لماذا تحتاج الطاقة الشمسية إلى محطات طقسية؟

لماذا تحتاج الطاقة الشمسية إلى محطات الأرصاد الجوية؟

وتحتل تكنولوجيا توليد الطاقة الفلطاضوئية - الشمسية موقعا هاما في التحول العالمي في مجال الطاقة،إلا أن كفاءة توليد الطاقة واستقرارها يتأثران تأثراً كبيراً بظروف الأرصاد الجوية.ولذلك، فإن إنشاء محطة الأرصاد الجوية الفلطاضوئية الشمسية المتخصصة لرصد وتحليل البيانات في الوقت الحقيقي أمر ضروري لضمان التشغيل الكفؤ والآمن والمستقر لمحطات توليد الطاقة الفلطاضوئية.وفيما يلي المهام الأساسية لمحطة الأرصاد الجوية ذات الPV وأهميتها:

 ١ - رصد رصد التشعيـع الشمسيــة

   - الوظيفة والدور: الإشعاع الشمسي (بما في ذلك الإشعاع المباشر، والإشعاع المتناثر، والإشعاع الكلي) هو البيانات الأساسية لتوليد الطاقة الفلطاضوئية.وفي يوم مشمس ، يكون التشعُّع الشمسي عاليا ، ويناظر ذلك ارتفاع توليد الطاقة ؛ وفي يوم غائم او غائم ، يكون العكس صحيحا .من خلال بيانات الاشعاع المتجمعة على مدى فترة طويلة من الزمن، مقترنة بالمعلومات عن الغيوم وزاوية الارتفاع الشمسي في التنبؤ بالطقس،ويمكن وضع نموذج دقيق للتنبؤ بتوليد الطاقة يوفر ضمانة قوية للوصول إلى الشبكات وإيصال الطاقة.

   - القيمة: تساعد بيانات الإشعاع الدقيقة على تحسين التنبؤ بتوليد الطاقة إلى أقصى حد، ودعم تنظيم تحميل الشبكة، وإرسال الطاقة، وتحسين الكفاءة العامة للنظام.

 2 - رصد درجة الحرارة

   - الوظيفة والدور: تتفاوت كفاءة توليد الطاقة في الوحدات الPV حسب درجة الحرارة، وتنخفض الكفاءة عند درجات الحرارة العالية.فعلى سبيل المثال، قد تصل درجة حرارة سطح الوحدة في الصيف إلى 60-70 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من درجة حرارة الاختبار القياسية البالغة 25 درجة مئوية، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في كفاءة توليد الطاقة.من خلال رصد درجة الحرارة، يمكن تصحيح التنبؤ بتوليد الطاقة في الوقت المناسب، توجيه O&(ج) الموظفون الفنيون لاتخاذ تدابير لتبديد الحرارة من أجل تحسين كفاءة توليد الطاقة.

   - القيمة: لا تستخدم بيانات درجة الحرارة لتعديل نموذج كفاءة توليد الطاقة فحسب، بل تساعد أيضا في تصميم نظام أكثر فعالية لتبديد الحرارة وإطالة عمر الوحدة.

 3 - رصد سرعة الرياح

   - الوظيفة والدور: سرعة الرياح حاسمة بالنسبة لسلامة محطات توليد الطاقة الفلطاضوئية، حيث يمكن لسرعة الرياح المفرطة أن تسبب ضغطاً ريحياً قوياً على الوحدات والرفات الفلطاضوئية، مما قد يؤدي إلى تلف في المعدات. ومدى سرعة الرياح المشتركة في التصميم هو 20-28 متر/ثانية. وتجاوز هذا المدى قد يسبب تلفاً أو فشلاً في النظام.

   - القيمة: تساعد بيانات سرعة الرياح الريحية في الوقت الحقيقي على التحذير من الرياح القوية وتوجيه O&كما يمكن استخدام بيانات سرعة الرياح لتقييم أثر تبريد الرياح على الألواح الفلطاضوئية وتحسين تخطيط محطة توليد الطاقة إلى الحد الأمثل.

