروف البيئية | مستشعر الرطوبة |
| سرعة الرياح | حركة الهواء وظروف تبريد الوحدات | مقياس شدة الريح |
| اتجاه الرياح | ظروف تدفق الهواء المحلية | مستشعر اتجاه الرياح |
| الاتساخ | تلوث سطح الوحدة والخسائر المرتبطة به | مستشعر التلوث |
| الإشعاع من الجهة الخلفية | الإشعاع المتاح للأسطح الخلفية للوحدات ثنائية الوجه | مستشعر الإشعاع |
| البياض | الإشعاع المنعكس من سطح الأرض | نظام قياس البياض |
كم عدد المستشعرات التي تحتاجها محطة الطاقة الكهروضوئية؟
لا يوجد عدد ثابت من المستشعرات لكل محطة طاقة كهروضوئية. يعتمد العدد المطلوب على فئة المراقبة وحجم المحطة وتخطيط الموقع واتجاه الوحدات وتكوين المتعقبات والتصميم ثنائي الوجه والتباين البيئي المحلي.
يتمثل النهج العملي في وضع مستشعرات كافية لالتقاط الفروقات الجوهرية عبر الحقل الكهروضوئي. الهدف ليس تركيب أكبر عدد ممكن من المستشعرات، بل الحصول على قياسات تمثيلية للمناطق الخاضعة للمراقبة.
بالنسبة للمشتريات، يجب therefore تحديد كمية المستشعرات جنباً إلى جنب مع تخطيط المحطة ومتطلبات المراقبة بدلاً من اختيارها بناءً على قدرة المحطة وحدها.



أين يجب تركيب مستشعرات المراقبة الكهروضوئية؟
يؤثر موضع المستشعر مباشرة على ما إذا كانت البيانات المجمعة تمثل الحقل الكهروضوئي. لذلك يجب تركيب كل مستشعر وفقاً لما يقيسه والظروف المحيطة بالمصفوفة.
مستشعر الإشعاع
قم بتركيب مستشعر الإشعاع في نفس المستوى والاتجاه مثل المصفوفة الكهروضوئية الخاضعة للمراقبة. تجنب التظليل من الوحدات أو الهياكل أو الأشجار أو المعدات الأخرى، وحافظ على إمكانية الوصول إلى المستشعر للتنظيف والفحص.
وحدة استشعار درجة الحرارة
قم بتثبيت المستشعر بإحكام على وحدة كهروضوئية تمثيلية وحافظ على اتصال حراري مستقر مع سطح الوحدة. يجب أن تعكس الوحدة المختارة ظروف التشغيل النموذجية في المنطقة الخاضعة للمراقبة بدلاً من موقع غير عادي داخل المصفوفة.
مستشعر الرياح
اختر موقعاً يتمتع بتدفق هواء غير معوق وحافظ على المستشعر بعيداً عن الهياكل أو المعدات أو مصادر الاضطراب المحلي الأخرى. يجب أن يتناسب ارتفاع التركيب مع تخطيط الألواح الكهروضوئية والغرض من القياس.
مستشعر التلوث
ضع مستشعر التلوث حيث يكون التعرض للغبار تمثيلياً للوحدات الكهروضوئية الخاضعة للمراقبة. يجب أن يكون سهل الوصول للتنظيف والفحص والصيانة الدورية.


