مقدمة
بالنسبة لمقاولي EPC، ومطوري الطاقة الشمسية، ومشغلي محطات الطاقة الكهروضوئية، غالبًا ما يكون اختيار المستشعرات أكثر تعقيدًا مما يبدو للوهلة الأولى. قد تحتاج محطة الطاقة الشمسية إلى قياسات الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الوحدة، ودرجة الحرارة المحيطة، والرياح، والرطوبة، وهطول الأمطار، أو التلوث، ولكن ليس كل مشروع يتطلب نفس التكوين. يمكن أن تؤدي حزمة المستشعرات غير المناسبة إلى بيانات أداء غير كاملة، أو تكاليف معدات غير ضرورية، أو مشكلات في التكامل مع نظام جمع البيانات الخاص بالمحطة و نظام SCADA.
إذن، ما المستشعرات المطلوبة لمحطة طاقة شمسية قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية؟ تعتمد الإجابة على حجم المحطة، وتكوين وحدات PV، ومناخ الموقع، وأهداف المراقبة، ومتطلبات الأداء المعمول بها. توضح قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية هذه أنواع المستشعرات الرئيسية المستخدمة في محطات PV، وأغراض القياس الخاصة بها، والتطبيقات النموذجية، واعتبارات التركيب، وعوامل الاختيار، مما يساعد فرق المشروع على تحديد المستشعرات الضرورية وتلك المطلوبة فقط لظروف تشغيلية محددة. إذا كنت تريد معرفة كيف يؤثر IEC 61724 على مراقبة PV واختيار المستشعرات، فإن [دليل IEC 61724] يقدم نظرة عامة عملية.
ما هي المستشعرات المطلوبة لمحطة للطاقة الشمسية؟
عادةً ما تستخدم محطة الطاقة الشمسية مزيجًا من مستشعرات الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الوحدة، ودرجة الحرارة المحيطة، وسرعة الرياح، واتجاه الرياح، والرطوبة، وهطول الأمطار لأداء الطاقة الكهروضوئية والمراقبة البيئية قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية. توفر قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية لمحطة الطاقة الشمسية هذه البيانات اللازمة لتقييم ظروف الموارد الشمسية، وظروف التشغيل، والعوامل التي يمكن أن تؤثر على إنتاج الطاقة. قد تُضاف أيضًا مستشعرات التلوث، ومستشعرات البياض، ومستشعرات متخصصة أخرى وفقًا للموقع والنظام الكهروضوئي.
لا يوجد تكوين واحد للمستشعرات لكل محطة طاقة شمسية. يؤثر حجم المحطة، وتكوين الوحدة الكهروضوئية، والهيكل الثابت الميل أو المتتبع، والمناخ المحلي، وأهداف المراقبة، ودقة القياس المطلوبة جميعها على حزمة المستشعرات المناسبة. تغطي الأقسام التالية المستشعرات الشمسية الرئيسية المستخدمة في المحطات الكهروضوئية قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية وتشرح متى يكون كل نوع مطلوبًا عادةً.
قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية لمحطة الطاقة الشمسية في لمحة
لا تتطلب كل محطة كهروضوئية كل مستشعر. يعتمد المزيج الصحيح على تصميم المحطة، وأهداف المراقبة، وتكوين الوحدة، والظروف البيئية المحلية.
| نوع المستشعر | القياس الرئيسي | الاستخدام النموذجي |
| مستشعر الإشعاع الشمسي / البيرانومتر | الإشعاع الشمسي | POA / GHI ومراقبة أداء الطاقة الكهروضوئية |
| وحدة استشعار درجة الحرارة | درجة حرارة الوحدة | تحليل ظروف تشغيل الطاقة الكهروضوئية |
| مستشعر درجة الحرارة المحيطة | درجة حرارة الهواء | مراقبة الطقس في الموقع |
| مستشعر سرعة الرياح | سرعة الرياح | مراقبة الطقس والظروف الحرارية |
| مستشعر اتجاه الرياح | اتجاه الرياح | مراقبة ظروف الرياح في الموقع |
| مستشعر الرطوبة | الرطوبة النسبية | مراقبة الرطوبة والبيئة |
| مستشعر التلوث | تلوث الوحدة | تقييم التنظيف |
| مقياس المطر | هطول الأمطار | سجلات الطقس والصيانة والتشغيل |
| مستشعر الأشعة فوق البنفسجية | الإشعاع فوق البنفسجي | المراقبة البيئية المتخصصة |
| محطة الطقس الشمسية | معلمات متعددة | مراقبة الطقس الكهروضوئية المركزية |
المستشعرات الأساسية لمراقبة أداء الطاقة الشمسية الكهروضوئية
لا يمكن تقييم محطة كهروضوئية من إنتاج الطاقة وحده. يوضح الإشعاع مقدار الطاقة الشمسية المتاحة للمصفوفة، بينما توفر قياسات درجة حرارة الوحدة والطقس ظروف التشغيل اللازمة لتفسير هذا الإنتاج. معًا، تساعد هذه القياسات المهندسين على التمييز بين التغيرات الناتجة عن الموارد الشمسية والطقس والتغيرات المحتملة في أداء قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية للنظام الكهروضوئي.