 4 - رصد الترويس

   - الوظيفة والدور: يؤثر الانهيار تأثيرا مزدوجا على محطات توليد الطاقة الكهرومغناطيسية، إذ أن الأمطار الغزيرة والرياح وغيرها من الأحوال الجوية العقيمة يمكن أن تلحق ضررا مباشرا بوحدات الطاقة الكهرومغناطيسية، ولا سيما في الرياح والرياح القوية، وسطح الوحدات عرضة للارتطام؛ بينما يؤدي عدم هطول الأمطار في المناطق القاحلة إلى تراكم الغبار، مما يؤثر على نقل الضوء وكفاءة توليد الطاقة.

   - القيمة: من خلال رصد كمية وكثافة التهطال في الوقت الحقيقي، يمكن لمحطة الأرصاد الجوية أن تقوم مسبقاً بأعمال الصرف والحماية لتجنب ابتلاع المعدات أو تلفها، وفي الوقت نفسه، تساعد بيانات التهطال على تقييم درجة تراكم الغبار على سطح الوحدات وترشيد ترتيب التنظيف للحفاظ على كفاءة تشغيل نظام توليد الطاقة.

 5 - رصد السلامة

   - الوظيفة والدور: تؤثر الرطوبة تأثيرا مباشرا على أداء الوحدات الفلطاضوئية، فالرطوبة المفرطة قد تتسبب في ظهور قطرات المياه أو العفن على سطح الوحدة، مما يؤثر على معدل انتقال الضوء، وبالتالي يقلل من كفاءة توليد الطاقة، وفي المناطق الجافة ذات الأمطار الضئيلة، يميل الغبار إلى التراكم، مما يزيد من التأثير على كفاءة توليد الطاقة.

   - القيمة: يمكن لبيانات الرطوبة، عند استخدامها بالاقتران مع بيانات التهطال، أن تساعد في تقييم مدى تراكم الغبار على سطح الوحدة، وتحديد موعد القيام بأعمال التنظيف لضمان استقرار تشغيل النظام الفلطاضوئي في الأجل الطويل.

 ٦- رصد الضغط البارومتري

   - الوظيفة والاستخدام: ترتبط التغيرات في الضغط البارومتري ارتباطاً وثيقاً عادة بالتغيرات في الطقس، وكثيراً ما يكون الضغط البارومتري المنخفض مصحوباً بطقس سيء، مثل الأمطار الغزيرة، والبرق، والرياح القوية، وما إلى ذلك، في حين يعني الضغط البارومتري العالي عادة وجود طقس واضح، ويمكن أن يساعد رصد الضغط البارومتري في التنبؤ بتغيرات الطقس وزيادة تعزيز دقة التنبؤات بتوليد الطاقة.

   - القيمة: توفر بيانات الضغط القياسي مدخلات لنماذج الطقس، مما يساعد على تقييم الأداء على المدى الطويل والاستفادة المثلى من النظام، ويدعم تحليلا أكثر تعقيدا للطقس.

 أجهزة الاستشعار اللازمة لمحطات الأرصاد الجوية العاملة بPV الشمسية

وبغية الرصد الشامل لبارامترات الأرصاد الجوية المتصلة بتوليد الطاقة الفلطاضوئية، تجهز محطات الأرصاد الجوية الفلطاضوئية الفلطاضوئية الشمسية بمجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار العالية الدقة، وفيما يلي وصف مفصل لأجهزة الاستشعار المشتركة ووظائفها وقيمها:

 ١ - استشعار الاشعاع الشمسي )مثل NBL-W-HPRS(

   - الوظيفة والدور: استنادا إلى مبدأ الحرارة، يقيس بدقة مجموع كمية الإشعاعات الشمسية، بما في ذلك الإشعاعات المباشرة والمشتتة، ويكفل طلاءه العالي الاستيعابي كفاءة احتباس الطاقة الشمسية، ويقلل التصميم المكيف حسب درجة الحرارة من تأثير التغيرات في درجات الحرارة المحيطة على نتائج القياس.

   - القيمة: تزود محطات توليد الطاقة الفلطاضوئية بالبيانات الأساسية للتنبؤ بتوليد الطاقة، مما يساعد على تحسين تصميم المحطة وزوايا الوحدات لضمان تحويل الطاقة الضوئية إلى أقصى حد ممكن، وتساعد بيانات التشعيع المتراكمة على مدى فترة طويلة من الزمن في بناء نماذج تنبؤية دقيقة لتوليد الطاقة لدعم جدولة الشبكة وإدارة الحمل.

