Guia de instalação on-line do sistema de monitoramento climático fotovoltaico para projetos de energia solar

Um sistema online de monitoramento meteorológico fotovoltaico é instalado para explicar por que uma usina fotovoltaica produz a energia que produz. Irradiância, temperatura do módulo, vento, umidade e pressão não são valores decorativos; são os dados de referência utilizados pelos proprietários, empreiteiros de EPC e equipas de O&M para comparar a geração esperada com a produção real.

Para projetos de energia solar, a qualidade da instalação afeta diretamente a qualidade dos dados. Um piranômetro sombreado, um sensor de vento bloqueado por uma estrutura de montagem ou um sensor de temperatura do módulo mal fixado podem criar dados que parecem precisos, mas enganam a análise de desempenho. Este artigo concentra-se nas decisões de instalação que são importantes no nível do site.

Antecedentes do projeto e demanda de aplicação industrial

precisam de dados meteorológicos para cálculo de índice de desempenho, previsão de energia, decisões de limpeza e análise de falhas. Quando a irradiância é alta, mas a saída é baixa, o engenheiro de O&M deve saber se a causa é temperatura do módulo, sujeira, limitação do inversor, sombreamento, resfriamento pelo vento ou falha elétrica. Sem dados meteorológicos locais, a discussão torna-se uma adivinhação.

Uma estação de monitoramento fotovoltaica prática geralmente mede a irradiância global, radiação direta ou difusa quando necessário, irradiância do plano inclinado, UV ou iluminância em alguns projetos, temperatura do módulo fotovoltaico, temperatura e umidade ambiente, velocidade do vento, direção do vento e pressão atmosférica. Algumas plantas adicionam sensores de chuva e sujeira para apoiar os cronogramas de limpeza.

Posição do produto na arquitetura de monitoramento fotovoltaico

A estação meteorológica fotovoltaica fica fora do equipamento de conversão de energia, mas está firmemente conectada à operação da planta. Os sensores enviam dados para um coletor, registrador, RTU ou gateway. Os dados então entram na plataforma de monitoramento, sistema SCADA ou software de análise de desempenho. Para os proprietários das usinas, a estação é um instrumento de referência; para as equipes de EPC, faz parte da aceitação e da transferência de O&M de longo prazo.

A estação deve ser instalada onde representa o conjunto fotovoltaico e não onde é mais fácil de montar. O plano do piranômetro, a localização do sensor de temperatura do módulo e a folga do sensor de vento devem ser decididos antes da instalação civil. O acesso para limpeza, calibração e inspeção também deve ser incluído no layout.

Compatibilidade de comunicação e protocolo

geralmente usam RS485 e Modbus RTU porque o coletor deve ler vários sensores em um gabinete ou estação de campo. O integrador deve confirmar o endereço do sensor, taxa de transmissão, mapa de registro, unidade de dados e escala antes de conectar-se à plataforma.

Para plantas em escala de utilidade pública, 4G, Ethernet ou gateways suportados por fibra podem ser usados ​​para fazer upload de dados. Para energia fotovoltaica distribuída, um registrador menor pode ser suficiente se armazenar dados históricos e fornecer comunicação estável. O ponto importante é que os dados de irradiância e temperatura do módulo devem compartilhar a mesma lógica de carimbo de data/hora que os dados de produção do inversor.

Parâmetros técnicos

Método de instalação e verificações de campo

• Verifique todos os acessórios antes da instalação: sensores, suporte, painel solar, bateria, coletor, cabos e montagem peças.

• Manuseie os sensores com cuidado; sensores de radiação e sensores de vento são instrumentos de precisão, e não acessórios de metal comuns.

• Alinhe a direção do vento corretamente. Se o marcador de direção exigir alinhamento ao sul, o instalador deverá segui-lo antes de apertar o suporte.

• Evite sombreamento de edifícios, fileiras fotovoltaicas, bandejas de cabos e equipamentos próximos. Mesmo um sombreamento curto pode distorcer os dados de irradiância.

• Mantenha a superfície do sensor de radiação nivelada ou alinhada ao plano de inclinação especificado de acordo com a finalidade de monitoramento.

• Planeje o roteamento de cabos, conectores à prova d'água, aterramento e proteção contra raios antes de a estação ser alimentada.

Cenários de aplicação e valor de engenharia

Usina fotovoltaica em escala de utilidade

Desafio do local:Locais grandes precisam de dados de referência de desempenho para muitos blocos inversores e diferentes condições de terreno.

Esquema de integração do sistema:Instale estações meteorológicas fotovoltaicas perto de matrizes representativas e conecte sensores RS485 a uma plataforma de monitoramento de planta.

