أجهزة استشعار درجة الحرارة والميل المستخدمة في تقييم أداء محطات الأرصاد الجوية الكهروضوئية

أجهزة استشعار درجة الحرارة والميل المستخدمة في تقييم أداء محطات الأرصاد الجوية الكهروضوئية

بما أن الظروف الجوية تؤثر بشكل مباشر على إنتاج الطاقة من محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، فلا يمكن فصل المعايير الأساسية لتقييم أداء هذه المحطات عن بيانات الطقس الدقيقة. لذا، يحتاج كل نظام مراقبة لمحطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى مجموعة من أجهزة استشعار الطقس لحساب مؤشرات التقييم الأساسية للمحطة، مثل كفاءة الموقع ووقت التشغيل الفعلي. في الواقع، يكفي عدد قليل من أجهزة استشعار الأرصاد الجوية، مثل أجهزة استشعار درجة الحرارة وأجهزة استشعار الميل، لتغطية جميع احتياجات التقييم في محطة الأرصاد الجوية الخاصة بنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

تتضمن محطة الأرصاد الجوية مجموعة من أجهزة استشعار الطقس مع قطع غيارها، وحواملها، ومعدات تزويد الطاقة، وجهاز تجميع بيانات محلي لمعالجة البيانات المقاسة وتخزينها. تُثبّت أجهزة الاستشعار بطريقة محددة، ويستطيع نظام مراقبة المحطة قراءة إحداثياتها وتكوينها.

مجسات درجة الحرارة

تُعدّ دقة البيانات المناخية أساسية لتقييم أداء محطة توليد الطاقة. وفي هذا السياق، لا تُستخدم عادةً أجهزة استشعار مثل أجهزة استشعار الرطوبة وأجهزة استشعار الضغط الجوي، التي ترتبط جزئيًا بتوليد الطاقة. أما ما يُستخدم بكثرة فهو أجهزة استشعار درجة الحرارة.

على سبيل المثال، يُركّب عادةً مستشعر حرارة على الغطاء الخلفي للوحدة الكهروضوئية لقياس درجة حرارة الخلايا داخلها. تعتمد هذه الطريقة على نموذج التبادل الحراري، حيث تُحوّل درجة حرارة الغطاء الخلفي للوحدة إلى درجة حرارة الخلايا الداخلية. تتطلب عملية التحويل إدخال درجة الحرارة المحيطة وسرعة الرياح واتجاهها لإجراء التصحيحات اللازمة. إضافةً إلى ذلك، تُركّب مستشعرات درجة الحرارة المحيطة في محطة الأرصاد الجوية لمراقبة درجة حرارة الهواء حول مصفوفة التشغيل الفعلية.

مستشعرات الميل

بالنسبة لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المُقامة في مناطق ذات تضاريس وعرة، كتركيب الألواح الشمسية على منحدرات مختلفة، يجب مراعاة تأثير اتجاه المنحدر وميله على حساب مؤشرات الأداء الرئيسية لضمان دقة الحساب. إضافةً إلى ذلك، يؤثر تركيب أجهزة محطة الأرصاد الجوية بشكل مباشر على دقة أخذ العينات وقيمة الإشعاع الشمسي. فعلى سبيل المثال، إذا كان جهاز الإشعاع مُوجهاً بزاوية 3 درجات شرقاً بالنسبة لاتجاه الألواح الشمسية، فإن الإشعاع الساقط المُقاس يختلف اختلافاً كبيراً عن الإشعاع الذي تتلقاه الألواح، وبالتالي تصبح بيانات الإشعاع من جهاز الإشعاع غير موثوقة.

لذلك، في هذا الوقت، عادة ما يتم تجهيز محطة الأرصاد الجوية لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية أيضًا بمستشعرات ميل إضافية لمراقبة والتحكم في ميل واتجاه العداد في الوقت الفعلي، وذلك لتجنب الشذوذ في نتائج تقييم محطة الأرصاد الجوية الناجم عن مشكلة الميل.