يعتمد تكوين المستشعرات الفعلي على حجم المحطة، وتصميم الوحدة والتركيب، ونظام التتبع، والمناخ المحلي، ومتطلبات المراقبة. تغطي الأقسام أدناه القياسات الأكثر استخدامًا لمراقبة أداء الطاقة الكهروضوئية، بما في ذلك الإشعاع، ودرجة حرارة الوحدة، ودرجة الحرارة المحيطة، وسرعة الرياح، واتجاه الرياح، والرطوبة النسبية. يمكن إضافة التلوث، وهطول الأمطار، والبياض، والإشعاع الخلفي، وقياسات أخرى عندما يتطلبها الموقع أو هدف المراقبة.
مستشعر الإشعاع الشمسي — مقياس الإشعاع الشمسي TBQ-2C
يُعد الإشعاع الشمسي مرجعًا أساسيًا لتحليل أداء الطاقة الكهروضوئية لأنه يمثل الطاقة الشمسية المتاحة للمصفوفة. عندما يتغير إنتاج الطاقة، تساعد بيانات الإشعاع في تحديد ما إذا كان التغيير مرتبطًا بالظروف الشمسية أو بالنظام الكهروضوئي نفسه.
بالنسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية، فإن مستوى القياس مهم أيضًا. يمكن لمقياس الإشعاع الشمسي المثبت في نفس مستوى الوحدات قياس الإشعاع في مستوى المصفوفة (POA)، مما يوفر مرجعًا مباشرًا للإشعاع الذي تستقبله المصفوفة الكهروضوئية.
مقياس الإشعاع الشمسي TBQ-2C من Yantai Sensor
TBQ-2C هو مقياس إشعاع شمسي من النوع الحراري من الفئة 1 لقياس الإشعاع الشمسي الكلي عبر 0.3–3.2 ميكرومتر. يتميز بزمن استجابة <35 ثانية واستقرار سنوي ≤±2%، مما يجعله مناسبًا لمراقبة الموارد الشمسية وأداء الطاقة الكهروضوئية. يتوفر RS485 لتكامل البيانات الرقمية.
ما الذي تساعد بيانات الإشعاع في تحديده؟
تُستخدم بيانات الإشعاع بشكل أساسي من أجل:
- مقارنة الموارد الشمسية المتاحة مع إنتاج الطاقة الكهروضوئية الفعلي
- دعم نسبة الأداء (PR) وتحليل الأداء
- تحديد ما إذا كانت تغيرات الإنتاج مرتبطة بالظروف الشمسية
- مقارنة ظروف التشغيل عبر فترات مختلفة أو مناطق المحطة
يؤثر التركيب أيضًا على جودة القياس. لمراقبة POA، يجب محاذاة مقياس الإشعاع الشمسي بشكل صحيح مع المصفوفة الكهروضوئية ووضعه بعيدًا عن التظليل الناتج عن الهياكل أو الأعمدة أو المتتبعات أو المعدات الأخرى.
مقياس الإشعاع الشمسي مقابل الخلية المرجعية
يقيس مقياس الإشعاع الشمسي الحراري الإشعاع الشمسي واسع النطاق، بينما تتمتع الخلية المرجعية السيليكونية باستجابة طيفية أقرب إلى استجابة الجهاز الكهروضوئي. للمراقبة العامة للموارد الشمسية والبيئة، يُعد مقياس الإشعاع الشمسي مثل TBQ-2C خيارًا عمليًا؛ تكون الخلايا المرجعية أكثر ملاءمة عندما يحتاج القياس إلى تمثيل استجابة الوحدة الكهروضوئية بشكل وثيق.
