Introdução
Um sistema de monitoramento fotovoltaico faz mais do que registrar a irradiância solar. Seus dados de medição são usados para avaliar o desempenho da usina, identificar perdas potenciais e apoiar a avaliação de desempenho. Na prática, o desafio não é simplesmente escolher sensores precisos. A classe de monitoramento, os parâmetros exigidos, a instalação dos sensores, a calibração e a qualidade dos dados afetam se os dados coletados são representativos e úteis.
IEC 61724 não é simplesmente uma especificação de sensor. A IEC 61724-1:2021 fornece uma estrutura para o monitoramento de desempenho de sistemas fotovoltaicos, abrangendo equipamentos de monitoramento, métodos de medição, qualidade de dados e classes de monitoramento. A configuração de medição necessária pode variar conforme a configuração fotovoltaica e o propósito do monitoramento. Sistemas bifaciais, por exemplo, podem exigir medições adicionais de irradiância para contabilizar a contribuição do lado traseiro.
Este guia explica os principais requisitos da IEC 61724 e os conecta com a seleção prática de sensores. Abrange classes de monitoramento, medições de irradiância e temperatura, monitoramento de vento e sujidade, instalação de sensores, calibração, aquisição de dados e pontos-chave a verificar ao especificar um sistema de monitoramento fotovoltaico.
O que a IEC 61724 significa para um sistema de monitoramento fotovoltaico?
A IEC 61724-1:2021 fornece requisitos e recomendações para o monitoramento de desempenho de sistemas fotovoltaicos. Abrange os equipamentos, métodos de medição, parâmetros monitorados e qualidade de dados necessários para coletar dados de desempenho significativos de um sistema fotovoltaico. Em projetos práticos, fornece uma estrutura comum para decidir o que deve ser medido e como o sistema de monitoramento deve ser configurado.
Não se trata apenas de sensores. O valor dos dados de monitoramento fotovoltaico depende do processo completo de medição: Sensor → Instalação → Aquisição de Dados → Qualidade dos Dados → Análise de Desempenho. Um sensor de irradiância preciso, por exemplo, não pode fornecer dados representativos se estiver posicionado incorretamente, mal mantido ou conectado a um sistema que registra as medições de forma inadequada. O mesmo princípio se aplica às medições de temperatura, vento e sujidade.
Para a seleção de equipamentos, a classe de monitoramento e os parâmetros de medição exigidos devem ser definidos antes de selecionar sensores individuais. Isso fornece uma base prática para adequar a precisão do sensor, faixa de medição, método de instalação, interface de comunicação e requisitos de manutenção ao projeto fotovoltaico real.
IEC 61724-1:2021: O que mudou?
Para quem especifica um sistema de monitoramento fotovoltaico, a edição de 2021 é importante porque algumas de suas mudanças afetam como as classes de monitoramento, as medições de irradiância e as medições de sujidade são configuradas. Você não precisa ler cada cláusula para entender o impacto prático. Três áreas são particularmente relevantes ao selecionar e aplicar sensores de monitoramento fotovoltaico.
A Classe C foi removida
A IEC 61724-1:2021 utiliza sistemas de monitoramento Classe A e Classe B, enquanto a categoria Classe C da edição anterior foi removida. Portanto, a classe de monitoramento precisa ser estabelecida antes de definir os equipamentos de medição e os requisitos de sensores para um projeto.
Monitoramento fotovoltaico bifacial
Módulos bifaciais recebem radiação nas superfícies frontal e traseira. Para esses sistemas, a configuração de monitoramento pode precisar considerar a irradiância do lado traseiro e a radiação refletida, dependendo do projeto fotovoltaico e do propósito do monitoramento. Isso torna o tipo de sensor, a posição de medição e a geometria de instalação mais importantes do que simplesmente escolher um sensor com base em sua especificação de precisão.
Medições de irradiância e sujidade
A edição de 2021 também atualizou os requisitos relacionados à medição de irradiância e à avaliação de sujidade. Em projetos práticos, essas medições dependem não apenas do sensor em si, mas também da calibração, instalação, limpeza e estabilidade de medição a longo prazo. Por esse motivo, os sensores de irradiância e sujidade devem ser considerados como parte da configuração completa de monitoramento, e não como instrumentos autônomos.
