Введение
Система мониторинга фотоэлектрических установок не ограничивается регистрацией солнечной радиации. Её данные измерений используются для оценки производительности электростанции, выявления потенциальных потерь и поддержки оценки эффективности. На практике задача заключается не просто в выборе точных датчиков. Класс мониторинга, требуемые параметры, установка датчиков, калибровка и качество данных — всё это влияет на то, будут ли собранные данные репрезентативными и полезными.
IEC 61724 — это не просто спецификация на датчики. IEC 61724-1:2021 предоставляет основу для мониторинга производительности фотоэлектрических систем, охватывая оборудование мониторинга, методы измерений, качество данных и классы мониторинга. Требуемая конфигурация измерений может различаться в зависимости от конфигурации фотоэлектрической установки и целей мониторинга. Например, двусторонние системы могут требовать дополнительных измерений облучённости для учёта вклада задней стороны.
Данное руководство разъясняет основные требования IEC 61724 и связывает их с практическим выбором датчиков. В нём рассматриваются классы мониторинга, измерения облучённости и температуры, мониторинг ветра и загрязнения, установка датчиков, калибровка, сбор данных и ключевые моменты, которые следует проверить при определении спецификации системы мониторинга фотоэлектрических установок.
Что означает IEC 61724 для системы мониторинга фотоэлектрических установок?
IEC 61724-1:2021 устанавливает требования и рекомендации по мониторингу производительности фотоэлектрических систем. Он охватывает оборудование, методы измерений, контролируемые параметры и качество данных, необходимые для сбора значимых данных о производительности фотоэлектрической системы. В практических проектах он обеспечивает общую основу для определения того, что следует измерять и как должна быть настроена система мониторинга.
Речь идёт не только о датчиках. Ценность данных мониторинга фотоэлектрических установок зависит от полного процесса измерений: Датчик → Установка → Сбор данных → Качество данных → Анализ производительности. Например, точный датчик облучённости не может обеспечить репрезентативные данные, если он неправильно расположен, плохо обслуживается или подключён к системе, которая неправильно регистрирует измерения. Тот же принцип применим к измерениям температуры, ветра и загрязнения.
При выборе оборудования класс мониторинга и требуемые параметры измерений должны быть определены до выбора отдельных датчиков. Это обеспечивает практическую основу для согласования точности датчиков, диапазона измерений, метода установки, интерфейса связи и требований к обслуживанию с фактическим фотоэлектрическим проектом.
IEC 61724-1:2021: Что изменилось?
Для тех, кто определяет спецификацию системы мониторинга фотоэлектрических установок, редакция 2021 года важна, поскольку некоторые её изменения влияют на конфигурацию классов мониторинга, измерений облучённости и измерений загрязнения. Вам не нужно читать каждый пункт, чтобы понять практическое влияние. Три области особенно актуальны при выборе и применении датчиков мониторинга фотоэлектрических установок.
Класс C был удалён
IEC 61724-1:2021 использует системы мониторинга класса A и класса B, тогда как категория класса C из предыдущей редакции была удалена. Таким образом, класс мониторинга должен быть установлен до определения требований к измерительному оборудованию и датчикам для проекта.
Мониторинг двусторонних фотоэлектрических модулей
Двусторонние модули получают излучение как на лицевую, так и на тыльную поверхность. Для таких систем конфигурация мониторинга может потребовать учёта облучённости задней стороны и отражённого излучения в зависимости от конструкции фотоэлектрической установки и целей мониторинга. Это делает тип датчика, положение измерения и геометрию установки более важными, чем просто выбор датчика на основе его спецификации точности.
Измерения облучённости и загрязнения
Редакция 2021 года также обновила требования, касающиеся измерений облучённости и оценки загрязнения. В практических проектах эти измерения зависят не только от самого датчика, но и от калибровки, установки, очистки и долгосрочной стабильности измерений. По этой причине датчики облучённости и загрязнения следует рассматривать как часть полной конфигурации мониторинга, а не как отдельные приборы.
Практический вывод прост: сначала определите класс мониторинга и требуемые измерения, затем выберите датчики и метод установки, соответствующие им. Это становится особенно важным, когда электростанция использует двусторонние модули или требует более детального анализа производительности.
