Решение для фотоэлектрической электростанции

1. Предыстория решения фотоэлектрической электростанции 

Фотоэлектрическая (PV) генерация энергии, как значительная часть чистой энергии, широко применяется во всем мире. Благодаря достижениям в области технологий и политической поддержки строительство и эксплуатация фотоэлектрических электростанций стали ключевыми компонентами устойчивого развития. Однако на эффективность фотоэлектрических электростанций влияют различные факторы, такие как температура окружающей среды, интенсивность солнечного излучения, скорость ветра, накопление пыли и т. д. Чтобы максимизировать эффективность генерации энергии, сократить расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M) и обеспечить долгосрочную стабильную работу системы, для фотоэлектрических электростанций необходима интеллектуальная система мониторинга и управления.

2. Обзор решения фотоэлектрической электростанции 

Решение для фотоэлектрической электростанции объединяет различные датчики, технологии Интернета вещей (IoT) и платформы аналитики больших данных для достижения комплексного мониторинга и интеллектуального управления фотоэлектрическими электростанциями. Это решение может контролировать параметры окружающей среды (такие как температура, влажность, скорость ветра, солнечное излучение и т. д.) и рабочее состояние системы (такое как температура фотоэлектрической панели, выработка электроэнергии и т. д.) в режиме реального времени. Система оптимизирует эффективность выработки электроэнергии, снижает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание и повышает надежность системы за счет интеллектуальных систем управления. 

3. Как реализовать решение фотоэлектрической электростанции 

3.1 Проектирование архитектуры системы 

Системная архитектура решения фотоэлектрической станции разделена на четыре уровня: 

1. Уровень восприятия: собирает данные об окружающей среде и работе системы в режиме реального времени с помощью различных датчиков (например, датчиков температуры воздуха, влажности, давления, скорости ветра , солнечного излучения ).

2. Уровень передачи: использует беспроводные сети (такие как 4G/5G, LoRa, NB-IoT) для передачи данных в центр обработки данных.

3. Уровень платформы: обеспечивает функции хранения, обработки, анализа и визуализации данных.

4. Уровень приложений: обеспечивает мониторинг в режиме реального времени, оповещения и анализ данных для менеджера электростанции. 

Датчик атмосферной температуры, влажности, давления	Анемометр Датчик скорости ветра	Датчик направления ветра	Датчик дождя
Датчик солнечного излучения	Датчик солнечного излучения	Автоматический датчик прямого излучения	Датчик температуры солнечной панели

3.2 Выбор и размещение датчика 

1. Датчики температуры, влажности и давления атмосферы:

   - Функция: измерение температуры окружающей среды, влажности и давления воздуха.

   - Назначение: предоставление метеорологических данных в режиме реального времени для анализа влияния окружающей среды на эффективность выработки электроэнергии и оптимизации параметров работы системы.

   - Место развертывания: прилегающие территории солнечной электростанции. 

2. Датчик скорости ветра :

   - Функция: измерение скорости ветра.

   - Назначение: мониторинг изменений скорости ветра для оценки воздействия ветра на фотоэлектрические панели и оптимизации угла и метода установки панелей.

   - Место развертывания: Высокие или ключевые позиции фотоэлектрической станции. 

3. Датчик направления ветра :

   - Функция: измерение направления ветра.

   - Назначение: помогает оптимизировать ориентацию и угол наклона фотоэлектрических панелей, повышая эффективность выработки электроэнергии в сочетании с данными о скорости ветра.

   - Место установки: устанавливается рядом с датчиком скорости ветра . 

4. Датчик температуры солнечной панели:

   - Функция: измерение температуры поверхности фотоэлектрической панели.

   - Назначение: мониторинг температуры фотоэлектрических панелей в режиме реального времени для предотвращения перегрева и оптимизации эффективности выработки электроэнергии.

   - Место размещения: Поверхность фотоэлектрических панелей. 

5. Датчик солнечного излучения :

   - Функция: измерение интенсивности солнечного излучения.

   - Назначение: предоставление данных о солнечной радиации для прогнозирования выработки электроэнергии и оптимизации рабочих параметров системы.

   - Место развертывания: Открытые площадки солнечной электростанции. 

6. Датчик осадков:

   - Функция: измерение количества осадков.

   - Назначение: мониторинг условий выпадения осадков для оценки необходимости очистки фотоэлектрических панелей и оптимизации графиков технического обслуживания.

   - Место развертывания: Открытые площадки солнечной электростанции. 

