Rika Sensor es un fabricante de sensores meteorológicos y proveedor de soluciones de monitorización ambiental desde 2010.
Cómo elegir un piranómetro para la monitorización de sistemas solares fotovoltaicos
Elija un piranómetro teniendo en cuenta el objetivo de medición, el rendimiento requerido, el plano de montaje y la interfaz del sistema de monitorización.En los proyectos de energía solar fotovoltaica, la primera decisión es si se necesita la irradiancia horizontal global, la irradiancia en el plano de los módulos o mediciones adicionales para un sistema bifacial.
RIKA SENSOR ofrece dos enfoques de medición diferentes: elSerie de piranómetros de termopila RK200-03, disponible en versiones de clase A, B y C, y elSensor de radiación solar de fotodiodo de silicio RK200-04Comprender sus diferencias le ayudará a seleccionar un instrumento que se ajuste a los requisitos de datos y las condiciones de funcionamiento del proyecto.
Respuesta rápida
- Para proyectos que especifican una clase de instrumento ISO 9060:Evalúe la versión adecuada del RK200-03 y sus documentos de rendimiento y calibración correspondientes.
- Para el monitoreo general de la radiación solar:Considere el modelo RK200-04, cuya respuesta espectral y rendimiento declarado cumplen con los requisitos de la aplicación.
- Para obtener datos fiables sobre el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos:Especifique conjuntamente el plano de medición, la interfaz de salida, la calibración, la instalación y las disposiciones de mantenimiento.
1.Decida qué medición de irradiancia necesita
Un piranómetro mide la irradiancia solar que recibe su plano sensor, expresada en vatios por metro cuadrado (W/m²). Su posición de montaje determina qué representa la medición.
Irradiancia horizontal global: GHI
GHI es la irradiancia solar recibida sobre una superficie horizontal. Incluye la contribución solar directa proyectada sobre dicha superficie y la radiación difusa proveniente del cielo.
Utilice una instalación horizontal y nivelada cuando el proyecto requiera GHI para el monitoreo de recursos solares, observaciones meteorológicas o comparación con conjuntos de datos de irradiancia horizontal.
Irradiancia en el plano de la matriz: POA
La irradiancia del POA se recibe en el plano de los módulos fotovoltaicos. Para un conjunto de inclinación fija, el sensor debe coincidir con la inclinación y el acimut de los módulos. Para un conjunto con seguimiento, su orientación debe coincidir con el plano de medición previsto.
Las mediciones POA ayudan a relacionar la luz solar que llega a los módulos con la producción de energía eléctrica. Un sensor horizontal y un sensor inclinado miden magnitudes diferentes, por lo que sus lecturas no deben considerarse intercambiables.
Mediciones bifaciales y de radiación reflejada
Los proyectos bifaciales pueden requerir mediciones de irradiancia en la parte posterior o de radiación reflejada en el suelo, además de las mediciones de POA en la parte frontal.
Defina estas mediciones por separado. Un sensor orientado hacia abajo, utilizado para medir la radiación reflejada por el suelo, tiene una función diferente a la de un sensor ubicado para representar la irradiancia que llega a la parte posterior de los módulos.
El número y la distribución de los sensores deben reflejar las especificaciones de monitorización, la disposición de la matriz, el terreno y las variaciones en todo el emplazamiento.
2.Elija entre la tecnología de termopila y la de fotodiodo de silicio.
La tecnología del detector afecta a la respuesta espectral y al comportamiento de las lecturas bajo diferentes condiciones de luz solar.
RK200-03: medición de termopila
El RK200-03 utiliza un detector de termopila. La radiación solar calienta una superficie absorbente, produciendo una diferencia de temperatura que genera una señal eléctrica.
Lista de especificaciones de RIKA V5.0:
- Clase A y B:Rango espectral de 280-3000 nm.
- Clase C:Rango espectral de 300-3200 nm.
- Tiempo de respuesta dependiente de la clase, no linealidad, efecto de la temperatura y estabilidad anual.
Esta amplia cobertura espectral convierte a la serie RK200-03 en una familia de productos idónea para evaluar cuando un proyecto requiere la medición de la irradiancia solar de banda ancha y una clase ISO 9060 específica.
RK200-04: medición de fotodiodos de silicio
El RK200-04 utiliza un detector de fotodiodo de silicio con un rango espectral especificado de300-1100 nmSus especificaciones V5.0 incluyen:
- Rango de medición:0-1500 W/m².
- Resolución:1 W/m².
- Consumo de energía:0.2 W.
- Protección IP67 contra la entrada de polvo y agua.
- Múltiples opciones de salida analógica y digital.
Su respuesta espectral más estrecha implica que la interpretación depende en mayor medida de la relación entre las condiciones de calibración del sensor y la luz solar medida. Evalúe esta característica al comparar lecturas en condiciones atmosféricas cambiantes o con un termopila de banda ancha.
La hoja de datos del RK200-04 no especifica la clase ISO 9060. Los proyectos que requieran una clase específica deberán seleccionar un instrumento con dicha clasificación documentada para la configuración solicitada.
3.Haga coincidir la clase de instrumento con la especificación de monitorización.