A conclusão prática é simples: defina primeiro a classe de monitoramento e as medições exigidas, depois selecione os sensores e o método de instalação que correspondam a eles. Isso se torna especialmente importante quando a usina utiliza módulos bifaciais ou exige uma análise de desempenho mais detalhada.
IEC 61724 Classe A vs. Classe B
A Classe A fornece requisitos de monitoramento mais exigentes do que a Classe B. A diferença se reflete principalmente na qualidade de medição exigida, nos equipamentos de monitoramento, no controle de instalação e na manutenção do sistema de monitoramento fotovoltaico.
| Nível de monitoramento | Qualidade de medição superior | Qualidade de medição moderada |
| Requisitos de equipamento | Mais exigentes | Menos exigentes |
| Instalação | Controle mais rigoroso das condições de medição | Requisitos mais simples |
| Manutenção | Mais exigentes | Menos exigentes |
| Objetivo principal | Monitoramento de desempenho detalhado | Monitoramento de desempenho geral |
A capacidade da usina por si só não determina a classe de monitoramento. O propósito do projeto, a qualidade de medição exigida, a configuração fotovoltaica e os requisitos de avaliação de desempenho devem ser considerados em conjunto. Uma usina maior não exige automaticamente a Classe A, assim como uma usina menor não está automaticamente limitada à Classe B.
Classe de monitoramento IEC vs. Classe de piranômetro
Um ponto é fácil de passar despercebido ao comprar um piranômetro: IEC 61724 Classe A/B e ISO 9060 Classe A/B não são a mesma classificação.
IEC 61724 Classe A e Classe B descrevem o sistema de monitoramento de desempenho fotovoltaico, enquanto ISO 9060 Classe A e Classe B descrevem a classificação de desempenho dos piranômetros. As duas classificações estão relacionadas à qualidade de medição, mas se aplicam a coisas diferentes.
Essa distinção é importante ao especificar sensores de irradiância. Primeiro defina os requisitos de monitoramento do projeto fotovoltaico. Em seguida, selecione um piranômetro de acordo com o desempenho de medição exigido, a classificação ISO aplicável, o plano de medição, a calibração e as condições de instalação.
Se você está comparando piranômetros Classe A e Classe B, nosso guia “Piranômetros Classe A vs Classe B: Qual Você Precisa?” explica a diferença entre as duas classificações ISO 9060 e os pontos práticos a verificar antes da compra.
Quais sensores são usados no monitoramento fotovoltaico IEC 61724?
Os sistemas de monitoramento fotovoltaico utilizam diferentes sensores para medir irradiância, temperatura do módulo, condições meteorológicas e sujidade. A configuração necessária varia conforme a classe de monitoramento e o projeto da usina fotovoltaica. A seleção de sensores deve começar pelos parâmetros necessários para a análise de desempenho.
Sensor de Irradiância POA
A irradiância POA mede a radiação solar recebida no mesmo plano dos módulos fotovoltaicos. Fornece uma referência para a energia solar disponível ao arranjo e é uma entrada importante para a análise de desempenho.
A inclinação e a orientação do sensor devem corresponder ao arranjo fotovoltaico. Sombreamento e obstruções também devem ser evitados. Sensor Yantai TBQ-2C é um piranômetro de termopilha projetado para medição de radiação solar e pode ser utilizado no monitoramento de irradiância fotovoltaica.
Medição de GHI
O GHI mede a radiação solar recebida em uma superfície horizontal. Fornece uma referência para o recurso solar no local e pode apoiar a análise de desempenho fotovoltaico.
GHI e POA não devem ser tratados como medições intercambiáveis. O GHI utiliza um plano de referência horizontal, enquanto o POA segue a orientação do arranjo fotovoltaico. O TBQ-2C pode ser utilizado para medição de radiação solar global.
Sensor de temperatura do módulo
A temperatura do módulo afeta a produção elétrica fotovoltaica e pode diferir consideravelmente da temperatura ambiente do ar. Medir o módulo diretamente fornece informações mais úteis ao interpretar mudanças na produção de energia.
O sensor deve manter bom contato térmico com um módulo representativo. O sensor de temperatura de módulo da Yantai Sensor suporta o monitoramento ambiental fotovoltaico, enquanto XF500S-CWB integra a medição de temperatura do módulo em um sistema compacto de monitoramento fotovoltaico.
