Warunki pogodowe mają ogromny wpływ na produkcję energii w instalacjach fotowoltaicznych. Nawet krótkotrwałe zachmurzenie może znacząco ograniczyć ilość docierającego promieniowania słonecznego, a inne czynniki – takie jak temperatura powietrza, prędkość i kierunek wiatru, opady, wilgotność czy ciśnienie atmosferyczne – również wpływają na sprawność ogniw PV.
Dlatego precyzyjne monitorowanie warunków meteorologicznych jest kluczowe dla zrozumienia wahań wydajności elektrowni fotowoltaicznych.
Sprawdź, jak zbudowaliśmy stację meteorologiczną dla instalacji fotowoltaicznych. –> ZREALIZOWANE PROJEKTY
Dlaczego monitorowanie parametrów pogodowych w instalacjach fotowoltaicznych jest tak ważne?
Podczas gdy zmienność pogody ma stosunkowo niewielkie znaczenie dla użytkowników domowych instalacji PV, w przypadku systemów komercyjnych i przemysłowych ma ona znaczenie krytyczne.
W dużych elektrowniach nawet niewielkie, względne spadki wydajności mogą przekładać się na znaczące straty produkcji energii. Każde źródło odchyleń w uzysku musi być dokładnie analizowane, aby mieć pewność, że instalacja działa optymalnie. Monitoring meteorologiczny pozwala określić, czy zmiany produkcji wynikają wyłącznie z warunków pogodowych, czy też mogą wskazywać na degradację komponentów lub usterki techniczne.
Z tego względu monitoring pogody przez stację meteorologiczną jest nieodzownym elementem oceny stanu technicznego instalacji PV oraz planowania prac serwisowych we właściwym czasie. Analiza danych historycznych – na przykład dotyczących opadów czy warunków wiatrowych – umożliwia identyfikację trendów sezonowych, które można wykorzystać do optymalizacji harmonogramów czyszczenia i konserwacji.
5 parametrów meteorologicznych istotnych dla instalacji fotowoltaicznych
-
Natężenie promieniowania słonecznego
Pomiar promieniowania słonecznego jest podstawą oceny sprawności elektrowni PV. Wydajność systemu najczęściej wyrażana jest za pomocą wskaźnika PR, który określa stosunek rzeczywistego uzysku energii do uzysku teoretycznego.
Wskaźnik wydajności (PR) = (uzysk rzeczywisty / uzysk teoretyczny) × 100
Uzysk teoretyczny można obliczyć wyłącznie na podstawie pomiarów poszczególnych składowych promieniowania słonecznego, dlatego dokładne dane o irradiancji są niezbędne do prawidłowej analizy wydajności instalacji.
Choć PR jest kluczowym wskaźnikiem, pełna ocena pracy elektrowni wymaga również monitorowania innych parametrów meteorologicznych, które bezpośrednio wpływają na pracę modułów PV.
-
Temperatura powietrza i temperatura modułów
Sprawność modułów fotowoltaicznych jest silnie uzależniona od temperatury. Przyjmuje się, że dla każdego stopnia Celsjusza powyżej 25°C sprawność typowego modułu PV spada średnio o około 0,5%.
Pomiar zarówno temperatury otoczenia, jak i temperatury samych modułów umożliwia obliczenie skorygowanego temperaturowo wskaźnika PR, zapewniając operatorom znacznie dokładniejszy obraz rzeczywistej wydajności instalacji.
-
Prędkość i kierunek wiatru
Wiatr ma istotny wpływ na temperaturę modułów PV. Ponieważ ich powierzchnia jest zwykle cieplejsza niż otaczające powietrze, przepływ powietrza sprzyja chłodzeniu paneli, co zwiększa ich sprawność, zwłaszcza w ciepłym klimacie.
Warunki wiatrowe wpływają również na stopień zabrudzenia modułów, dlatego wiedza na temat prędkości i kierunku wiatru jest istotna w kontekście monitorowania soilingu.
Dodatkowo silny wiatr może stanowić zagrożenie dla konstrukcji i urządzeń, co czyni jego monitoring ważnym elementem doboru lokalizacji sprzętu oraz oceny ryzyka – także w kontekście ubezpieczeń.