Las clases de instrumentos ISO 9060 y las clases de sistemas de monitorización IEC 61724-1 describen cosas diferentes.
ISO 9060:2018Clasifica los instrumentos de medición de radiación solar según sus características de rendimiento.IEC 61724-1:2021Aborda los sistemas de monitorización del rendimiento fotovoltaico, incluidos los requisitos de equipamiento y medición.
Por lo tanto, la clase del instrumento es un factor clave en la selección del sistema de monitorización. La instalación, la calibración, las condiciones ambientales y los procedimientos operativos también influyen en los datos resultantes.
Comparación de las clases A, B y C del RK200-03
Los siguientes valores provienen de las especificaciones RK200-03 V5.0 de RIKA SENSOR.
| Parámetro | RK200-03 Clase A | RK200-03 Clase B | RK200-03 Clase C |
|---|---|---|---|
| Rango espectral | 280-3000 nm | 280-3000 nm | 300-3200 nm |
| Tiempo de respuesta al 95% | ≤5 s | ≤10 s | ≤60 s |
| No linealidad | <±0,2%, a 100-1000 W/m² | ±1%, a 100-1000 W/m² | <±3% |
| Estabilidad anual, límite establecido | <±0,8%/año | <±1,5%/año | <±3%/año |
| Efecto de la temperatura, de -10 °C a +40 °C. | <1% | <2% | <8% |
| Intervalo de recalibración | 2 años | 2 años | 2 años |
Estas cifras describen las versiones RK200-03; no constituyen una tabla de límites de clase ISO universales. La no linealidad es una especificación independiente de la incertidumbre total de la medición.
Dentro de esta familia de productos,La clase A es el punto de partida para los requisitos de rendimiento más exigentes.Las clases B y C pueden evaluarse cuando su desempeño documentado cumpla con el plan de monitoreo.
Para un proyecto que especifica un descriptor comoClase A espectralmente plana, solicite documentación que cubra completamente ese requisito. Incluya la incertidumbre de calibración y cualquier mitigación necesaria contra el rocío o las heladas en la revisión técnica.
4.Seleccione una salida que coincida con su sistema de monitoreo.
Seleccione la interfaz antes de realizar el pedido. El sensor debe ser compatible con la fuente de alimentación, el registrador de datos, el PLC o el controlador de monitorización disponibles.
| Salida o interfaz | Opciones enumeradas en las especificaciones de RIKA V5.0 | Qué confirmar |
|---|---|---|
| 0-20 mV | RK200-03 Clase A, B y C | Rango de entrada del registrador, coeficiente de sensibilidad y disposición del cable de señal. |
| 4-20 mA | RK200-03 y RK200-04 | Suministro, requisitos de bucle, disposición del transmisor y rango de irradiancia configurado. |
| Salida de voltaje | RK200-03 Clase C: 0-5 V; RK200-04: 0-2,5 V o 0-5 V | Compatibilidad de entrada, escalado y conexión a tierra |
| RS485 | RK200-03 y RK200-04 | Documentación sobre protocolo, direcciones, configuración de comunicación y registro. |
| SDI-12 | RK200-03 Clase C y RK200-04 | Configuración ordenada y soporte para registradores |
Estas son opciones de configuración; la tabla no implica que todas las opciones de salida estén disponibles simultáneamente.
Las especificaciones RK200-03 identificanModbus RTUpara su interfaz RS485. Para el RK200-04, solicite la documentación de comunicación para la versión seleccionada.
Compruebe la disposición del transmisor.
Para los modelos RK200-03 de clase A y B, la hoja de datos indica un módulo de transmisión externo para 4-20 mA y un módulo integrado para RS485.
Para la Clase C, RS485 y SDI-12 vienen integrados, mientras que para 4-20 mA y 0-5 V se utilizan módulos de transmisión externos. Incluya en el plan de instalación cualquier módulo, espacio en la carcasa y cableado necesarios.
Confirme el escalado durante la puesta en marcha.
Para un RK200-03 sin amplificar, calcule la irradiancia utilizando el coeficiente de sensibilidad del instrumento individual:
Irradiancia en W/m² = potencia de salida en µV ÷ sensibilidad en µV/(W/m²)
Para transmisores analógicos, configure el registrador utilizando el rango de irradiancia confirmado para la combinación de sensor y transmisor solicitada.
Compruebe también la cadena de adquisición completa. La respuesta del detector, las actualizaciones de comunicación, el muestreo del registrador y los promedios registrados son configuraciones independientes que influyen en el conjunto de datos final.
5.Planificar juntos la instalación y el mantenimiento.
Un instrumento correctamente especificado necesita una ubicación representativa y un plan de mantenimiento práctico.
Haga coincidir el plano de medición previsto
Para GHI, utilice el sistema de nivelación para establecer un plano de detección horizontal. Para POA, alinee el sensor con el plano del módulo correspondiente.
Compruebe a lo largo del día si hay sombras proyectadas por las estructuras de montaje, los instrumentos cercanos, los cables y la vegetación. Registre la posición y la orientación de la instalación para poder identificar posibles cambios posteriores.