مستشعر درجة حرارة الوحدة — RYQ-3
يمكن أن تعمل الوحدات الشمسية بشكل ملحوظ فوق درجة حرارة الهواء المحيط تحت أشعة الشمس القوية. نظرًا لأن درجة حرارة الوحدة تؤثر على الأداء الكهربائي للطاقة الكهروضوئية، فإن درجة الحرارة المحيطة وحدها لا يمكن أن تمثل الحالة الحرارية الفعلية للوحدات. يوفر قياس درجة حرارة الوحدة المخصص بيانات درجة حرارة التشغيل اللازمة لتحليل أداء الطاقة الكهروضوئية بشكل أكثر دقة.
مستشعر يانتاي RYQ-3
محطة مراقبة البيئة الكهروضوئية الشمسية RYQ-3 يدمج مستشعر درجة حرارة المكوّن مع قياسات الإشعاع الشمسي وسرعة الرياح واتجاه الرياح ودرجة الحرارة والرطوبة الخارجية. يتراوح نطاق قياس درجة حرارة المكوّن الخاص به من -40°C إلى 120°C، بدقة ≤±0.3°C ودقة تمييز 0.01°C. تستخدم المحطة اتصال RS485 وهي مصممة للمراقبة البيئية للطاقة الكهروضوئية. (Yantai Sensor
لماذا تُعد درجة حرارة المكوّن مفيدة؟
تكون درجة حرارة المكوّن أكثر فائدة عند تقييمها جنبًا إلى جنب مع الإشعاع الشمسي ومخرجات الطاقة. يمكن أن تنتج فترتان لهما إشعاع شمسي متشابه مخرجات كهروضوئية مختلفة عندما تختلف درجات حرارة تشغيل المكوّن. يساعد تسجيل هذه المعلمات معًا المهندسين على تفسير التغيرات في الأداء المرتبطة بدرجة الحرارة وتقييم ظروف التشغيل طويلة الأمد بدقة أكبر.
ملاحظة تركيب عملية
عادةً ما يُثبَّت مستشعر درجة الحرارة على السطح الخلفي لوحدة كهروضوئية تمثيلية باتصال حراري جيد. يجب أن يتجنب الموضع المختار التظليل غير المعتاد أو التهوية أو مصادر الحرارة المحلية بحيث تمثل القراءة تشغيل المكوّن الطبيعي. يعكس القياس درجة الحرارة عند النقطة المختارة ولا ينبغي التعامل معه ككشف عن النقاط الساخنة على مستوى الخلية؛ يتطلب تشخيص النقاط الساخنة الموضعية معدات فحص مخصصة.
مستشعر درجة الحرارة المحيطة — XF103
تصف درجة الحرارة المحيطة ظروف الهواء حول مصفوفة الألواح الكهروضوئية، وليس درجة حرارة الوحدة نفسها. وهي قياس أرصاد جوية أساسي يُستخدم لتسجيل ظروف الموقع وتوفير السياق البيئي لبيانات مراقبة الألواح الكهروضوئية الأخرى. وعلى عكس درجة حرارة الوحدة، ينبغي أن تمثل الهواء المحيط دون أن تتأثر مباشرة بحرارة السطح الكهروضوئي أو المعدات المجاورة.
مستشعر يانتاي XF103
مستشعر درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي XF103 يجمع بين درجة الحرارة المحيطة والرطوبة النسبية والضغط الجوي في وحدة خارجية واحدة. يقيس درجة الحرارة المحيطة من -40 إلى 85°C بدقة نموذجية ≤±0.3°C عند 25°C، مع تغطية نطاق الرطوبة النسبية 0–100% والضغط الجوي 500–1100 hPa. يساعد درعه الإشعاعي ثلاثي الطبقات على تقليل تأثير الإشعاع الشمسي المباشر، ويدعم اتصال RS485 Modbus RTU التكامل مع أنظمة جمع البيانات والمراقبة. (Yantai Sensor
أين تُستخدم درجة الحرارة المحيطة؟
تُسجَّل درجة الحرارة المحيطة بشكل رئيسي كجزء من البيانات الأرصادية الجوية لموقع الألواح الكهروضوئية. تساعد في توثيق الظروف الجوية اليومية والموسمية ويمكن تقييمها إلى جانب الرطوبة والرياح وهطول الأمطار والضغط الجوي لوصف بيئة التشغيل. وهذا يجعل درجة الحرارة المحيطة مفيدة بشكل خاص عند دمج المستشعر في محطة أرصاد جوية شمسية أو نظام مراقبة بيئية أوسع.
