ما هي محطة الأرصاد الجوية الكهروضوئية؟

محطة الأرصاد الجوية الكهروضوئية، المصممة خصيصًا لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، هي حل مراقبة ذكي يدمج أجهزة استشعار عالية الدقة وتقنية إنترنت الأشياء لجمع وتحليل ونقل البيانات البيئية في الوقت الفعلي.

يُعدّ طراز RK900-01 من شركة RIKA SENSOR مثالاً بارزاً على ذلك، حيث يعمل كنظام مخصص لمحطات الطاقة الكهروضوئية. فهو يلتقط معايير حيوية، تشمل الإشعاع الشمسي، ودرجة الحرارة، والرطوبة، وسرعة الرياح واتجاهها، وحالة وحدات الطاقة الكهروضوئية، مما يُمكّن من تحسين كفاءة توليد الطاقة وإدارة السلامة استناداً إلى البيانات.

تعمل المحطة كمركز شامل، حيث تجمع بين جمع البيانات المناخية والتحليل الحسابي والتخزين والاتصال متعدد الأوضاع (4G/Ethernet/WiFi) لدعم المراقبة السلسة عبر مواقع الطاقة الشمسية الكهروضوئية البعيدة أو الموزعة.

لماذا نستخدم محطة أرصاد جوية تعمل بالطاقة الشمسية؟

تنبع ضرورة وجود محطة أرصاد جوية تعمل بالطاقة الشمسية من التأثير المباشر للعوامل البيئية على أداء النظام الشمسي:

- تحسين الأداء: تساعد القياسات الدقيقة للإشعاع الأفقي الكلي (0-2000 واط/م²، دقة الفئة B/C) والإشعاع الكلي المائل (GTI) في حساب إمكانات إنتاج الطاقة، مما يسمح للمشغلين بضبط زوايا الألواح أو جداول التنظيف.

- تخفيف المخاطر البيئية: تُحدد معايير مثل سرعة الرياح (من 0 إلى 45 م/ث، بدقة ±(0.3+0.03) م/ث) ودرجة حرارة الهواء (من -40 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية، بدقة ±0.5 درجة مئوية) الظروف الجوية القاسية التي قد تُلحق الضرر باللوحات أو البنية التحتية. كما تمنع مراقبة الرطوبة (من 0 إلى 100% رطوبة نسبية، بدقة ±3%) التآكل والأعطال الكهربائية في البيئات عالية الرطوبة.

- الصيانة القائمة على البيانات: تعمل بيانات الإشعاع التراكمي (اليومية/الشهرية/السنوية بالكيلوواط ساعة/م² أو ميغا جول/م²) وساعات سطوع الشمس على تسهيل الصيانة التنبؤية، بينما ينبه تتبع درجة حرارة وحدة الخلايا الكهروضوئية (-50 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية، ±0.5 درجة مئوية) المشغلين إلى مشكلات ارتفاع درجة الحرارة التي تقلل من كفاءة تحويل الطاقة.

ميزات محطة الأرصاد الجوية

يتميز جهاز RK900-01 بتصميم قوي وتعدد استخدامات وظيفية:

- استشعار عالي الدقة: مجموعة من أجهزة الاستشعار تقيس معايير متنوعة، بما في ذلك الإشعاع المتناثر (DHI) وجهد/تيار قاعة هول (اختياري، 0-500 فولت/0-150 أمبير للمحطات السطحية/الموزعة) بدقة تضاهي معايير الصناعة. يدعم النظام ما يصل إلى 32 معيارًا قابلاً للقياس، قابلة للتخصيص وفقًا لاحتياجات المستخدم.

- هيكل متين: يضمن الحامل المعدني بالكامل والصندوق الواقي مقاومة عالية في الظروف القاسية، بينما يوفر قضيب رأسي بطول 2.5 متر (مزود بحماية من الصواعق، وارتفاع قابل للتعديل) تثبيتًا مستقرًا. يحمي غطاء الحماية متعدد الطبقات (صندوق الغالق) مستشعرات درجة الحرارة/الرطوبة من أشعة الشمس المباشرة والتشوه الحراري.

- إدارة البيانات المتقدمة: يوفر مسجل البيانات بشاشة LCD مقاس 7 بوصات (1024×600 بكسل، تعمل باللمس) عرضًا محليًا، وسعة تخزين 4 جيجابايت، وإمكانية تنزيل البيانات عبر منفذ USB. كما يدعم فترات تخزين قابلة للتعديل (من 1 إلى 240 دقيقة) ونسخًا احتياطيًا تلقائيًا، مع إمكانية الترقية عن بُعد عبر شبكات 4G/Ethernet/WiFi.

- مرونة الطاقة والاتصال: يتيح خيار الطاقة الشمسية (بما في ذلك الألواح ووحدة التحكم والبطارية) التشغيل خارج الشبكة، بينما تضمن بوابات الاتصال (RS485/4G/WiFi/Ethernet) نقل البيانات بسلاسة. يستهلك النظام ما بين 3 واط (مسجل البيانات) و0.5 واط (بوابة RS485)، مما يحقق توازنًا بين الأداء وكفاءة الطاقة.

ضرورة محطة الأرصاد الجوية

- تحليل الإشعاع: تضمن دقة الفئة B/C في قياسات الإشعاع حسابًا موثوقًا لكفاءة نظام الخلايا الكهروضوئية، حيث يمكن أن تؤثر حتى الاختلافات الطفيفة في الإشعاع الشمسي العالمي أو الإشعاع الشمسي المباشر على إنتاج الطاقة بنسبة تصل إلى 10٪.

- إدارة درجة الحرارة: تعتبر مراقبة درجة حرارة وحدة الخلايا الكهروضوئية أمرًا بالغ الأهمية لأن كل زيادة بمقدار درجة مئوية واحدة فوق 25 درجة مئوية تقلل من كفاءة اللوحة بنسبة 0.4٪ تقريبًا، مما يجعل التتبع في الوقت الفعلي أمرًا ضروريًا لتحسين الإنتاجية.

- موثوقية النظام: يقلل تصميم المحطة المحمي من زيادة التيار ومكوناتها المتينة (مثل الدعامة المعدنية بالكامل) من وقت التوقف، مع نظام طاقة شمسية اختياري يضمن التشغيل المستمر في المواقع غير المتصلة بالشبكة.

التطبيقات

صناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية: ضرورية لمحطات الطاقة واسعة النطاق وأنظمة الأسطح الموزعة، حيث تراقب أنماط الإشعاع لتحسين إنتاج الطاقة.