دقة المستشعر والمعايرة والصيانة
قد يبدو المستشعر جيداً على الورق ومع ذلك يعطي بيانات ضعيفة في الميدان. عند مقارنة مستشعرات المراقبة الكهروضوئية، تحقق من نطاق القياس والاستجابة والاستقرار وظروف التشغيل ومتطلبات القياس التي تنطبق على المشروع. يجب أن تكون مواصفات المستشعر منطقية للظروف التي سيتم تركيبه فيها فعلياً.
تحقق من الدقة
الدقة هي رقم واحد فقط في ورقة البيانات. انظر أيضاً إلى نطاق القياس ووقت الاستجابة والاستقرار ودرجة حرارة التشغيل. بالنسبة لمستشعرات الإشعاع، فإن أداء القياس وظروف التركيب مهمان بشكل خاص لأن الأخطاء الصغيرة يمكن أن تؤثر على تحليل الأداء اللاحق.
تحقق من المعايرة
اطلب شهادة المعايرة قبل تقديم الطلب. يجدر أيضاً التحقق من تاريخ المعايرة وإمكانية التتبع وفترة إعادة المعايرة الموصى بها. تصبح هذه التفاصيل مهمة عندما تُستخدم بيانات المراقبة لتقييم المحطة على المدى الطويل أو مقارنتها بسجلات قياس أخرى.
فحص الصيانة
معظم أعمال الصيانة بسيطة ومباشرة: الحفاظ على نظافة سطح الاستشعار، والتحقق من موضع المستشعر، وفحص الكابلات والموصلات، والتأكد من عدم انحراف التركيب. وتعتمد وتيرة الصيانة المطلوبة على الموقع. قد تتطلب المواقع المتربة تنظيفًا أكثر تكرارًا، بينما تحتاج المعدات الخارجية المكشوفة إلى فحوصات منتظمة بحثًا عن أضرار الطقس أو الأعطال الميكانيكية.
دقة المستشعر ليست سوى جزء واحد من جودة القياس. فتركيب المستشعر ومعايرته وصيانته تؤثر أيضًا على البيانات النهائية.



كيف تدعم بيانات IEC 61724 تحليل أداء الأنظمة الكهروضوئية؟
بمجرد تشغيل نظام المراقبة، يوفر كل مستشعر جزءًا مختلفًا من صورة الأداء. يُظهر الإشعاع الشمسي مقدار الطاقة الشمسية المتاحة للمصفوفة الكهروضوئية، بينما تساعد درجة حرارة الوحدة في تفسير التغيرات المرتبطة بدرجة الحرارة في الإنتاج. وتضيف قياسات الرياح والعوامل البيئية الأخرى سياقًا لظروف الموقع المتغيرة، كما يمكن أن تساعد بيانات التلوث السطحي في تحديد الخسائر الناتجة عن الغبار والتلوث السطحي.
تصبح هذه القياسات أكثر فائدة بكثير عند تحليلها جنبًا إلى جنب مع الإنتاج الكهربائي للمحطة. يوفر IEC 61724 إطارًا موحدًا لجمع هذه البيانات واستخدامها، مما يسهل تتبع الأداء والتحقيق في الإنتاج غير المعتاد وفهم العوامل وراء التغيرات في التوليد. ولهذا السبب يُعد اختيار المستشعر أمرًا بالغ الأهمية. فجودة القياسات ومدى تمثيلها يؤثران مباشرة على جودة تحليل الأداء.
الخاتمة
يوفر IEC 61724 إطارًا عمليًا لجمع بيانات أداء الأنظمة الكهروضوئية واستخدامها. وبالنسبة لمشروع مراقبة، يكمن المفتاح في مطابقة فئة المراقبة وتكوين النظام الكهروضوئي مع معايير القياس المناسبة ومواصفات المستشعر وظروف التركيب وخطة الصيانة. وتعتمد المراقبة الجيدة على منظومة القياس بأكملها، وليس على مواصفات المستشعر وحده.
توفر YanTai Sensor خيارات استشعار الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة والطقس والتلوث السطحي لتطبيقات مراقبة الأنظمة الكهروضوئية، مع نطاقات قياس مختلفة وواجهات اتصال متاحة وفقًا لمتطلبات المشروع. تواصل مع YanTai Sensor وشارك تكوين محطة الطاقة الكهروضوئية ومعايير المراقبة الخاصة بك مع فريقنا. يمكننا مساعدتك في مناقشة إعداد المستشعرات المناسب لمشروعك.