 2- درجة الحرارة واستشعارات الرطوبة (مثل NBL-W-LBTH)

   - الوظيفة والدور: لرصد درجة حرارة ورطوبة البيئة أثر مباشر على كفاءة الوحدات الفلطاضوئية، حيث يقلل ارتفاع درجة الحرارة من كفاءة الوحدات، وقد تؤثر الرطوبة على نظافة سطح الوحدة، مما يؤدي إلى انخفاض في معدل انتقال الضوء.

   - القيمة: تستخدم بيانات درجة الحرارة لتعديل نموذج كفاءة توليد الطاقة وتوجيه تصميم تبديد الحرارة، بينما تساعد بيانات الرطوبة في تقييم تراكم الأوساخ المحتملة وتحقيق المستوى الأمثل لجدول التنظيف لضمان نظافة سطح الوحدة والمحافظة على توليد الطاقة بكفاءة.

 ٣ - مقياس سرعة الرياح واتجاهها )مثل NBL-W-DS/NBL-W-SS(

   - الوظيفة والدور: إن رصد سرعة الرياح واتجاهها أمر بالغ الأهمية للسلامة الهيكلية للوحات الفلطاضوئية، وقد تتسبب الرياح القوية في إلحاق ضرر بمحطة توليد الطاقة، ولا سيما عندما تتجاوز سرعة الرياح سرعة الرياح التصميمية (20-28 متر/ثانية)، مما قد يسبب تلفا أو فشلا في المعدات.

   - القيمة: الإنذار المبكر بالأحوال الجوية القصوى لضمان التشغيل&وفي الوقت نفسه، يمكن استخدام بيانات سرعة الرياح لتقييم أثر التبريد والمساعدة في تحقيق المستوى الأمثل لتصميم صفيفة الPV لتحسين الكفاءة العامة للنظام.

 4. درجة حرارة فريق الخبراء (مثل NBL-W-PPT)

   - الوظيفة والدور: تُركَّز على الجزء الخلفي من الوحدة الفلطاضوئية، وهي تقيس بدقة درجة حرارة الوحدة وتعكس حالة العمل الفعلية، وتؤثر درجة حرارة الوحدة مباشرة على كفاءة توليد الطاقة، ويلزم التعويض عن فقدان الكفاءة عند درجات الحرارة العالية وحسابه ببيانات درجات الحرارة.

   - القيمة: تستخدم لتصحيح التنبؤ بتوليد الطاقة، ومساعدة العاملين في التشغيل والصيانة على إيجاد ظروف تدفئة غير عادية في الوقت المناسب، واتخاذ تدابير التحلل الحراري المقابلة أو عمليات الصيانة، وإطالة عمر الوحدة، وتعزيز كفاءة توليد الطاقة.

 5 - جهاز استشعار الضغط على الغلاف الجوي

   - الوظيفة والدور: على الرغم من أن التغيرات في ضغط الغلاف الجوي لا تذكر في كثير من الأحيان على وجه الخصوص، فإنها تؤثر بصورة غير مباشرة على الظروف المناخية ولها دور داعم في تحليل أداء توليد الطاقة على المدى الطويل.

   - القيمة: إلى جانب بارامترات الأرصاد الجوية الأخرى، فهي توفر مدخلات لنماذج الأرصاد الجوية الأكثر تعقيدا، وتسهم في تقييم الأداء الطويل الأجل وتحقيق الاستخدام الأمثل للنظام، وتدعم التنبؤات الدقيقة لتوليد الطاقة وقرارات الإرسال.

 جهاز استشعار استشعار التلقيب

   - الوظيفة والدور: الرصد الآني للتهطال، بما في ذلك الظواهر الجوية مثل المطر والبرد - قد يتسبب هطول أمطار غزيرة أو برد غزير في إلحاق ضرر مادي بالوحدات الPV، ولا سيما في الرياح القوية والعواصف البادرة، حيث يكون سطح الوحدة عرضة للتأثير.

   - القيمة: تساعد على منع الإضرار بالوحدات من الفيضان والأثر، وضمان سلاسة الصرف وتجنب تسرب الوحدات، وفي الوقت نفسه، تساعد بيانات التهطال على تقييم درجة تراكم الغبار على سطح الوحدة وترتيب أعمال التنظيف على نحو رشيد للحفاظ على كفاءة تشغيل نظام توليد الطاقة.

