كيفية اختيار مقياس الإشعاع الشمسي لمراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية

اختر مقياس الإشعاع الشمسي عن طريق مطابقة هدف القياس والأداء المطلوب ومستوى التركيب وواجهة نظام المراقبة.بالنسبة لمشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية، فإن القرار الأول هو ما إذا كنت بحاجة إلى الإشعاع الشمسي الأفقي العالمي، أو الإشعاع الشمسي في مستوى الوحدات، أو قياسات إضافية لنظام ثنائي الوجه.

تقدم شركة RIKA SENSOR طريقتين مختلفتين للقياس:سلسلة مقياس الإشعاع الحراري RK200-03متوفرة في فئات A وB وC، ومستشعر الإشعاع الشمسي RK200-04 المصنوع من السيليكون الضوئيإن فهم الاختلافات بينها يساعدك على اختيار أداة تناسب متطلبات بيانات المشروع وظروف التشغيل.

يقيس مقياس الإشعاع الشمسي الإشعاع الشمسي الذي تستقبله لوحة الاستشعار الخاصة به، ويعبر عنه بالواط لكل متر مربع، أو W/m². ويحدد موضع تركيبه ما يمثله القياس.

الإشعاع الشمسي الأفقي العالمي: GHI

يمثل الإشعاع الشمسي العالمي (GHI) الإشعاع الشمسي الذي يتلقاه سطح أفقي. وهو يشمل الإشعاع الشمسي المباشر المسقط على ذلك السطح والإشعاع المنتشر من السماء.

استخدم تركيبًا أفقيًا مستويًا عندما يتطلب المشروع بيانات الإشعاع الشمسي العالمي لرصد موارد الطاقة الشمسية أو رصد الأحوال الجوية أو المقارنة مع مجموعات بيانات الإشعاع الأفقي.

الإشعاع على مستوى المصفوفة: POA

يتم استقبال الإشعاع الشمسي في مستوى وحدات الخلايا الكهروضوئية. بالنسبة للمصفوفات ذات الميل الثابت، يجب أن يتوافق اتجاه المستشعر مع ميل الوحدات واتجاهها. أما بالنسبة للمصفوفات المتحركة، فيجب أن يتبع اتجاهها مستوى القياس المقصود.

تساعد قياسات نقطة الوصول الضوئية (POA) في ربط كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الوحدات بالطاقة الكهربائية الناتجة. يقيس المستشعر الأفقي والمستشعر المائل كميات مختلفة، لذا لا ينبغي التعامل مع قراءاتهما على أنها قابلة للتبادل.

قياسات ثنائية الوجه والإشعاع المنعكس

قد تحتاج المشاريع ثنائية الوجه إلى قياسات الإشعاع من الجانب الخلفي أو الإشعاع المنعكس من الأرض بالإضافة إلى قياسات نقطة الوصول الأمامية.

حدد هذه القياسات بشكل منفصل. فالمستشعر المواجه للأسفل والمستخدم لقياس الإشعاع المنعكس من الأرض يخدم غرضًا مختلفًا عن المستشعر الموضوع لتمثيل الإشعاع الذي يصل إلى الجزء الخلفي من الوحدات.

ينبغي أن يعكس عدد أجهزة الاستشعار وتوزيعها مواصفات المراقبة، وتصميم المصفوفة، والتضاريس، والاختلافات في جميع أنحاء الموقع.

تؤثر تقنية الكاشف على الاستجابة الطيفية وكيفية تصرف القراءات في ظل ظروف ضوء الشمس المختلفة.

RK200-03: قياسات الثيرموبيل

يستخدم جهاز RK200-03 كاشفًا حراريًا. يقوم الإشعاع الشمسي بتسخين سطح ماص، مما ينتج عنه فرق في درجة الحرارة يولد إشارة كهربائية.

قائمة مواصفات برنامج RIKA الإصدار 5.0:

• الفئة أ والفئة ب:نطاق طيفي 280-3000 نانومتر.
• الفئة ج:نطاق طيفي من 300 إلى 3200 نانومتر.
• زمن الاستجابة المعتمد على الفئة، واللاخطية، وتأثير درجة الحرارة، والاستقرار السنوي.

إن هذا التغطية الطيفية الواسعة تجعل سلسلة RK200-03 عائلة منتجات مناسبة للتقييم عندما يتطلب المشروع قياس الإشعاع الشمسي واسع النطاق وفئة ISO 9060 محددة.