La serie RK200-03 ofrece soportes horizontales o de ángulo ajustable opcionales, junto con funciones de nivelación para su instalación.
Evaluar el rocío, las heladas y la contaminación.
Ambas fichas técnicas de producto indican protección IP67. Esto describe la protección de la carcasa; no impide que el rocío, las heladas, el polvo o la contaminación por aves afecten la superficie óptica.
En lugares expuestos a condensación o congelación, se debe evaluar la necesidad de calefacción, ventilación u otras medidas de mitigación adecuadas. Durante la selección, verifique la compatibilidad de los accesorios y el presupuesto de energía disponible.
Proporcionar acceso para el mantenimiento
Para el modelo RK200-03, las instrucciones de mantenimiento de RIKA recomiendan revisar periódicamente la cúpula de cristal y el desecante seco. Aconsejan reemplazar el desecante cuando su indicador cambie de color, con una frecuencia de seis meses.
Establezca cronogramas de inspección y limpieza de acuerdo con las condiciones locales y las especificaciones de monitoreo. Coloque los instrumentos de manera que los técnicos puedan realizarles el mantenimiento sin alterar su alineación.
Al comparar presupuestos, incluya la calibración, el acceso para la limpieza, las piezas de repuesto y los servicios de mantenimiento en el coste total.
6.Utilice una lista de verificación de compras de ocho puntos.
Antes de pedir un piranómetro para la monitorización de paneles solares fotovoltaicos, confirme lo siguiente:
- Objetivo de seguimiento:Evaluación de recursos, tendencias operativas, análisis de rendimiento o informes contractuales.
- Plano y ubicaciones de medición:GHI, POA frontal, irradiancia posterior o radiación reflejada por el suelo.
- Rendimiento requerido:Tecnología del detector, clase ISO, respuesta espectral, efecto de la temperatura y tiempo de respuesta.
- Rango de medición:Irradiancia prevista, rango analógico configurado y escalado del registrador.
- Integración eléctrica:Salida, fuente de alimentación, protocolo, longitud del cable y cualquier transmisor externo.
- Documentos de calibración:Número de serie del instrumento, resultado de la calibración, incertidumbre, trazabilidad y método.
- Condiciones del sitio:Instalación, sombreado, contaminación, rocío, heladas y acceso para mantenimiento.
- Costo de servicio y propiedad:Recalibración, accesorios, repuestos y asistencia técnica.
Lista de especificaciones del RK200-03ISO 9847como base de calibración y unaintervalo de recalibración de dos añosSolicitar el certificado específico del instrumento, incluyendo el método y la edición utilizados.ISO 9847:2023Describe la calibración mediante comparación con un piranómetro de referencia.
Para el modelo RK200-04, establezca la documentación de calibración y el intervalo de servicio con RIKA para la aplicación prevista.
Preguntas frecuentes
¿Qué sensor RIKA debería evaluar primero para un proyecto de energía solar fotovoltaica?
Comience con la especificación de monitoreo. Evalúe la serie RK200-03 cuando el proyecto requiera una clase de instrumento de termopila documentada. Considere el RK200-04 para aplicaciones donde la respuesta de su fotodiodo de silicio y el rendimiento declarado cumplan con los requisitos de medición.
¿Es necesaria la clasificación Clase A para todas las instalaciones fotovoltaicas?
El rendimiento requerido del instrumento depende del objetivo de monitoreo y de las especificaciones del proyecto. Un sistema de monitoreo operativo general y un sistema utilizado para la evaluación del desempeño contractual pueden tener requisitos diferentes. Seleccione la clase según dichos requisitos.
¿Debe colocarse un piranómetro fotovoltaico en posición horizontal o inclinada?
Utilice una instalación horizontal para la medición de la irradiancia global horizontal (GHI). Para la irradiancia de la irradiancia óptica de posición (POA), alinee el plano de detección con los módulos que se están evaluando. Un proyecto puede requerir ambas mediciones.
¿Puede un sensor de respuesta rápida sustituir a un instrumento de gama superior?
El tiempo de respuesta es un factor de selección. La respuesta espectral, la respuesta direccional, los efectos de la temperatura, la estabilidad y la incertidumbre de calibración también influyen en la idoneidad. Compare las especificaciones de rendimiento completas.
¿Cuántos piranómetros necesita una planta fotovoltaica?
Determine la cantidad a partir de las especificaciones de monitoreo y el diseño del sitio. Las diferentes orientaciones de los arreglos, las configuraciones de seguimiento, el terreno y las condiciones locales pueden requerir ubicaciones de medición representativas adicionales.
Analice sus necesidades de monitorización fotovoltaica con RIKA SENSOR.
Comparta con RIKA SENSOR el objetivo de medición de su proyecto, la norma requerida, la configuración del conjunto de sensores, las condiciones del sitio, la fuente de alimentación y la interfaz del sistema de monitoreo.
RIKA puede ayudarle a comparar las configuraciones RK200-03 de clase A, B y C con el sensor de radiación solar RK200-04, e identificar los documentos de calibración y los accesorios necesarios para la revisión técnica.
Contacte con RIKA SENSOR para la selección del piranómetro..
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