 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

وتحقق محطة الأرصاد الجوية الفلطاضوئية الشمسية رصدا شاملا للبيئة حول محطة توليد الطاقة الفلطاضوئية عن طريق دمج مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار ذات الدقة العالية.والتحليل الشامل لهذه البيانات لا يكفل التشغيل الآمن والمستقر لمحطة توليد الطاقة فحسب،كما أنه يحسن كفاءة توليد الطاقة ويقلل من تكاليف التشغيل والصيانة،وهو دعم تقني لا غنى عنه لتحقيق كفاءة استخدام الطاقة الفلطاضوئية.وعلى وجه التحديد، تؤدي البيانات التي تقدمها محطة الطقس دورا هاما في الجوانب التالية:

١ - الرصد الآني: يمكن لأجهزة الاستشعار أن ترصد أحوال الأرصاد الجوية في المنطقة التي توجد فيها محطة الطاقة الفلطاضوئية في الوقت الحقيقي، بما في ذلك درجة الحرارة، والرطوبة، وسرعة الرياح، واتجاه الرياح، وما إلى ذلك، وهذه البيانات ذات أهمية حاسمة لتشغيل محطة توليد الطاقة وصيانتها، مما يساعد محطة توليد الطاقة على تعديل استراتيجية تشغيلها في الوقت المناسب لضمان التشغيل الآمن والفعال.   

2 - الإنذار المبكر الذكي: استناداً إلى بيانات الرصد المستمدة من أجهزة الاستشعار، يمكن لمحطة الطقس أن توفر إنذاراً مبكراً بالظروف الجوية غير المواتية التي قد تؤثر على تشغيل محطة توليد الطاقة الفلطاضوئية، مثل الرياح القوية والأمطار الغزيرة.&فريق M مع نافذة ثمينة من الوقت للقيام بعمليات التحقق من السلامة وتدابير الحماية، تجنبا فعالا فشل محطات توليد الطاقة الكهربائية والخسائر الناجمة عن عوامل الأرصاد الجوية.

3 - تحليل كفاءة الطاقة: من خلال بيانات الأرصاد الجوية التي تجمعها أجهزة الاستشعار، يمكن لمحطة الأرصاد الجوية أن تجري تحليلا لكفاءة استخدام الطاقة لتقييم كفاءة توليد الطاقة في محطة توليد الطاقة الفلطاضوئية، مما يوفر أساسا علميا لتحقيق المستوى الأمثل لتصميم محطة توليد الطاقة وتعزيز القدرة على توليد الطاقة، مما يساعد محطة توليد الطاقة على تحقيق فوائد اقتصادية أعلى.

4- خفض تكاليف التشغيل والصيانة: يمكن لأجهزة الاستشعار أن تحذر من الكوارث المحتملة في مجال الأرصاد الجوية ومن انخفاض الكفاءة في توليد الطاقة الكهربائية مسبقاً، حتى يتسنى لمحطة توليد الطاقة أن تتخذ تدابير لمنع حدوثها والتصدي لها مسبقاً، مما يقلل من تكاليف التشغيل والصيانة ومعدل الفشل.

وخلاصة القول، توفر محطة الأرصاد الجوية الفلطاضوئية الشمسية دعما هاما للبيانات من أجل التنبؤ بتوليد الطاقة، O.&M إدارة وضمان سلامة محطات توليد الطاقة الفلطاضوئية عن طريق الرصد الدقيق لعوامل الأرصاد الجوية (مثل الإشعاع، ودرجة الحرارة، وسرعة الرياح، والهطول، والرطوبة، وما إلى ذلك).بيانات الأرصاد الجوية هذه لا تعزز فقط كفاءة توليد الطاقة الفلطاضوئية،كما توفر إنذاراً مبكراً بالأحوال الجوية القصوى وتساعد على منع تلف المعدات، وبذلك تحقق التشغيل المستقر الطويل الأجل لمحطات توليد الطاقة الفلطاضوئية.ومن خلال نشر أجهزة استشعار مناسبة، تستطيع محطة الأرصاد الجوية توفير رصد الأرصاد الجوية الشامل في الوقت الحقيقي لمحطات توليد الطاقة الفلطاضوئية، مما يوفر ضمانا قويا لتحديد مواعيد توليد الطاقة وتحقيق الاستخدام الأمثل للنظام.

جهاز مقياس للسيران أجهزة الاستشعار )تابع( البيانات البيانية

V4.0.pdf

V4.0.pdf