Valor do usuário:As equipes de O&M podem comparar a saída de energia com a irradiância e a temperatura do módulo em vez de julgar apenas pela geração.

Telhado Comercial Distribuído PV

Desafio do local:As estruturas do telhado criam sombreamento, turbulência do vento e restrições de acesso para manutenção.

Esquema de integração do sistema:Use irradiância compacta, temperatura do módulo e monitoramento do clima ambiente com montagem cuidadosa.

Valor do usuário:Os proprietários podem identificar se o baixo rendimento é resultado de condições climáticas, sombreamento, sujeira ou falhas no equipamento.

PV Aceitação EPC

Desafio do local:A entrega do projeto requer evidências rastreáveis ​​de que os dados de monitoramento estão estáveis ​​e corretamente integrados.

Esquema de integração do sistema:Verifique a orientação do sensor, unidades da plataforma, correspondência de carimbo de data/hora e exportação de dados durante o comissionamento.

Valor do usuário:EPC e equipes proprietárias reduzem disputas durante a aceitação do desempenho.

Pesquisa de recursos solares

Desafio do local:Os projetos de pesquisa precisam de valores de radiação direta, difusa, inclinada e global para comparação.

Esquema de integração do sistema:Use vários sensores de radiação e metadados claros para ângulo, altura e programação de limpeza.

Valor do usuário:Os pesquisadores obtêm conjuntos de dados reutilizáveis ​​em vez de leituras isoladas.

Guia de seleção e aceitação

Os compradores devem separar o monitoramento climático fotovoltaico básico do monitoramento avançado de recursos solares. Uma planta básica pode precisar de irradiância global, temperatura do módulo, temperatura ambiente e vento. Um projeto de avaliação de recursos pode exigir radiação direta, radiação difusa, irradiância inclinada, UV e medição de sujidade. Adicionar todos os sensores sem finalidade de análise apenas aumenta o custo de manutenção.

deve incluir uma verificação de razoabilidade dos dados. A irradiância deve aumentar e diminuir com a posição solar, a temperatura do módulo deve responder à irradiância e ao vento, e os eventos de chuva ou limpeza devem ser visíveis no registro de operação. Se um valor for tecnicamente exibido, mas fisicamente irracional, a instalação deverá ser revisada.

Limites de configuração de monitoramento fotovoltaico

Uma estação meteorológica fotovoltaica não deve ser configurada apenas a partir de uma lista meteorológica genérica. Uma usina precisa de dados que possam explicar o desvio de geração. A irradiância global, a irradiância inclinada e a temperatura do módulo estão diretamente ligadas à produção de energia. A velocidade do vento, a temperatura ambiente e a umidade fornecem o contexto ambiental. As informações sobre precipitação e sujeira ajudam as equipes de O&M a avaliar se a limpeza é necessária.

Radiação direta, radiação difusa, radiação UV e radiação líquida devem ser adicionadas somente quando o projeto precisar de avaliação de recursos ou análise de nível de pesquisa. Para muitos projetos de aceitação EPC, muitos canais não utilizados criam mais trabalho de limpeza e calibração sem melhorar a decisão operacional.

Lista de verificação de aceitação de PV

• O piranômetro não está sombreado por fileiras de PV, bandejas de cabos ou estruturas próximas.

• O sensor de temperatura do módulo está conectado a uma folha traseira representativa do módulo.

• O plano de irradiância é documentado como horizontal, inclinado ou ambos.

• Os dados meteorológicos e os dados do inversor usam carimbos de data/hora comparáveis.

• A plataforma exibe unidades corretas para W/m2, ℃, m/s, direção e precipitação.

• O acesso para limpeza e inspeção é possível sem remover estruturas principais.

Erros comuns na aquisição de estações meteorológicas fotovoltaicas

• Comprar uma estação meteorológica sem definir se é para O&M, EPC aceitação ou avaliação de recursos.

• Usando uma estação para um local complexo com diversas inclinações ou orientações de conjunto.

• Ignorar a temperatura do módulo, embora seja necessário para explicar a perda térmica.

• Esquecimento dos procedimentos de calibração e limpeza de sensores de radiação.

Como os engenheiros usam dados meteorológicos fotovoltaicos após o comissionamento

Após o comissionamento, a estação deve se tornar parte do fluxo de trabalho de O&M. Os engenheiros comparam a irradiância com a saída do inversor para identificar perdas anormais. Eles comparam a temperatura do módulo com o comportamento térmico esperado para explicar a menor eficiência durante períodos quentes. Eles comparam os registos de precipitação e sujidade com os registos de limpeza para decidir se um evento de limpeza é justificado.