مستشعر سرعة الرياح — RY-FX01-X
تُعد سرعة الرياح معاملاً بيئياً مفيداً لفهم الظروف حول مصفوفة الألواح الكهروضوئية. تؤثر حركة الهواء على التبادل الحراري عند سطح الوحدة، كما يمكن أن توفر ظروف الرياح المتغيرة معلومات مفيدة لتشغيل أنظمة التتبع ومراقبة الطقس في الموقع وإدارة المعدات الخارجية. وينبغي التعامل معها كبيانات بيئية داعمة، وليس كمؤشر مستقل على أداء الألواح الكهروضوئية.
مستشعر يانتاي RY-FX01-X
مستشعر سرعة الرياح الخارجي RY-FX01-X يستخدم بنية تقليدية ثلاثية الأكواب لقياس سرعة الرياح من خلال سرعة دوران الأكواب. تُدرج مستشعرات Yantai الشمسية تكوينات بنطاق سرعة رياح يصل إلى 0–60 م/ث، وسرعة رياح بدء تشغيل ≤0.3 م/ث، وخيارات تشمل RS485 و4–20 mA و0–5 V و0–10 V ومخرج نبضي. صُمم المستشعر للمراقبة الأرصادية الجوية والبيئية الخارجية ويمكن دمجه في أنظمة مراقبة الألواح الكهروضوئية.
كيف ينبغي تفسير بيانات سرعة الرياح؟
تصبح سرعة الرياح أكثر فائدة عند تقييمها مع الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الوحدة ودرجة الحرارة المحيطة واتجاه الرياح. على سبيل المثال، قد تنتج ظروف إشعاع شمسي متشابهة مع سرعات رياح مختلفة درجات حرارة وحدة مختلفة لأن التبادل الحراري بالحمل يتغير مع تدفق الهواء. بالنسبة لمحطات الألواح الكهروضوئية المتتبعة، يمكن أيضاً إدراج بيانات الرياح في نظام المراقبة البيئية الأوسع، ولكن يجب أن تتبع حماية المتتبع وحدود الإيقاف دائماً استراتيجية التحكم الخاصة بمصنّع المتتبع بدلاً من قيمة سرعة رياح عالمية.
مستشعر اتجاه الرياح — RY-FX02-X-485
تصف سرعة الرياح قوة تدفق الهواء، بينما يحدد اتجاه الرياح مصدره. في محطة الألواح الكهروضوئية، يساعد هذا البُعد الإضافي في وضع ظروف الرياح في سياق جغرافي. يمكن أن يختلف تأثير تدفق الهواء حسب اتجاهه بالنسبة لصفوف الألواح الكهروضوئية وهياكل المتتبعات والتضاريس والعوائق القريبة، لذا لا توفر سرعة الرياح وحدها الصورة الكاملة لظروف الرياح في الموقع.
مستشعر يانتاي RY-FX02-X-485
مستشعر اتجاه الرياح RY-FX02-X-485 صُمم للمراقبة الخارجية لاتجاه الرياح، بنطاق قياس 0–360° واتصال RS485. يستخدم دوّارة رياح لتتبع التغيرات في اتجاه تدفق الهواء ويحوّل موضع الدوّارة إلى إشارة كهربائية لأنظمة جمع البيانات والمراقبة.
كيف يُستخدم اتجاه الرياح في مراقبة الألواح الكهروضوئية؟
تُستخدم بيانات اتجاه الرياح بشكل رئيسي لتحديد أنماط الرياح السائدة والتغيرات في ظروف تدفق الهواء عبر الموقع. عند دمجها مع سرعة الرياح ودرجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة الوحدة وقياسات الطقس الأخرى، فإنها توفر صورة أكثر اكتمالاً لبيئة التشغيل المحلية. بالنسبة لمحطات الألواح الكهروضوئية الأكبر وأنظمة التتبع، يمكن أن تساعد بيانات اتجاه الرياح التاريخية المهندسين أيضاً في ربط الأحداث الجوية بالتغيرات في تشغيل المعدات وظروف الموقع.