7. Датчик пыли:

   - Функция: Обнаруживает скопление пыли на поверхности фотоэлектрических панелей.

   - Назначение: контролирует чистоту панелей и предлагает провести техническое обслуживание для обеспечения эффективной выработки электроэнергии.

   - Место развертывания: Поверхность фотоэлектрических панелей.

3.3 Передача и обработка данных 

1. Передача данных: данные датчиков передаются в центр обработки данных по беспроводным сетям (таким как 4G/5G, LoRa, NB-IoT).

2. Обработка данных: данные очищаются, интегрируются и форматируются. Для анализа данных и извлечения полезной информации используются интеллектуальные алгоритмы. 

3.4 Построение и визуализация платформы 

1. Платформа обслуживания данных: обеспечивает функции хранения, запроса, анализа и визуализации данных.

2. Пользовательский интерфейс: разрабатывает интуитивно понятный интерфейс для менеджера электростанции, позволяющий просматривать данные мониторинга в реальном времени и за прошлые периоды.

3. Механизм оповещения: автоматически активирует оповещения, когда данные мониторинга превышают заданные пороговые значения, и уведомляет соответствующий персонал. 

3.5 Интеллектуальное управление и поддержка принятия решений

 1. Мониторинг и оповещения в режиме реального времени: система отслеживает параметры окружающей среды и рабочее состояние системы в режиме реального времени и выдает оповещения при превышении заданных пределов.

2. Анализ данных и поддержка принятия решений: анализ больших данных выявляет закономерности в метеорологических изменениях и проблемах производительности системы, предоставляя научную основу для принятия решений.

3. Автоматизированное управление: на основе результатов анализа данных система автоматически регулирует углы наклона фотоэлектрических панелей и оптимизирует рабочее состояние инвертора для максимальной эффективности выработки электроэнергии.

4. Роль и ценность решения 

1. Повышение эффективности выработки электроэнергии: отслеживая параметры окружающей среды и состояние системы в режиме реального времени, система оптимизирует углы наклона панелей и работу инвертора для максимального использования солнечной энергии.

2. Сокращение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание: благодаря интеллектуальной диагностике неисправностей и профилактическому обслуживанию сокращается необходимость в ручных проверках и ремонтах.

3. Повышение надежности системы: мониторинг работы системы в режиме реального времени обеспечивает своевременное обнаружение и устранение неисправностей, гарантируя стабильную работу электростанции.

4. Энергосбережение и сокращение выбросов: благодаря совершенствованию технологии фотоэлектрической генерации снижается зависимость от традиционных источников энергии, что приводит к снижению выбросов углерода.

5. Принятие решений на основе данных: анализ больших данных предоставляет менеджеру электростанции научную поддержку принятия решений для оптимизации стратегий эксплуатации станции. 

5. Практические примеры 

Случай 1: Проект крупномасштабной фотоэлектрической электростанции

- Предыстория: Крупная фотоэлектрическая электростанция использовала различные датчики и интеллектуальные системы управления для мониторинга параметров окружающей среды и состояния системы в режиме реального времени.

- Эффект: Благодаря анализу данных и интеллектуальному управлению эффективность выработки электроэнергии на станции увеличилась на 15%, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание снизились на 20%, а стабильность и надежность работы станции значительно повысились. 

Случай 2: Проект распределенной фотоэлектрической генерации электроэнергии

- Предыстория: В промышленном парке была установлена распределенная фотоэлектрическая система, включающая датчики солнечного излучения и датчики температуры поверхности.

- Эффект: отслеживая солнечное излучение и температуру панелей в режиме реального времени, система может автоматически регулировать углы наклона панелей и работу инвертора, повышая эффективность выработки электроэнергии на 10% и значительно сокращая затраты на электроэнергию для парка.

Заключение: 

Решение для фотоэлектрической электростанции, благодаря интеграции различных датчиков и интеллектуальных технологий управления, позволяет максимально использовать ресурсы солнечной энергии. Это решение не только повышает эффективность выработки электроэнергии и снижает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, но и повышает надежность и стабильность системы. Благодаря сбору данных в реальном времени, анализу и интеллектуальному управлению фотоэлектрические электростанции могут достигать эффективной и интеллектуальной работы, обеспечивая надежную поддержку для продвижения чистой энергии и устойчивого развития. В будущем, с постоянным технологическим прогрессом, решение будет еще больше оптимизировано, внося больший вклад в строительство интеллектуальной энергии и умных городов.