光伏太陽(yáng)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(yáng)能發(fā)電設(shè)施是一種將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，光伏電池接受太陽(yáng)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(yíng)的100%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(guò)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(jiǎn)單的說(shuō)就是光伏電池板安裝的數(shù)量或面積，后者決定光伏太陽(yáng)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(yáng)能的大效能。為了更好的了解這一情況，我們接下來(lái)先簡(jiǎn)單介紹一下光伏發(fā)電的工作原理。

  在光伏太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)過(guò)程中，能量來(lái)源于太陽(yáng)輻射對(duì)光伏電池板的輻射，當(dāng)光伏電池板接受的太陽(yáng)能輻射的能量越多，電池板產(chǎn)生的電能就越多。太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由三個(gè)主要部件組成如下：

  太陽(yáng)能組件或面板。 

  變頻器。 

  雙向儀表。

  太陽(yáng)能光伏發(fā)電過(guò)程為光伏電池面板在接受的太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池板上游發(fā)電和企業(yè)、用戶的下游用電的過(guò)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能光伏電池板是具有一定的使用壽命的，也就說(shuō)太陽(yáng)能光伏電池板一旦安裝就開始了它的壽命消耗。

  光伏太陽(yáng)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(guò)程的效能損失、直流電和交流電轉(zhuǎn)變過(guò)程中的效能損失以及太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的效能損失。其中影響太陽(yáng)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(guò)熱。在陽(yáng)光充足和高溫地區(qū)，可以安裝混合系統(tǒng)太陽(yáng)能電池板，及可以對(duì)太陽(yáng)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(yáng)能電池板電力輸出的情況下可以降低太陽(yáng)能電池板過(guò)熱帶來(lái)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(cè)的情況下可以大限度的提供太陽(yáng)能光伏發(fā)電的大效率，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電過(guò)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(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)可以通過(guò)安裝能夠測(cè)量太陽(yáng)輻射和溫度的傳感器來(lái)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(cè)單元的狀態(tài)的電子記錄器。 這些記錄器通過(guò)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(wèn)監(jiān)控系統(tǒng)，跟蹤氣候變量（溫度和太陽(yáng)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(cè)相關(guān)變頻器在進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換過(guò)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(guò)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(wèn)所有系統(tǒng)參數(shù)。此配置允許將信息發(fā)送到云并通過(guò)Internet導(dǎo)航器自由訪問(wèn)，也可以通過(guò)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(kù)。

  光伏太陽(yáng)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(lái)越復(fù)雜，對(duì)效率的要求也越來(lái)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(cè)，可能造成造成操作的盲目性以及一些無(wú)效的重復(fù)性，有效的系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)可以增加日常運(yùn)行的可預(yù)測(cè)性，也可以監(jiān)視到系統(tǒng)日常運(yùn)行過(guò)程中常見故障以及避免一些無(wú)效的應(yīng)用或者指令。

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