IEC 61724 Класс A против Класса B
Класс A предъявляет более высокие требования к мониторингу, чем класс B. Разница в основном отражается в требуемом качестве измерений, оборудовании мониторинга, контроле установки и обслуживании системы мониторинга фотоэлектрических установок.
| Уровень мониторинга | Более высокое качество измерений | Умеренное качество измерений |
| Требования к оборудованию | Более высокие | Менее высокие |
| Установка | Более строгий контроль условий измерений | Более простые требования |
| Техническое обслуживание | Более высокие | Менее высокие |
| Основное назначение | Детальный мониторинг производительности | Общий мониторинг производительности |
Мощность электростанции сама по себе не определяет класс мониторинга. Цель проекта, требуемое качество измерений, конфигурация фотоэлектрической установки и требования к оценке производительности должны рассматриваться в совокупности. Более крупная электростанция не обязательно требует класса A, точно так же как меньшая электростанция не обязательно ограничивается классом B.
Класс мониторинга IEC против класса пиранометра
Один момент легко упустить при покупке пиранометра: IEC 61724 класс A/B и ISO 9060 класс A/B — это не одна и та же классификация.
IEC 61724 класс A и класс B описывают систему мониторинга производительности фотоэлектрических установок, тогда как ISO 9060 класс A и класс B описывают классификацию производительности пиранометров. Обе классификации связаны с качеством измерений, но применяются к разным вещам.
Это различие важно при определении спецификации датчиков облучённости. Сначала определите требования к мониторингу фотоэлектрического проекта. Затем выберите пиранометр в соответствии с требуемой измерительной производительностью, применимой классификацией ISO, плоскостью измерений, калибровкой и условиями установки.
Если вы сравниваете пиранометры класса A и класса B, наше руководство “Пиранометры класса A и класса B: какой из них вам нужен?” объясняет разницу между двумя классификациями ISO 9060 и практические моменты, которые следует проверить перед покупкой.
Какие датчики используются в мониторинге фотоэлектрических установок по IEC 61724?
Системы мониторинга фотоэлектрических установок используют различные датчики для измерения облучённости, температуры модулей, погодных условий и загрязнения. Требуемая конфигурация зависит от класса мониторинга и конструкции фотоэлектрической станции. Выбор датчиков следует начинать с параметров, необходимых для анализа производительности.
Датчик облучённости в плоскости массива (POA)
Облучённость POA измеряет солнечную радиацию, поступающую на ту же плоскость, что и фотоэлектрические модули. Она служит эталоном доступной для массива солнечной энергии и является важным входным параметром для анализа производительности.
Наклон и ориентация датчика должны соответствовать фотоэлектрическому массиву. Также следует избегать затенения и препятствий. Датчик Yantai TBQ-2C представляет собой термоэлектрический пиранометр, предназначенный для измерения солнечной радиации, и может использоваться для мониторинга облучённости фотоэлектрических установок.
Измерение GHI
GHI измеряет солнечную радиацию, поступающую на горизонтальную поверхность. Она служит эталоном солнечного ресурса на площадке и может использоваться для анализа производительности фотоэлектрических установок.
GHI и POA не следует рассматривать как взаимозаменяемые измерения. GHI использует горизонтальную опорную плоскость, тогда как POA следует ориентации фотоэлектрического массива. TBQ-2C может использоваться для измерения глобальной солнечной радиации.
Модуль датчика температуры
Температура модуля влияет на электрическую мощность фотоэлектрической установки и может значительно отличаться от температуры окружающего воздуха. Прямое измерение модуля даёт более полезную информацию при интерпретации изменений выходной мощности.
Датчик должен обеспечивать хороший тепловой контакт с репрезентативным модулем. Датчик температуры модуля от Yantai Sensor поддерживает экологический мониторинг фотоэлектрических установок, в то время как XF500S-CWB интегрирует измерение температуры модуля в компактную систему мониторинга фотоэлектрических установок.
Датчики температуры окружающего воздуха и погодных условий
Температура окружающей среды предоставляет базовую экологическую информацию для анализа производительности фотоэлектрических систем. Скорость и направление ветра помогают объяснить рассеивание тепла от модулей и изменение условий на площадке.