بدلاً من التعامل مع اتجاه الرياح كمؤشر أداء مستقل، فإنه أكثر فائدة كبيانات أرصادية جوية سياقية تكمل قياس سرعة الرياح. هذا التمييز مهم عند بناء محطة أرصاد جوية شمسية أو اختيار قائمة مستشعرات مراقبة الألواح الكهروضوئية المطلوبة لمشروع ما.
مستشعر الرطوبة النسبية — XF103
تصف الرطوبة النسبية كمية الرطوبة في الهواء نسبةً إلى مستوى تشبعه عند درجة حرارة معينة. وهي ليست دائماً قياساً ذا أولوية لكل قائمة مستشعرات شمسية في محطة ألواح كهروضوئية، لكنها تصبح أكثر أهمية في البيئات الساحلية أو الاستوائية أو الممطرة أو عالية الرطوبة، حيث يمكن أن تكون الرطوبة جزءاً مهماً من ظروف تشغيل الموقع.
مستشعر يانتاي XF103
مستشعر درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي XF103 يوفر قياس الرطوبة النسبية إلى جانب درجة الحرارة المحيطة والضغط الجوي في وحدة خارجية واحدة. يغطي نطاق الرطوبة النسبية 0–100%، بدقة نموذجية ≤±3% عند 25°C ضمن النطاق المحدد 10–80%، ويدعم اتصال RS485 Modbus RTU. صُمم هيكله الخارجي المزوّد بدرع إشعاعي للمراقبة الأرصادية الجوية والبيئية.
متى تكون مراقبة الرطوبة مفيدة؟
تصبح بيانات الرطوبة أكثر إفادة عند تقييمها مع درجة الحرارة المحيطة وقياسات الطقس الأخرى. على سبيل المثال، يمكن أن يشير الجمع بين الرطوبة النسبية العالية وانخفاض درجة حرارة الهواء إلى ظروف متزايدة القابلية للرطوبة، بينما يمكن أن تساعد سجلات الرطوبة طويلة الأجل في توصيف التعرض البيئي لموقع الألواح الكهروضوئية. وهذا يجعل الرطوبة مفيدة بشكل خاص للمحطات في المناطق الساحلية الرطبة والمناخات الاستوائية والمناطق ذات هطول الأمطار المتكرر.
لذلك، ينبغي اعتبار الرطوبة قياساً بيئياً يعتمد على الموقع، وليس مستشعراً إلزامياً لكل محطة طاقة شمسية. وعندما تكون الرطوبة مطلوبة بالفعل كجزء من نظام مراقبة الطقس، يمكن لمستشعر متكامل مثل XF103 توفير القياس دون إضافة جهاز منفصل مخصص للرطوبة فقط.
مستشعرات إضافية لظروف مختلفة لمحطات الطاقة الكهروضوئية
المستشعرات الإضافية في قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية لمحطة طاقة شمسية ليست مطلوبة عالمياً. يعتمد اختيارها على مناخ الموقع، وتقنية الوحدة، والظروف البيئية، وحجم المحطة، ومتطلبات التشغيل والصيانة. تُضاف هذه القياسات عندما تتطلب ظروف موقع محددة أو أهداف مراقبة بيانات أكثر مما يمكن أن توفره حزمة المستشعرات الكهروضوئية الأساسية.
مستشعر التلوث لمزارع الطاقة الشمسية المغبرة
تراقب مستشعرات التلوث تراكم الغبار والتلوث على الوحدات الكهروضوئية، مما يساعد المشغلين على تقدير خسائر التلوث وتحديد الوقت الذي يكون فيه التنظيف مجدياً اقتصادياً. وهي مفيدة بشكل خاص في البيئات الصحراوية وبيئات غوبي والجافة والمغبرة، حيث يمكن أن يقلل الغبار المتراكم من إنتاج الطاقة ويزيد متطلبات التنظيف.
يوفر YanTai Sensor جهاز مراقبة حالة تلوث الوحدات الكهروضوئية DustLV, ، الذي يستخدم الاستشعار البصري وقياس الضوء الأزرق قصير الموجة لمراقبة تلوث الوحدات. نظام DustCom لمراقبة مؤشر الغبار الكهروضوئي يحدد كمياً تلوث الغبار وتأثيره على توليد الطاقة الكهروضوئية، مما يوفر بيانات يمكن أن تدعم فترات التنظيف وتقييم العائد على الاستثمار للتنظيف.
