光伏太陽能發(fā)電中的遠(yuǎn)程監(jiān)控

 確保項(xiàng)目的效率和大回報(bào)

  光伏太陽能發(fā)電設(shè)施是一種將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，光伏電池接受太陽能輻射后將光能轉(zhuǎn)變成電能，一個(gè)工廠如果選擇適當(dāng)規(guī)模的光伏發(fā)電，實(shí)際上是可以滿足工廠日常運(yùn)營的*的電力需求，從而使其電費(fèi)成本將至零，從而獲得可觀的。為了達(dá)成這個(gè)目標(biāo)，光伏發(fā)電還實(shí)際應(yīng)用過程中克服兩個(gè)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(zhuǎn)變成電能的效率，上述兩個(gè)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(duì)光伏電池板的輻射，當(dāng)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(dǎo)體材料制成，當(dāng)接受太陽能輻照后會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部電子移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。

光伏太陽能發(fā)電系統(tǒng)由三個(gè)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(zhuǎn)化為電能，并產(chǎn)生電壓和電流，但是此時(shí)產(chǎn)生的電流是直流電，與工業(yè)和民用的交流點(diǎn)不同，這是需要變頻器將太陽能電池板轉(zhuǎn)變的直流電轉(zhuǎn)化成可以商用的交流電，并且還可以實(shí)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(shí)現(xiàn)企業(yè)、用戶等日常電力使用需求。在實(shí)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(gè)雙向儀表進(jìn)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(dòng)態(tài)平衡。

  由此可見，一個(gè)光伏太陽能電廠的運(yùn)行取決于設(shè)備的正確安裝和設(shè)備質(zhì)量以及當(dāng)?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(gè)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(zhuǎn)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(duì)太陽能電池板安裝有循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，在實(shí)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(shí)也可以產(chǎn)生具有一定使用功能的熱水。

  在對(duì)溫度參數(shù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能光伏發(fā)電過程中設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)提供預(yù)防措施的參考，避免設(shè)備發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)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(jìn)行，連接到能夠以先前定義的時(shí)間間隔存儲(chǔ)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(luò)相互連接，其中一個(gè)配置為主設(shè)備，它向其他設(shè)備交互信息。變頻器作為子網(wǎng)絡(luò)連接到同一網(wǎng)絡(luò)，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(gè)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(jì)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(guān)變頻器在進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換過程的轉(zhuǎn)換效率。

  對(duì)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(shè)備，泵可以由變頻器輸出的電力進(jìn)行供電運(yùn)行。該設(shè)備也可以連接到Modbus-RTU網(wǎng)絡(luò)，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(gòu)如下圖所示：

  該系統(tǒng)還依靠3G路由器，允許遠(yuǎn)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(dǎo)航器自由訪問，也可以通過VPN發(fā)送至服務(wù)器，也可以將上述信息傳輸至特定的應(yīng)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(dāng)今世界已成為現(xiàn)實(shí)，其應(yīng)用正在迅速擴(kuò)展。設(shè)備設(shè)施變得越來越復(fù)雜，對(duì)效率的要求也越來越高。上述設(shè)備設(shè)施運(yùn)行的監(jiān)控將是這些設(shè)備設(shè)施基本要素，沒有有效的系統(tǒng)運(yùn)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(fù)性，有效的系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測可以增加日常運(yùn)行的可預(yù)測性，也可以監(jiān)視到系統(tǒng)日常運(yùn)行過程中常見故障以及避免一些無效的應(yīng)用或者指令。

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