XF500S-CWB объединяет температуру окружающей среды, влажность, температуру модуля, скорость ветра, направление ветра, атмосферное давление и радиацию POA в одном компактном блоке мониторинга. Он подходит для проектов, которым требуется несколько параметров окружающей среды фотоэлектрической системы от одного устройства.
Датчик загрязнения
Пыль и другие загрязнения поверхности могут снижать радиацию, достигающую фотоэлектрических модулей. Датчик загрязнения помогает количественно оценить этот эффект и предоставляет полезные данные для принятия решений об очистке.
ПыльLV предназначен для мониторинга загрязнения фотоэлектрических модулей. Он отслеживает загрязнение поверхности посредством оптического измерения и предоставляет индекс состояния загрязнения для непрерывного мониторинга.
Задняя облучённость и альбедо для двусторонних фотоэлектрических модулей
Двусторонние модули также получают радиацию на своей задней поверхности. Поэтому мониторинг может включать заднюю облучённость или отражённую радиацию в зависимости от компоновки фотоэлектрической системы и цели оценки.
Положение датчика становится особенно важным в этом применении, поскольку задняя радиация изменяется в зависимости от высоты модуля, расстояния между рядами, поверхности земли и окружающих условий. RYQ-3 может быть настроен для применений мониторинга фотоэлектрической радиации, требующих дополнительных измерений радиации.
Как подобрать фотоэлектрические параметры к датчикам?
Выбор датчика следует начинать с параметра, который необходимо измерить, затем учитывать конструкцию фотоэлектрической станции, цель мониторинга, качество измерений и условия установки. Таблица ниже даёт практическую справку для сопоставления общих параметров фотоэлектрического мониторинга с подходящими типами датчиков.
| Фотоэлектрический параметр | Что он показывает | Типичный датчик |
| Облучённость POA | Солнечная радиация, получаемая плоскостью фотоэлектрической матрицы | Пиранометр / датчик облучённости |
| GHI | Солнечная радиация на горизонтальной плоскости | Пиранометр |
| Температура модуля | Рабочая температура фотоэлектрических модулей | Датчик температуры модуля |
| Температура окружающей среды | Температура окружающего воздуха | Датчик температуры |
| Влажность | Влажность на площадке и экологические условия | Датчик влажности |
| Скорость ветра | Движение воздуха и условия охлаждения модулей | Анемометр |
| Направление ветра | Местные условия воздушного потока | Датчик направления ветра |
| Загрязнение | Загрязнение поверхности модулей и связанные потери | Датчик загрязнения |
| Задняя облучённость | Радиация, доступная для задних поверхностей двусторонних модулей | Датчик облучённости |
| Альбедо | Радиация, отражённая от поверхности земли | Система измерения альбедо |
Сколько датчиков нужно фотоэлектрической станции?
Не существует фиксированного количества датчиков для каждой фотоэлектрической станции. Необходимое количество зависит от класса мониторинга, размера станции, компоновки площадки, ориентации модулей, конфигурации трекера, двусторонней конструкции и местной изменчивости окружающей среды.
Практический подход заключается в размещении достаточного количества датчиков для фиксации значимых различий по всему фотоэлектрическому полю. Цель не в том, чтобы установить как можно больше датчиков, а в том, чтобы получить репрезентативные измерения для контролируемых зон.
Поэтому для закупки количество датчиков следует определять вместе с компоновкой станции и требованиями к мониторингу, а не выбирать исходя только из мощности станции.
Где следует устанавливать датчики фотоэлектрического мониторинга?
Размещение датчиков напрямую влияет на то, представляют ли собранные данные фотоэлектрическое поле. Поэтому каждый датчик следует устанавливать в соответствии с тем, что он измеряет, и условиями вокруг матрицы.
Датчик облучённости
Устанавливайте датчик облучённости в той же плоскости и с той же ориентацией, что и контролируемая фотоэлектрическая матрица. Избегайте затенения от модулей, конструкций, деревьев или другого оборудования и обеспечивайте доступ к датчику для очистки и осмотра.