مقياس المطر ومستشعر الهطول
مقاييس المطر ومستشعرات الهطول تسجل ظروف هطول الأمطار في موقع الطاقة الكهروضوئية، مما يوفر بيانات يمكن ربطها بتلوث الوحدات وأنشطة التنظيف. يمكن أن تؤثر شدة هطول الأمطار وتكراره على كمية الغبار المتراكم التي تُزال من أسطح الوحدات، مما يجعل بيانات الهطول مفيدة عند تقييم تأثيرات التنظيف الطبيعي.
يمكن أن تدعم سجلات الهطول أيضاً مراقبة الطقس، وتخطيط التشغيل والصيانة، والتقييم التشغيلي، خاصة في المناطق ذات الأمطار المتكررة أو الثلوج الموسمية. لذلك فهي قياس تكميلي يُختار وفقاً للمناخ المحلي ومتطلبات مراقبة المحطة.
مستشعر الأشعة فوق البنفسجية — RY-ZW
يقيس مستشعر الأشعة فوق البنفسجية الجزء فوق البنفسجي من الإشعاع الشمسي، بينما يقيس مقياس الإشعاع الشمسي التقليدي طيفاً أوسع بكثير من الإشعاع الشمسي. مستشعر إشعاع الأشعة فوق البنفسجية RY-ZW يمكنه لذلك توفير بيانات إشعاع إضافية لأنظمة الطاقة الشمسية والمراقبة البيئية حيث يكون التعرض للأشعة فوق البنفسجية أو توصيف الإشعاع مطلوباً.
يُعد قياس الأشعة فوق البنفسجية عموماً وظيفة مساعدة وليس قياساً أساسياً لأداء الطاقة الكهروضوئية. وهو أكثر ملاءمة للمشاريع التي تتطلب سجلات التعرض البيئي، أو أبحاث الإشعاع، أو بيانات موقع إضافية أكثر من مراقبة أداء الطاقة الكهروضوئية الروتينية.
نظام التتبع التلقائي للإشعاع الشمسي — SAUT
سوت هو نظام متخصص لقياس الإشعاع الشمسي وليس مستشعراً مستقلاً تقليدياً. يتبع موقع الشمس مع الاستحواذ المستمر على بيانات الإشعاع الشمسي، مما يجعله مناسباً للتطبيقات المتخصصة مثل قياس الإشعاع الشمسي عالي الدقة، وأبحاث الموارد الشمسية، ودراسات المراقبة المخصصة.
على عكس مقياس الإشعاع الشمسي الثابت التقليدي، فإن SAUT ليس متطلباً قياسياً لكل محطة طاقة كهروضوئية تجارية في قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية. يمكن النظر فيه عندما يتطلب المشروع بيانات مفصلة عن الموارد الشمسية، أو قياسات إشعاع متخصصة، أو مراقبة موجهة للأبحاث.
محطة الطقس الشمسية: متى تحتاج إليها؟
تجمع محطة الطقس الشمسية عدة قياسات ميدانية في نظام واحد. وهي غير مطلوبة لكل محطة طاقة كهروضوئية. يعتمد الاختيار عادةً على عدد المعلمات المراد مراقبتها، وبنية SCADA الحالية، ومساحة التركيب، وحجم المحطة.
أجهزة استشعار فردية لقياسات محددة
تعتبر أجهزة الاستشعار الفردية عملية لمشاريع الطاقة الشمسية الصغيرة، وقوائم أجهزة استشعار الطاقة الشمسية، وأعمال التحديث، ومراقبة المعامل الواحد. كما أنها خيار شائع عندما يحتاج جهاز استشعار موجود للإشعاع أو درجة الحرارة أو الرياح أو غيرها إلى الاستبدال. الميزة الرئيسية هي أنه يتم إضافة أو استبدال القياس المطلوب فقط دون تغيير باقي نظام المراقبة.
محطات الطقس المدمجة للمشاريع المحدودة المساحة
تجمع محطة الطقس المدمجة عدة قياسات في وحدة ميدانية واحدة، مما يقلل عدد الأجهزة ونقاط التركيب المنفصلة. وهي مناسبة لمشاريع الطاقة الشمسية التجارية والصناعية والموزعة حيث تكون مساحة التركيب محدودة أو يُفضل واجهة بيانات بسيطة. تقدم Yantai Sensor طرازي XF500S-CWB وXF100S-CWB للمراقبة البيئية المدمجة للطاقة الشمسية.
