光伏太陽能發(fā)電中的遠程監(jiān)控

 確保項目的效率和大回報

 

  光伏太陽能發(fā)電設施是一種將太陽能轉變?yōu)殡娔艿难b置，光伏電池接受太陽能輻射后將光能轉變成電能，一個工廠如果選擇適當規(guī)模的光伏發(fā)電，實際上是可以滿足工廠日常運營的100%的電力需求，從而使其電費成本將至零，從而獲得可觀的。為了達成這個目標，光伏發(fā)電還實際應用過程中克服兩個限制條件，那就是物理空間的大小和氣候條件的因素，前者決定了你的光伏發(fā)電的規(guī)模，簡單的說就是光伏電池板安裝的數(shù)量或面積，后者決定光伏太陽能轉變成電能的效率，上述兩個因素直接決定光伏太陽能的大效能。為了更好的了解這一情況，我們接下來先簡單介紹一下光伏發(fā)電的工作原理。

 

  在光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)過程中，能量來源于太陽輻射對光伏電池板的輻射，當光伏電池板接受的太陽能輻射的能量越多，電池板產(chǎn)生的電能就越多。太陽能光伏電池板由二氧化硅等半導體材料制成，當接受太陽能輻照后會產(chǎn)生內部電子移動，從而實現(xiàn)發(fā)電。

 

  光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)由三個主要部件組成如下：

  太陽能組件或面板。 

  變頻器。 

  雙向儀表。

 

  太陽能光伏發(fā)電過程為光伏電池面板在接受的太陽輻射能按照一定的效率轉化為電能，并產(chǎn)生電壓和電流，但是此時產(chǎn)生的電流是直流電，與工業(yè)和民用的交流點不同，這是需要變頻器將太陽能電池板轉變的直流電轉化成可以商用的交流電，并且還可以實現(xiàn)商業(yè)用電用電壓的增壓，從變頻器輸出至電力分配系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)、用戶等日常電力使用需求。在實現(xiàn)太陽能電池板上游發(fā)電和企業(yè)、用戶的下游用電的過程中，還需要一個雙向儀表進行上下游用電功率的平衡，保證上游太陽能光伏電池板產(chǎn)生的電量與下游配電系統(tǒng)消耗的電量動態(tài)平衡。

 

  由此可見，一個光伏太陽能電廠的運行取決于設備的正確安裝和設備質量以及當?shù)亓己玫臍夂驐l件。但是太陽能光伏電池板是具有一定的使用壽命的，也就說太陽能光伏電池板一旦安裝就開始了它的壽命消耗。

 

  光伏太陽能發(fā)電效能的另一個因素就是電力損失，包括電力輸送過程的效能損失、直流電和交流電轉變過程中的效能損失以及太陽能電池板產(chǎn)生的效能損失。其中影響太陽能電池板效能損失的重要因素就是溫度，主要的表現(xiàn)就是過熱。在陽光充足和高溫地區(qū)，可以安裝混合系統(tǒng)太陽能電池板，及可以對太陽能電池板安裝有循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，在實現(xiàn)光伏太陽能電池板電力輸出的情況下可以降低太陽能電池板過熱帶來的不利影響，同時也可以產(chǎn)生具有一定使用功能的熱水。

 

  在對溫度參數(shù)進行有效監(jiān)測的情況下可以大限度的提供太陽能光伏發(fā)電的大效率，并可以實現(xiàn)對太陽能光伏發(fā)電過程中設備維護保養(yǎng)提供預防措施的參考，避免設備發(fā)生不可逆轉的損傷。

 

  光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)測可以通過安裝能夠測量太陽輻射和溫度的傳感器來進行，連接到能夠以先前定義的時間間隔存儲被監(jiān)測單元的狀態(tài)的電子記錄器。 這些記錄器通過具有ModbusRTU工業(yè)協(xié)議的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡相互連接，其中一個配置為主設備，它向其他設備交互信息。變頻器作為子網(wǎng)絡連接到同一網(wǎng)絡，允許訪問監(jiān)控系統(tǒng)，跟蹤氣候變量（溫度和太陽輻射）以及發(fā)電。

 

  另外，我們可以在每個面板電路中安裝電流傳感器和直流電壓。 因此，系統(tǒng)可以計算在面板上的直流電流和直流電壓產(chǎn)生的能量，并比較變頻輸出端的交流電壓和交流電流，從而監(jiān)測相關變頻器在進行電力轉換過程的轉換效率。

 

  對于具有水循環(huán)系統(tǒng)以冷卻面板和用于熱電聯(lián)產(chǎn)的設備，泵可以由變頻器輸出的電力進行供電運行。該設備也可以連接到Modbus-RTU網(wǎng)絡，可以通過監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控并記錄其操作。 監(jiān)控系統(tǒng)的架構如下圖所示：

 

  該系統(tǒng)還依靠3G路由器，允許遠程訪問所有系統(tǒng)參數(shù)。此配置允許將信息發(fā)送到云并通過Internet導航器自由訪問，也可以通過VPN發(fā)送至服務器，也可以將上述信息傳輸至特定的應用（如：SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）或者數(shù)據(jù)庫。

 

  光伏太陽能在當今世界已成為現(xiàn)實，其應用正在迅速擴展。設備設施變得越來越復雜，對效率的要求也越來越高。上述設備設施運行的監(jiān)控將是這些設備設施基本要素，沒有有效的系統(tǒng)運行監(jiān)測，可能造成造成操作的盲目性以及一些無效的重復性，有效的系統(tǒng)運行監(jiān)測可以增加日常運行的可預測性，也可以監(jiān)視到系統(tǒng)日常運行過程中常見故障以及避免一些無效的應用或者指令。

 

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