RK200-04: قياس الثنائي الضوئي السيليكوني

يستخدم جهاز RK200-04 كاشفًا ضوئيًا من السيليكون بنطاق طيفي محدد من300-1100 نانومترتتضمن مواصفات الإصدار V5.0 ما يلي:

• نطاق القياس:0-1500 واط/م².
• دقة:1 واط/م².
• استهلاك الطاقة:0.2 W.
• حماية من دخول الماء والغبار بمعيار IP67.
• خيارات متعددة للإخراج التناظري والرقمي.

نظراً لاستجابته الطيفية الأضيق، يعتمد تفسير النتائج بشكل أكبر على العلاقة بين ظروف معايرة المستشعر وشدة ضوء الشمس المقاسة. لذا، ينبغي تقييم هذه الخاصية عند مقارنة القراءات في ظل ظروف جوية متغيرة أو مع جهاز قياس حراري واسع النطاق.

لا تُحدد ورقة بيانات RK200-04 فئة ISO 9060. يجب على المشاريع التي تتطلب فئة معينة اختيار جهاز يحمل هذا التصنيف الموثق للتكوين المطلوب.

تصف فئات أجهزة ISO 9060 وفئات أنظمة المراقبة IEC 61724-1 أشياء مختلفة.

ISO 9060:2018يصنف أجهزة قياس الإشعاع الشمسي وفقًا لخصائص الأداء.IEC 61724-1:2021يتناول هذا البحث أنظمة مراقبة أداء الخلايا الكهروضوئية، بما في ذلك متطلبات المعدات والقياس.

لذا، يُعد تصنيف الجهاز أحد عناصر اختيار نظام المراقبة. كما تؤثر عوامل التركيب والمعايرة والظروف البيئية وإجراءات التشغيل على البيانات الناتجة.

مقارنة بين الفئات A وB وC من RK200-03

القيم التالية مأخوذة من مواصفات RIKA SENSOR's RK200-03 V5.0.

تصف هذه الأرقام إصدارات RK200-03؛ وهي ليست جدولاً لحدود فئات ISO العالمية. كما أن اللاخطية مواصفة منفصلة عن عدم اليقين الكلي في القياس.

ضمن هذه المجموعة من المنتجات،تُعتبر الفئة (أ) نقطة البداية لأكثر متطلبات الأداء صرامة.يمكن تقييم الفئتين B و C عندما يفي أداؤهما الموثق بخطة المراقبة.

بالنسبة لمشروع يحدد وصفًا مثلالفئة أ ذات الطيف المسطحاطلب وثائق تغطي هذا المتطلب بالكامل. أدرج عدم اليقين في المعايرة وأي إجراءات مطلوبة للحد من الندى أو الصقيع في المراجعة الفنية.

اختر الواجهة قبل تقديم الطلب. يجب أن يعمل المستشعر مع مصدر الطاقة المتاح، ومسجل البيانات، ووحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، أو وحدة التحكم في المراقبة.

هذه خيارات تكوين؛ الجدول لا يعني أن كل مخرج متاح في وقت واحد.

تحدد مواصفات RK200-03Modbus RTUبالنسبة لواجهة RS485 الخاصة بها. بالنسبة لجهاز RK200-04، اطلب وثائق الاتصال الخاصة بالإصدار المحدد.

تحقق من ترتيب جهاز الإرسال

بالنسبة لـ RK200-03 الفئة A و B، تسرد ورقة البيانات وحدة إرسال خارجية لـ 4-20 مللي أمبير ووحدة مدمجة لـ RS485.

بالنسبة للفئة C، تُعتبر منافذ RS485 وSDI-12 مدمجة، بينما يستخدم منفذا 4-20 مللي أمبير و0-5 فولت وحدات إرسال خارجية. يجب تضمين أي وحدة مطلوبة، ومساحة العلبة، والأسلاك في خطة التركيب.

تأكد من عملية التحجيم أثناء التشغيل

بالنسبة لجهاز RK200-03 غير المُضخّم، احسب الإشعاع باستخدام معامل حساسية الجهاز الفردي:

الإشعاع بوحدة واط/م² = الناتج بوحدة ميكروفولت ÷ الحساسية بوحدة ميكروفولت/(واط/م²)

بالنسبة لأجهزة الإرسال التناظرية، قم بتكوين المسجل باستخدام نطاق الإشعاع الذي تم تأكيده لمجموعة المستشعر وجهاز الإرسال المطلوبة.