محطات متعددة المستشعرات لمحطات الطاقة الشمسية على نطاق المرافق
عادةً ما تجمع محطات الطاقة الشمسية الكبيرة المزيد من البيانات البيئية وتربط أجهزة ميدانية متعددة بنظام SCADA مركزي. يمكن لمحطة متعددة المستشعرات أن تجمع قياسات الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة والرطوبة والرياح ودرجة حرارة الوحدة في إعداد مراقبة واحد. تُعد محطة Yantai Sensor RYQ-3 لمراقبة البيئة الكهروضوئية الشمسية، وXF700S، وXF700SL خيارات لشبكات مراقبة الطاقة الشمسية الأكبر وتحليل الأداء.
| حالة المشروع | الخيار النموذجي |
| طاقة شمسية صغيرة، أو تحديث، أو معامل واحد | جهاز استشعار فردي |
| طاقة شمسية تجارية أو صناعية أو محدودة المساحة | محطة أرصاد جوية مدمجة |
| طاقة شمسية على نطاق المرافق أو SCADA مركزي | محطة مراقبة متعددة المستشعرات |
دليل تركيب أجهزة استشعار الطاقة الشمسية
يؤثر تركيب أجهزة استشعار الطاقة الشمسية تأثيرًا مباشرًا على دقة القياس. تحتاج الأدوات المختلفة إلى ظروف تركيب مختلفة. بالنسبة لمحطة طاقة شمسية في قوائم أجهزة استشعار الطاقة الشمسية، انتبه إلى مستوى القياس والتعرض ونقطة التركيب وتمديد الكابلات والوصول للصيانة بدلاً من استخدام طريقة تركيب واحدة لكل جهاز استشعار.
أين يجب تركيب أجهزة استشعار الإشعاع؟
بالنسبة لإشعاع POA، قم بتركيب جهاز استشعار الإشعاع الشمسي في نفس مستوى الألواح الكهروضوئية، باستخدام نفس الميل والسمت. يحافظ هذا على تمثيل القراءة للإشعاع الذي تستقبله المصفوفة. إذا كان GHI مطلوبًا، فيجب تركيب مقياس الإشعاع الشمسي أفقيًا. في كلتا الحالتين، حافظ على سطح الاستشعار خاليًا من الظلال والانعكاسات والعوائق من الهياكل أو المعدات.
حافظ على نظافة القبة أو سطح الاستشعار أثناء التشغيل. يمكن أن يؤدي الغبار وفضلات الطيور والتكاثف وتغيير بسيط في زاوية المستشعر إلى أخطاء في القياس. تحقق من موضع التركيب أثناء الصيانة الروتينية واتبع تعليمات الشركة المصنعة للتنظيف والمعايرة.
أين يجب تركيب أجهزة استشعار درجة حرارة الوحدة؟
عادةً ما يتم تثبيت جهاز استشعار درجة حرارة الوحدة على الجزء الخلفي من وحدة كهروضوئية تمثيلية باتصال حراري جيد. يُختار عادةً موقع قريب من مركز الوحدة، بينما يجب تجنب المناطق المحيطة بحدود الخلايا أو الإطارات أو صناديق التوصيل أو غيرها من الميزات الهيكلية إذا كانت لا تمثل درجة حرارة الوحدة الطبيعية.
ثبّت المستشعر والكابل بإحكام بحيث لا يمكن للاهتزاز أو الرياح أو أعمال الصيانة تحريك نقطة القياس. تجنب المواقع المتأثرة بتدفق هواء غير عادي أو ظل أو مصادر حرارة قريبة. يجب أن تمثل الوحدة المختارة حالة التشغيل النموذجية للمصفوفة المراقبة.
أين يجب تركيب أجهزة استشعار الطقس؟
تحتاج أجهزة استشعار الطقس لمحطات الطاقة الشمسية في قوائم أجهزة استشعار الطاقة الشمسية إلى تعرض واضح للبيئة التي يتم قياسها. يجب أن تتمتع أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة المحيطة بتدفق هواء حر وحماية من الإشعاع الشمسي المباشر. تحتاج أجهزة استشعار سرعة واتجاه الرياح إلى موقع مفتوح بعيدًا عن المباني والأشجار وهياكل الطاقة الشمسية وعوادم العاكس وغيرها من العوائق التي يمكن أن تعطل تدفق الهواء.
