Inleiding: Wanneer zonlicht een "variabele" wordt
De kern van fotovoltaïsche energieopwekking is het omzetten van zonne-energie in elektrische energie. Het vermogen dat hiermee wordt opgewekt, wordt in realtime direct beïnvloed door diverse meteorologische parameters, zoals zonnestraling, omgevingstemperatuur, windsnelheid en -richting, luchtvochtigheid en neerslag. Deze parameters zijn niet langer slechts cijfers in weerberichten, maar cruciale "productievariabelen" die direct van invloed zijn op het rendement van de energieopwekking, de veiligheid van de apparatuur en het rendement op investeringen. Het automatische weerstation (AWS) is daarmee getransformeerd van een wetenschappelijk onderzoeksinstrument tot een onmisbare "sensor" en "hoeksteen voor besluitvorming" in moderne fotovoltaïsche energiecentrales.
I. Multidimensionale correlatie tussen kernmonitoringsparameters en de efficiëntie van een energiecentrale
Het speciaal voor zonne-energiecentrales ontwikkelde automatische weerstation heeft een zeer gepersonaliseerd monitoringsysteem gevormd, waarbij alle gegevens nauw verbonden zijn met de werking van de centrale.
Monitoring van zonnestraling ("bronmeting" voor energieopwekking)
Totale straling (GHI): Deze bepaalt direct de totale hoeveelheid energie die door fotovoltaïsche modules wordt ontvangen en is de meest cruciale input voor het voorspellen van de energieopwekking.
Directe straling (DNI) en verstrooide straling (DHI): Voor fotovoltaïsche systemen die gebruikmaken van volgsystemen of specifieke bifaciale modules, zijn deze gegevens cruciaal voor het optimaliseren van volgstrategieën en het nauwkeurig inschatten van de winst in energieopwekking aan de achterzijde.
Toepassingswaarde: Het levert onvervangbare referentiegegevens voor het benchmarken van de prestaties van energieopwekking (PR-waardeberekening), kortetermijnprognoses voor energieopwekking en diagnose van de energie-efficiëntie van energiecentrales.
2. Omgevingstemperatuur en temperatuur van de achterplaat van het component (de "temperatuurcoëfficiënt" van het rendement)
Omgevingstemperatuur: Deze beïnvloedt het microklimaat en de koelingsbehoefte van de energiecentrale.
De temperatuur van de achterplaat van de module: Het uitgangsvermogen van fotovoltaïsche modules neemt af naarmate de temperatuur stijgt (doorgaans -0,3% tot -0,5%/℃). Door de temperatuur van de achterplaat in realtime te monitoren, kan het verwachte uitgangsvermogen nauwkeurig worden gecorrigeerd en kunnen abnormale warmteafvoer van componenten of potentiële hotspots worden opgespoord.
3. Windsnelheid en -richting (het "dubbele zwaard" van veiligheid en koeling)
Structurele veiligheid: Plotselinge, sterke winden (zoals winden met snelheden van meer dan 25 m/s) vormen de ultieme test voor het ontwerp van de mechanische belasting van fotovoltaïsche draagconstructies en modules. Realtime waarschuwingen voor de windsnelheid kunnen het beveiligingssysteem activeren en, indien nodig, de windbeschermingsmodus van de enkelassige tracker inschakelen (zoals "stormlocatie").
Natuurlijke koeling: Een geschikte windsnelheid helpt de bedrijfstemperatuur van componenten te verlagen, wat indirect de efficiëntie van de energieopwekking verbetert. De gegevens worden gebruikt om het effect van luchtkoeling te analyseren en de lay-out en de onderlinge afstand van de zonnepanelen te optimaliseren.
4. Relatieve luchtvochtigheid en neerslag ("waarschuwingssignalen" voor gebruik, onderhoud en storingen)
Hoge luchtvochtigheid: Dit kan PID-effecten (potentiaalgeïnduceerde demping) veroorzaken, corrosie van apparatuur versnellen en de isolatieprestaties beïnvloeden.
Neerslag: Regenvalgegevens kunnen worden gebruikt om het natuurlijke reinigende effect van componenten (een tijdelijke toename van de energieopwekking) te correleren en te analyseren, en om de planning van de beste reinigingscyclus te sturen. Waarschuwingen voor hevige regenval zijn direct gerelateerd aan de reactie van waterbeheersings- en afwateringssystemen.
5. Atmosferische druk en andere parameters (verfijnde “hulpfactoren”)
Het wordt gebruikt voor nauwkeurigere correctie van instralingsgegevens en voor analyses op onderzoeksniveau.
II. Datagestuurde slimme toepassingsscenario's
De datastroom van het automatische weerstation, via de dataverzamelaar en het communicatienetwerk, stroomt naar het SCADA-systeem (Static Control and Data Acquisition) en het energievoorspellingssysteem van de zonne-energiecentrale, wat aanleiding geeft tot diverse intelligente toepassingen:
1. Nauwkeurige voorspelling van de energieopwekking en de netbelasting
Kortetermijnvoorspellingen (per uur/dag geleden): Door realtime instraling, bewolkingskaarten en numerieke weersvoorspellingen (NWP) te combineren, vormen ze de basis voor de afdelingen die verantwoordelijk zijn voor de aansturing van het elektriciteitsnet. Zo kunnen ze de volatiliteit van zonne-energie in evenwicht brengen en de stabiliteit van het net waarborgen. De nauwkeurigheid van de voorspellingen is direct van invloed op de inkomsten van de energiecentrale en de marktstrategie.