A estação deve, portanto, ser incluída no relatório diário ou semanal da planta. Se a estação meteorológica for tratada apenas como um acessório, seus dados não influenciarão as decisões. Uma abordagem melhor é definir várias verificações padrão: disponibilidade de irradiância, razoabilidade da temperatura do módulo, tempo de atividade da comunicação e se os sensores de radiação necessitam de limpeza.

Informações a serem fornecidas antes da cotação

Para uma consulta de projeto fotovoltaico, o comprador deve fornecer a capacidade da planta, layout do conjunto, inclinação do módulo, número de blocos inversores, tipo de plataforma de monitoramento, se é necessária irradiância horizontal ou inclinada e se o projeto precisa de radiação direta ou difusa. Se o local tiver diferentes orientações de terreno ou conjunto, isso deverá ser declarado com antecedência, pois poderá afetar a quantidade de estações. Q1: Qual é o sensor mais importante em uma estação meteorológica fotovoltaica?

R: A irradiância solar é a referência principal, mas a temperatura do módulo também é essencial porque a saída fotovoltaica muda com a temperatura operacional do módulo.

P2: Por que a posição de instalação é tão importante?

A: Os dados meteorológicos fotovoltaicos são usados ​​para análise de desempenho. Se o sensor estiver sombreado ou colocado em uma área não representativa, a planta poderá tomar decisões erradas de O&M.

Q3: O sensor de radiação deve ser horizontal ou inclinado?

R: Depende da finalidade. A radiação global horizontal é comum para referência meteorológica, enquanto a irradiância do plano inclinado é útil ao comparar a exposição real do módulo.

Q4: As estações meteorológicas fotovoltaicas podem usar RS485 Modbus?

R: Sim. RS485 Modbus é comumente usado para conectar sensores de radiação, temperatura, vento e outros sensores a registradores de dados ou sistemas de monitoramento de plantas.

Q5: O que deve ser verificado antes da instalação?

A: Verifique os acessórios, suporte, orientação do sensor, rota do cabo, fonte de alimentação, aterramento, campos da plataforma e caminho de acesso para manutenção.

Q6: De quantas estações meteorológicas fotovoltaicas uma planta precisa?

R: Depende do tamanho da planta, terreno, orientação da matriz e requisitos de análise de desempenho. Locais grandes ou irregulares podem necessitar de mais de uma estação.

P7: Como os dados de precipitação ajudam a O&M de PV?

R: A precipitação ajuda a explicar a limpeza natural do módulo, as alterações de sujidade e as alterações de geração relacionadas com o clima. Quando a precipitação é comparada com os registos de irradiância e sujidade, a equipa de O&M pode decidir se a limpeza manual ainda é necessária.

Q8: Quais documentos um comprador deve solicitar?

A: Solicite folhas de dados do sensor, tabelas de registro Modbus, desenhos de fiação, notas de instalação, orientações de calibração e registros de comissionamento. Esses documentos reduzem o tempo de integração e facilitam a solução de problemas posteriores.

P9: Como o NiuBoL oferece suporte a projetos de monitoramento fotovoltaico?

R: NiuBoL fornece componentes de monitoramento meteorológico fotovoltaico e soluções de estação meteorológica para monitoramento de usinas de energia solar e integração de O&M.

Q10: Que informações devem ser incluídas em uma consulta de estação meteorológica fotovoltaica?

R: Uma consulta útil deve incluir a capacidade da planta, layout do conjunto, inclinação do módulo, tipo de irradiância necessária, método de comunicação e requisitos da plataforma de monitoramento. Isso permite que o fornecedor recomende sensores e quantidade de estações em vez de citar uma estação meteorológica genérica.

Resumo

Um sistema de monitoramento climático fotovoltaico online só é útil quando a instalação é representativa, estável e de fácil manutenção. Para os compradores, a decisão principal é definir quais questões de desempenho fotovoltaico o sistema deve responder e, em seguida, selecionar os sensores, o método de montagem e a interface de comunicação de acordo. As soluções de monitoramento climático NiuBoL PV podem suportar usinas solares que precisam de irradiância confiável, temperatura do módulo e dados meteorológicos locais.

Piranômetro Sensores de radiação solar folha de dados

NBL-W-SRS-Solar-radiation-sensor-instruction-manual-V4 .0.pdf

NBL-W-HPRS-Solar-Radiation-Sensor-Instruction-Manual-V3 .0.pdf

NBL-W-PSS Sensor de sujeira Folha de dados do instrumento de monitoramento de poeira fotovoltaica.pdf

Medidor de radiação solar de rastreamento totalmente automático 3 em 1.pdf