Sensores de Temperatura Ambiente e Meteorológicos
A temperatura ambiente fornece informações ambientais básicas para a análise de desempenho fotovoltaico. A velocidade e a direção do vento ajudam a explicar a dissipação de calor dos módulos e as condições variáveis do local.
O XF500S-CWB integra temperatura ambiente, umidade, temperatura do módulo, velocidade do vento, direção do vento, pressão atmosférica e radiação POA em uma única unidade compacta de monitoramento. É adequado para projetos que necessitam de vários parâmetros ambientais fotovoltaicos a partir de um único dispositivo.
Sensor de Sujidade
Poeira e outras contaminações superficiais podem reduzir a radiação que atinge os módulos fotovoltaicos. Um sensor de sujidade ajuda a quantificar esse efeito e fornece dados úteis para decisões de limpeza.
PoeiraLV é projetado para monitoramento de poluição de módulos fotovoltaicos. Ele rastreia a contaminação superficial por meio de medição óptica e fornece um índice de status de poluição para monitoramento contínuo.
Irradiância no Lado Posterior e Albedo para Fotovoltaica Bifacial
Módulos bifaciais também recebem radiação em sua superfície posterior. O monitoramento pode, portanto, incluir irradiância no lado posterior ou radiação refletida, dependendo do layout fotovoltaico e do propósito da avaliação.
A posição do sensor torna-se particularmente importante nesta aplicação porque a radiação no lado posterior varia com a altura do módulo, espaçamento entre fileiras, superfície do solo e condições ao redor. RYQ-3 pode ser configurado para aplicações de monitoramento de radiação fotovoltaica que exigem medições adicionais de radiação.
Como Combinar Parâmetros Fotovoltaicos com Sensores?
A seleção de sensores deve começar pelo parâmetro que precisa ser medido, depois considerar o projeto da usina fotovoltaica, o propósito do monitoramento, a qualidade da medição e as condições de instalação. A tabela abaixo fornece uma referência prática para combinar parâmetros comuns de monitoramento fotovoltaico com os tipos de sensores adequados.
| Parâmetro Fotovoltaico | O Que Ele Informa | Sensor Típico |
| Irradiância POA | Radiação solar recebida pelo plano do arranjo fotovoltaico | Piranômetro / sensor de irradiância |
| GHI | Radiação solar em um plano horizontal | Piranómetro |
| Temperatura do módulo | Temperatura operacional dos módulos fotovoltaicos | Sensor de temperatura do módulo |
| Temperatura ambiente | Temperatura do ar ao redor | Sensor de temperatura |
| Humidade | Umidade do local e condições ambientais | Sensor de umidade |
| Velocidade do vento | Movimento do ar e condições de resfriamento do módulo | Anemómetro |
| Direção do vento | Condições de fluxo de ar local | Sensor de direção do vento |
| Sujidade | Contaminação da superfície do módulo e perdas relacionadas | Sensor de sujidade |
| Irradiância no lado posterior | Radiação disponível para as superfícies posteriores de módulos bifaciais | Sensor de irradiância |
| Albedo | Radiação refletida pela superfície do solo | Sistema de medição de albedo |
Quantos Sensores uma Usina Fotovoltaica Precisa?
Não há uma quantidade fixa de sensores para cada usina fotovoltaica. O número necessário depende da classe de monitoramento, tamanho da usina, layout do local, orientação do módulo, configuração do rastreador, design bifacial e variação ambiental local.
Uma abordagem prática é posicionar sensores suficientes para capturar diferenças significativas em todo o campo fotovoltaico. O objetivo não é instalar o máximo de sensores possível, mas obter medições representativas para as áreas sendo monitoradas.
Para aquisição, a quantidade de sensores deve, portanto, ser definida em conjunto com o layout da usina e os requisitos de monitoramento, em vez de ser selecionada apenas com base na capacidade da usina.
Onde os Sensores de Monitoramento Fotovoltaico Devem Ser Instalados?
O posicionamento dos sensores afeta diretamente se os dados coletados representam o campo fotovoltaico. Cada sensor deve, portanto, ser instalado de acordo com o que mede e as condições ao redor do arranjo.
Sensor de Irradiância
Instale o sensor de irradiância no mesmo plano e orientação do arranjo fotovoltaico sendo monitorado. Evite sombreamento de módulos, estruturas, árvores ou outros equipamentos, e mantenha o sensor acessível para limpeza e inspeção.