Ultra-kortetermijnvoorspelling (minuutniveau): Deze is voornamelijk gebaseerd op het realtime monitoren van plotselinge veranderingen in de instraling (zoals het passeren van wolken) en wordt gebruikt voor een snelle reactie van AGC (Automatic Generation Control) in energiecentrales en een stabiele stroomproductie.
2. Grondige diagnose van de prestaties van de energiecentrale en optimalisatie van de werking en het onderhoud.
Prestatieverhoudingsanalyse (PR-analyse): Op basis van de gemeten instralings- en componenttemperatuurgegevens wordt de theoretische energieopwekking berekend en vergeleken met de werkelijke energieopwekking. Een langdurige daling van de PR-waarden kan wijzen op componentveroudering, vervuiling, obstructies of elektrische storingen.
Intelligente reinigingsstrategie: Door een uitgebreide analyse van regenval, stofophoping (die indirect kan worden afgeleid uit de verzwakking van de bestraling), windsnelheid (stof) en kosten van energieverlies, wordt dynamisch een economisch optimaal reinigingsplan voor de componenten gegenereerd.
Waarschuwing voor apparatuurproblemen: Door de verschillen in stroomopwekking van verschillende sub-arrays onder dezelfde meteorologische omstandigheden te vergelijken, kunnen storingen in combinerboxen, omvormers of stringniveaus snel worden opgespoord.
3. Beveiliging van activa en risicobeheer
Waarschuwing voor extreem weer: Stel drempelwaarden in voor harde wind, hevige regen, zware sneeuwval, extreem hoge temperaturen, enz., om automatische waarschuwingen te genereren en operationeel en onderhoudspersoneel te instrueren om preventieve maatregelen te nemen, zoals het vastdraaien, versterken, aftappen of aanpassen van de bedrijfsmodus.
Verzekering en activa-evaluatie: Lever objectieve en continue meteorologische gegevens om betrouwbaar bewijsmateriaal van derden te bieden voor schadebeoordeling na rampen, verzekeringsclaims en transacties met betrekking tot activa van energiecentrales.
III. Systeemintegratie en technologische trends
Moderne fotovoltaïsche weerstations ontwikkelen zich in de richting van een hogere mate van integratie, grotere betrouwbaarheid en intelligentie.
Geïntegreerd ontwerp: De stralingssensor, temperatuur- en vochtigheidsmeter, anemometer, dataverzamelaar en voeding (zonnepaneel + batterij) zijn geïntegreerd in een stabiel en corrosiebestendig mastsysteem, waardoor snelle installatie en onderhoudsvrije werking mogelijk zijn.
2. Hoge precisie en betrouwbaarheid: De sensor benadert de tweede of zelfs eerste standaard en beschikt over zelfdiagnose- en zelfkalibratiefuncties om de nauwkeurigheid en stabiliteit van de gegevens op lange termijn te garanderen.
3. Integratie van edge computing en AI: Voer de voorlopige gegevensverwerking en anomaliebeoordeling uit aan de stationzijde om de belasting van de gegevensoverdracht te verminderen. Door AI-beeldherkenningstechnologie te integreren en een full-sky imager te gebruiken om wolkentypen en wolkenvolumes te identificeren, wordt de nauwkeurigheid van ultrakortetermijnvoorspellingen verder verbeterd.
4. Digitale tweeling en virtuele energiecentrale: Meteorologische gegevens, als nauwkeurige input uit de fysieke wereld, vormen de basis voor het digitale tweelingmodel van de fotovoltaïsche energiecentrale. Dit model maakt het mogelijk om in de virtuele ruimte simulaties van energieopwekking, foutvoorspellingen en optimalisatie van de operationele en onderhoudsstrategie uit te voeren.
IV. Toepassingsvoorbeelden en waardebepaling
Een fotovoltaïsche energiecentrale van 100 MW, gelegen in een complex bergachtig gebied, heeft na de installatie van een micrometeorologisch monitoringsnetwerk bestaande uit zes onderstations de volgende resultaten behaald:
De nauwkeurigheid van de kortetermijnvoorspelling van het elektriciteitsverbruik is met ongeveer 5% verbeterd, waardoor de boetes voor netinspecties aanzienlijk zijn verlaagd.
Door middel van intelligente reiniging op basis van meteorologische gegevens worden de jaarlijkse reinigingskosten met 15% verlaagd, terwijl het energieverlies als gevolg van vlekken met meer dan 2% afneemt.
Tijdens een periode met sterke convectie werd de windschermmodus twee uur van tevoren geactiveerd op basis van de waarschuwing voor harde wind, waardoor mogelijke schade aan de steunpilaar werd voorkomen. Naar schatting is het verlies daardoor met enkele miljoenen yuan beperkt.
Conclusie: Van “Op de natuur vertrouwen voor het levensonderhoud” naar “Handelen in overeenstemming met de natuur”
De toepassing van automatische weerstations markeert een verschuiving in de werking van zonne-energiecentrales: van een focus op ervaring en uitgebreid beheer naar een nieuw tijdperk van wetenschappelijk, verfijnd en intelligent beheer, gebaseerd op data. Hierdoor kunnen zonne-energiecentrales niet alleen het zonlicht "zien", maar ook het weer "begrijpen", waardoor de waarde van elke zonnestraal wordt gemaximaliseerd en de inkomsten uit energieopwekking en de zekerheid van de activa gedurende de gehele levenscyclus worden verbeterd. Naarmate zonne-energie de drijvende kracht wordt achter de wereldwijde energietransitie, zal de strategische positie van het automatische weerstation, dat fungeert als het "intelligente oog", ongetwijfeld steeds belangrijker worden.
Voor meer informatie over weerstations,
Neem contact op met Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Bedrijfswebsite:www.hondetechco.com
Geplaatst op: 17 december 2025