بالنسبة لجهاز استشعار اتجاه الرياح، اضبط الاتجاه المرجعي وفقًا لنظام المراقبة، عادةً باستخدام الشمال الحقيقي. يجب أن يتطابق ارتفاع التركيب وموقعه مع تخطيط محطة الطاقة الشمسية وغرض المراقبة. في تجربتنا، المستشعر الموضوع في موقع مناسب ليس بالضرورة نقطة استشعار تمثيلية. قبل التشغيل، تحقق من الاتجاه والتثبيت الميكانيكي والتمديدات والاتصالات والقراءات الأولية، ثم سجّل موضع التركيب النهائي للصيانة المستقبلية.
اختيار أجهزة استشعار الطاقة الشمسية: ما الذي يجب فحصه قبل الشراء؟
يبدأ اختيار أجهزة استشعار الطاقة الشمسية المناسبة لمحطة طاقة شمسية في قوائم أجهزة استشعار الطاقة الشمسية بالقياسات التي يحتاجها المشروع فعليًا. تأكد مما إذا كان النظام يتطلب إشعاع POA أو GHI أو DNI، ودرجة حرارة الوحدة والبيئة المحيطة، وسرعة واتجاه الرياح، والرطوبة، أو بيانات موقع أخرى. ثم تحقق من نطاق القياس المطلوب والدقة والدقة التفريقية وفئة القياس وطريقة المعايرة والاستقرار على المدى الطويل. يجب أن تغطي المواصفات الظروف المتوقعة للموقع بدلاً من استخدام أعلى دقة متاحة أو أوسع نطاق ببساطة.
بيئة التركيب وواجهة البيانات مهمتان بنفس القدر. تحقق من التعرض للغبار والرطوبة ورذاذ الملح والرياح القوية والمطر والثلوج، إلى جانب حماية العلبة ومتطلبات التركيب. لتكامل النظام، تأكد من مصدر الطاقة وطريقة الاتصال، مثل RS485 أو Modbus RTU أو 4–20 mA أو 0–5 V أو 0–10 V أو LoRa أو NB-IoT أو Ethernet. قبل الشراء، نوصي بمطابقة هذه التفاصيل مع نظام SCADA أو نظام جمع البيانات الخاص بالمحطة وتأكيد الكابلات المطلوبة وملحقات التركيب ووثائق المعايرة والضمان. يتجنب هذا اختيار مستشعر مناسب تقنيًا لا يمكن دمجه بسهولة في الموقع.
الخاتمة
لا تحتاج محطة الطاقة الشمسية إلى كل مستشعر متاح. تعتمد مجموعة مستشعرات الطاقة الشمسية المناسبة على ما تحتاج المحطة إلى قياسه، ومعيار المراقبة، وتكوين الألواح، والمناخ المحلي، وحجم المحطة، ومتطلبات التشغيل والصيانة. تشكل قياسات الإشعاع ودرجة الحرارة طبقة المراقبة الأساسية، بينما يمكن إضافة مستشعرات الرياح والرطوبة وهطول الأمطار والاتساخ عند اقتضاء ظروف الموقع أو متطلبات المشروع ذلك. يجب أيضًا مراعاة موقع التركيب ودقة القياس وواجهة الاتصال وتوافق النظام قبل الشراء.
يجب أن تؤدي قائمة مستشعرات الطاقة الشمسية العملية إلى تكوين مناسب، وليس مجرد قائمة أطول من الأجهزة. يمكن لـ Yantai Sensor دعم مشاريع الطاقة الكهروضوئية بمستشعرات فردية للإشعاع ودرجة الحرارة والرياح والرطوبة والاتساخ والمستشعرات البيئية الأخرى، بالإضافة إلى محطات الطقس الشمسية المتكاملة وخيارات الاتصال لنظام SCADA أو منصات الطرف الثالث. هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار المستشعرات لمشروع طاقة كهروضوئية؟ أرسل لنا سعة المحطة والموقع ومعايير المراقبة المطلوبة ومتطلبات الاتصال. يمكن لفريقنا مراجعة ظروف المشروع والتوصية بتكوين مستشعرات مناسب لتطبيقك. اتصل بنا لمناقشة متطلبات مراقبة الطاقة الكهروضوئية الخاصة بك.