Sensor de temperatura do módulo
Monte o sensor firmemente em um módulo fotovoltaico representativo e mantenha contato térmico estável com a superfície do módulo. O módulo selecionado deve refletir condições operacionais típicas na área monitorada, em vez de uma localização incomum dentro do arranjo.
Sensor de Vento
Escolha uma posição com fluxo de ar desobstruído e mantenha o sensor longe de estruturas, equipamentos ou outras fontes de turbulência local. A altura de instalação deve ser adequada ao layout fotovoltaico e ao propósito da medição.
Sensor de Sujidade
Posicione o sensor de sujidade onde a exposição à poeira seja representativa dos módulos fotovoltaicos sendo monitorados. Ele deve ser de fácil acesso para limpeza, inspeção e manutenção periódica.
Precisão, Calibração e Manutenção do Sensor
Um sensor pode parecer bom no papel e ainda fornecer dados ruins em campo. Ao comparar sensores de monitoramento fotovoltaico, verifique a faixa de medição, resposta, estabilidade, condições operacionais e os requisitos de medição aplicáveis ao projeto. A especificação do sensor precisa fazer sentido para as condições onde ele será realmente instalado.
Verifique a Precisão
A precisão é apenas um número em uma folha de dados. Observe também a faixa de medição, tempo de resposta, estabilidade e temperatura operacional. Para sensores de irradiância, o desempenho de medição e as condições de instalação são especialmente importantes porque pequenos erros podem afetar análises de desempenho posteriores.
Verifique a Calibração
Solicite o certificado de calibração antes de fazer o pedido. Também vale a pena verificar a data de calibração, rastreabilidade e intervalo de recalibração recomendado. Esses detalhes tornam-se importantes quando os dados de monitoramento serão usados para avaliação de longo prazo da usina ou comparados com outros registros de medição.
Verificar Manutenção
A maior parte da manutenção é simples: manter a superfície de deteção limpa, verificar a posição do sensor, inspecionar cabos e conectores e garantir que a montagem não se deslocou. A frequência necessária depende do local. Locais com poeira podem exigir limpeza mais frequente, enquanto equipamentos exteriores expostos necessitam de verificações regulares de danos meteorológicos ou mecânicos.
A precisão do sensor é apenas uma parte da qualidade da medição. A instalação, a calibração e a manutenção também afetam os dados finais.
Como os Dados da IEC 61724 Apoiam a Análise de Desempenho Fotovoltaico?
Uma vez que o sistema de monitorização está em funcionamento, cada sensor fornece uma peça diferente do quadro de desempenho. A irradiância mostra quanta energia solar estava disponível para o conjunto fotovoltaico, enquanto a temperatura do módulo ajuda a explicar as variações de produção relacionadas com a temperatura. As medições de vento e outras medições ambientais acrescentam contexto às condições variáveis do local, e os dados de sujidade podem ajudar a identificar perdas causadas por poeira e contaminação da superfície.
Estas medições tornam-se muito mais úteis quando são analisadas em conjunto com a produção elétrica da central. A IEC 61724 fornece um quadro comum para recolher e utilizar estes dados, facilitando o acompanhamento do desempenho, a investigação de produção anómala e a compreensão dos fatores por trás das variações na geração. É por isso que a seleção de sensores é importante. A qualidade e a representatividade das medições afetam diretamente a qualidade da análise de desempenho.
Conclusão
A IEC 61724 fornece um quadro prático para recolher e utilizar dados de desempenho fotovoltaico. Para um projeto de monitorização, o essencial é fazer corresponder a classe de monitorização e a configuração fotovoltaica aos parâmetros de medição, especificações dos sensores, condições de instalação e plano de manutenção adequados. Uma boa monitorização depende de toda a configuração de medição, não apenas da especificação de um sensor.
A Yantai Sensor fornece opções de deteção de irradiância, temperatura, condições meteorológicas e sujidade para aplicações de monitorização fotovoltaica, com diferentes intervalos de medição e interfaces de comunicação disponíveis para os requisitos do projeto. Entre em contato com a Yantai Sensor e partilhe a configuração da sua central fotovoltaica e os parâmetros de monitorização com a nossa equipa. Podemos ajudá-lo a discutir uma configuração de sensores adequada para o seu projeto.