Модуль датчика температуры
Крепите датчик надёжно на репрезентативном фотоэлектрическом модуле и поддерживайте стабильный тепловой контакт с поверхностью модуля. Выбранный модуль должен отражать типичные рабочие условия в контролируемой зоне, а не необычное место в матрице.
Датчик ветра
Выбирайте положение с беспрепятственным воздушным потоком и держите датчик вдали от конструкций, оборудования или других источников местной турбулентности. Высота установки должна соответствовать компоновке фотоэлектрической системы и цели измерения.
Датчик загрязнения
Размещайте датчик загрязнения там, где воздействие пыли является репрезентативным для контролируемых фотоэлектрических модулей. Он должен быть легкодоступен для очистки, осмотра и периодического обслуживания.
Точность датчиков, калибровка и обслуживание
Датчик может хорошо выглядеть на бумаге и всё равно давать плохие данные в полевых условиях. При сравнении датчиков фотоэлектрического мониторинга проверяйте диапазон измерений, отклик, стабильность, рабочие условия и требования к измерениям, применимые к проекту. Спецификация датчика должна соответствовать условиям, в которых он будет фактически установлен.
Проверьте точность
Точность — это лишь одно число в техническом паспорте. Также обратите внимание на диапазон измерений, время отклика, стабильность и рабочую температуру. Для датчиков облучённости характеристики измерений и условия установки особенно важны, поскольку небольшие ошибки могут повлиять на последующий анализ производительности.
Проверьте калибровку
Запросите сертификат калибровки перед размещением заказа. Также стоит проверить дату калибровки, прослеживаемость и рекомендуемый интервал повторной калибровки. Эти детали становятся важными, когда данные мониторинга будут использоваться для долгосрочной оценки станции или сравниваться с другими записями измерений.
Проверка технического обслуживания
Большинство операций по техническому обслуживанию просты: поддерживайте чистоту измерительной поверхности, проверяйте положение датчика, осматривайте кабели и разъёмы, а также убедитесь, что крепление не сместилось. Требуемая периодичность зависит от места установки. В запылённых местах может потребоваться более частое очищение, тогда как открытое наружное оборудование нуждается в регулярных проверках на предмет погодных или механических повреждений.
Точность датчика — лишь одна из составляющих качества измерений. На итоговые данные также влияют установка, калибровка и техническое обслуживание.
Как данные IEC 61724 поддерживают анализ производительности фотоэлектрических систем?
После запуска системы мониторинга каждый датчик предоставляет свою часть общей картины производительности. Облучённость показывает, сколько солнечной энергии было доступно фотоэлектрической батарее, а температура модуля помогает объяснить изменения выходной мощности, связанные с температурой. Измерения ветра и других параметров окружающей среды дополняют контекст изменяющихся условий на площадке, а данные о загрязнении помогают выявить потери, вызванные пылью и загрязнением поверхности.
Эти измерения становятся гораздо полезнее, когда анализируются вместе с электрической выходной мощностью станции. IEC 61724 обеспечивает единую методологию сбора и использования этих данных, что упрощает отслеживание производительности, исследование аномальной выработки и понимание факторов, стоящих за изменениями генерации. Именно поэтому выбор датчиков имеет значение. Качество и репрезентативность измерений напрямую влияют на качество анализа производительности.
Заключение
IEC 61724 обеспечивает практическую методологию сбора и использования данных о производительности фотоэлектрических систем. Для проекта мониторинга ключевым является согласование класса мониторинга и конфигурации фотоэлектрической системы с соответствующими параметрами измерений, характеристиками датчиков, условиями установки и планом технического обслуживания. Качественный мониторинг зависит от всей измерительной системы, а не только от характеристик датчика.
YanTai Sensor предлагает варианты датчиков облучённости, температуры, погодных параметров и загрязнения для задач мониторинга фотоэлектрических систем с различными диапазонами измерений и коммуникационными интерфейсами в соответствии с требованиями проекта. Свяжитесь с Yantai Sensor и поделитесь конфигурацией вашей фотоэлектрической станции и параметрами мониторинга с нашей командой. Мы поможем вам обсудить подходящую конфигурацию датчиков для вашего проекта.