تحقق أيضًا من سلسلة الاستحواذ الكاملة. استجابة الكاشف، وتحديثات الاتصال، وأخذ عينات المسجل، والمتوسطات المسجلة هي إعدادات منفصلة تؤثر على مجموعة البيانات النهائية.

يحتاج الجهاز المحدد بشكل صحيح إلى موقع تمثيلي وخطة صيانة عملية.

قم بمطابقة مستوى القياس المقصود

بالنسبة لتقنية GHI، استخدم جهاز التسوية لإنشاء مستوى استشعار أفقي. أما بالنسبة لتقنية POA، فقم بمحاذاة المستشعر مع مستوى الوحدة النمطية ذات الصلة.

تحقق من وجود ظلال من هياكل التثبيت والأجهزة القريبة والكابلات والنباتات على مدار اليوم. سجل موقع التثبيت واتجاهه حتى يمكن تحديد التغييرات اللاحقة.

توفر سلسلة RK200-03 أقواسًا أفقية اختيارية أو أقواسًا بزاوية قابلة للتعديل، بالإضافة إلى ميزات التسوية للتثبيت.

تقييم الندى والصقيع والتلوث

تُشير كلتا ورقتي بيانات المنتج إلى مستوى الحماية IP67. وهذا يصف حماية الغلاف الخارجي فقط، ولا يمنع الندى أو الصقيع أو الغبار أو تلوث الطيور من التأثير على السطح البصري.

ينبغي على المواقع المعرضة للتكثيف أو التجمد تقييم الحاجة إلى التدفئة أو التهوية أو غيرها من وسائل التخفيف المناسبة. تأكد من توافق الملحقات وميزانية الطاقة المتاحة أثناء الاختيار.

توفير إمكانية الوصول للصيانة

بالنسبة لجهاز RK200-03، تنص تعليمات الصيانة من شركة ريكا على إجراء فحوصات دورية للقبة الزجاجية وتجفيف المادة المجففة. وتوصي الشركة باستبدال المادة المجففة عندما يتغير لون مؤشرها، مع توصية باستبدالها كل ستة أشهر.

حدد جداول الفحص والتنظيف وفقًا للظروف المحلية ومواصفات المراقبة. ضع الأجهزة في مكان يسمح للفنيين بصيانتها دون التأثير على محاذاتها.

عند مقارنة عروض الأسعار، يجب تضمين المعايرة، وسهولة الوصول للتنظيف، وقطع الغيار، وترتيبات الخدمة في التكلفة الإجمالية.

قبل طلب جهاز قياس الإشعاع الشمسي لمراقبة الخلايا الكهروضوئية الشمسية، تأكد مما يلي:

1. هدف المراقبة:تقييم الموارد، والاتجاهات التشغيلية، وتحليل الأداء، أو إعداد التقارير التعاقدية.
2. مستوى القياس ومواقعه:الإشعاع الشمسي العالمي، أو الإشعاع الشمسي من الجهة الأمامية، أو الإشعاع الشمسي من الجهة الخلفية، أو الإشعاع المنعكس من الأرض.
3. الأداء المطلوب:تقنية الكاشف، فئة ISO، الاستجابة الطيفية، تأثير درجة الحرارة ووقت الاستجابة.
4. نطاق القياس:الإشعاع المتوقع، ونطاق التناظرية المُهيأ، وتوسيع نطاق المسجل.
5. التكامل الكهربائي:المخرجات، ومصدر الطاقة، والبروتوكول، وطول الكابل، وأي جهاز إرسال خارجي.
6. وثائق المعايرة:الرقم التسلسلي للجهاز، نتيجة المعايرة، عدم اليقين، إمكانية التتبع والطريقة.
7. شروط الموقع:التركيب، والتظليل، والتلوث، والندى، والصقيع، وسهولة الوصول للصيانة.
8. تكلفة الخدمة والملكية:إعادة المعايرة، والملحقات، وقطع الغيار، والدعم الفني.

قائمة مواصفات RK200-03ISO 9847كأساس للمعايرة وفترة إعادة المعايرة لمدة عاميناطلب الشهادة الخاصة بالجهاز، بما في ذلك الطريقة والإصدار المستخدم.ISO 9847:2023يصف عملية المعايرة عن طريق المقارنة مع مقياس الإشعاع الشمسي المرجعي.

بالنسبة لجهاز RK200-04، قم بتحديد وثائق المعايرة وفترة الخدمة مع شركة RIKA للتطبيق المقصود.