-
Opady atmosferyczne
Różne rodzaje opadów mogą mieć zarówno pozytywny, jak i negatywny wpływ na instalacje PV. Intensywne opady deszczu często redukują zabrudzenia poprzez naturalne czyszczenie powierzchni modułów, natomiast lekkie opady mogą prowadzić do ich zwiększenia. Grad z kolei może powodować poważne uszkodzenia paneli oraz infrastruktury towarzyszącej.
-
Wilgotność, ciśnienie atmosferyczne i punkt rosy
Wilgotność powietrza, ciśnienie atmosferyczne oraz punkt rosy wpływają na powstawanie śniegu, szronu i kondensacji na powierzchni modułów. Zjawiska te nie tylko obniżają produkcję energii, lecz także mogą zwiększać stopień zabrudzenia paneli.
Wysoka wilgotność powietrza może ponadto powodować zmiany widmowe promieniowania, co wpływa na wydajność modułów fotowoltaicznych.
Budowa skutecznej stacji meteorologicznej dla PV
Ze względu na liczbę istotnych parametrów oraz szeroki wybór czujników dostępnych na rynku, budowa skutecznej stacji meteorologicznej dla instalacji fotowoltaicznych może być wyzwaniem.
Łączenie czujników od różnych producentów często wiąże się z koniecznością obsługi wielu formatów danych, różnych interfejsów programowych, skomplikowanych systemów montażowych oraz długich tras kablowych. Rozwiązania OTT HydroMet eliminują te problemy, oferując zintegrowane i sprawdzone systemy pomiarowe.
Czujniki meteorologiczne OTT HydroMet
Czujniki meteorologiczne OTT HydroMet zostały zaprojektowane specjalnie z myślą o komercyjnych i przemysłowych instalacjach fotowoltaicznych.
Seria Lufft WS obejmuje zaawansowane urządzenia umożliwiające jednoczesny pomiar wielu parametrów atmosferycznych. Dla zastosowań PV rekomendowany jest model Lufft WS600, który mierzy:
- temperaturę powietrza,
- prędkość i kierunek wiatru,
- wilgotność względną,
- ciśnienie atmosferyczne,
- opady.
Zintegrowane czujniki typu „all-in-one” Lufft WS wyposażone są w aktywną wentylację oraz ogrzewanie, co zapewnia najwyższą dokładność pomiarów i długoterminową niezawodność, dostarczając operatorom elektrowni PV pełnego obrazu wydajności instalacji.
Dzięki modułowej konstrukcji WS600 może być łatwo zintegrowany z istniejącymi systemami akwizycji danych za pomocą interfejsu Modbus. Integrację z innymi rozwiązaniami OTT HydroMet ułatwia Smart Hub, umożliwiający podłączenie pyranometrów, systemów monitoringu zabrudzeń oraz czujników pogodowych.
Kompletny system monitoringu środowiskowego OTT HydroMet pozwala na dokładny, niezawodny i spójny pomiar wszystkich kluczowych parametrów pogodowych, wykorzystując sprawdzone rozwiązania marek Kipp & Zonen i Lufft.
Rekomendowana konfiguracja stacji meteorologicznej dla elektrowni fotowoltaicznych:
- WS600 – zintegrowany czujnik meteorologiczny
- SMP10 – pyranometr
- CVF4 – system wentylacji pyranometru
- DustIQ – system monitorowania zabrudzeń (soilingu)
- Smart Powered Hub
Warto również rozważyć nowy pyranometr Kipp & Zonen SMP12 klasy A, wyposażony w zintegrowane ogrzewanie oraz dodatkowe funkcje zapewniające najwyższą dokładność pomiarów, takie jak czujniki kąta nachylenia oraz wilgotności wewnątrz obudowy.
Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak zbudować odpowiednią stację meteorologiczną OTT HydroMet dla instalacji fotowoltaicznych, skontaktuj się z nami już dziś.
dr inż. Karol Mikołajewski
Sales Manager
karol.mikolajewski@retencja.pl
+48 602 529 300
Ten artykuł został przetłumaczony na język polski. Autorem wersji oryginalnej jest Martin Maly, OTT HydroMet.
