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國(guó)內(nèi)外的太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備調(diào)查報(bào)告

光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊 發(fā)布日期:2019-06-15
核心提示: 國(guó)內(nèi)外的太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備調(diào)查報(bào)告。
    由于天氣狀況直接影響光伏電站的發(fā)電量,所以光伏電站性能評(píng)估的核心參數(shù)離不開準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)和太陽(yáng)輻照度數(shù)據(jù)。在光伏電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中氣象傳感器發(fā)揮重要作用,精確的氣象實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是跟蹤、評(píng)估和控制光伏電站性能參數(shù)的關(guān)鍵,因此每個(gè)光伏電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都需要一組氣象監(jiān)測(cè)傳感器和幾塊不同種類的太陽(yáng)輻射傳感以計(jì)算光伏電站核心評(píng)估指標(biāo),用于光伏電產(chǎn)的選址、運(yùn)維管理、評(píng)估、科學(xué)研究等任務(wù)以及故障預(yù)警等功能用途。數(shù)據(jù)的采樣與處理方法、傳感器的部署安裝方式也會(huì)對(duì)評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生部分影響。
  精確的太陽(yáng)總輻射(POA)數(shù)據(jù)對(duì)光伏發(fā)電至關(guān)重要,測(cè)光設(shè)備的精確性又直接影響著輻照數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度,同一坐標(biāo)點(diǎn)采用不同的測(cè)光設(shè)備得出的往往是不一樣的測(cè)光結(jié)果,有時(shí)甚至差別巨大。對(duì)于光伏發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)而言,追求的是最貼近實(shí)際的數(shù)據(jù),才可以正確測(cè)出電站的PR值,為此,選擇何種測(cè)光設(shè)備就顯得尤為重要。
  一、測(cè)光設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀
  目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備和光伏環(huán)境監(jiān)測(cè)儀在光伏發(fā)電行業(yè)中的應(yīng)用以國(guó)產(chǎn)低精度的產(chǎn)品居多,高精度的以國(guó)外產(chǎn)品居多,而里面的太陽(yáng)輻射傳感器國(guó)外如日本EKO、荷蘭HUKSEFLUX、KIPP ZONEN等太陽(yáng)輻射傳感器產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)也有較多的應(yīng)用,其中Kipp Zonen是世界公認(rèn)的太陽(yáng)輻射測(cè)量專家。公司提供全系列、高質(zhì)量、高可靠性和極高性價(jià)比的精密儀器和附件,涵蓋的測(cè)量范圍從紫外線到遠(yuǎn)紅外線。全世界主流的氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)均使用其生產(chǎn)的輻射儀器。而國(guó)內(nèi)太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備和光伏環(huán)境監(jiān)測(cè)儀應(yīng)用較多的有東莞綠光高精度FSP系列太陽(yáng)輻射表(性能等同于Kipp & Zonen cmp系列)、錦州陽(yáng)光氣象TBQ系列太陽(yáng)輻射表的產(chǎn)品。
  二、測(cè)光輻射傳感器評(píng)價(jià)好壞的主要核心指標(biāo)
  響應(yīng)時(shí)間、 B類零點(diǎn)偏移(環(huán)境溫度變化5K/h)、年穩(wěn)定性(年變化)、溫度響應(yīng)(50K區(qū)間)、傾斜響應(yīng)(0~90°)和日曝輻量預(yù)期精度以及靈敏度
  三、國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的差異性
  國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)輻射傳感器設(shè)備的監(jiān)測(cè)原理都一樣,一般都是使用熱電堆進(jìn)行感光然后轉(zhuǎn)化成電流最后換算結(jié)果,但因?yàn)閲?guó)內(nèi)外產(chǎn)品材料和工藝的差異而導(dǎo)致了產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性有較大差異。近現(xiàn)代的熱電式輻射傳感器主要經(jīng)歷了三個(gè)階段,分別是圖1的沿用繞線式熱電堆國(guó)內(nèi)傳感器,其特點(diǎn)是體積大,響應(yīng)慢,工藝不穩(wěn)定,其代表型號(hào)多為TBQ系列;圖2是薄膜熱電堆傳感器;圖3是采用微型半導(dǎo)體熱電堆傳感器,1-2mm,響應(yīng)快,工藝穩(wěn)定,其代表型號(hào)多為CMP系列(國(guó)外)和FSP系列(國(guó)內(nèi))。其傳感器的外貌如下及其對(duì)比參數(shù)及相關(guān)性能如下:

    東莞綠光自主研制出的一款新型高穩(wěn)定度的FSP10太陽(yáng)輻射表及一系列的國(guó)產(chǎn)高精度太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備,其總輻射傳感器具有與KippZonen CMP21 二等標(biāo)準(zhǔn)總輻射表的精度和穩(wěn)定性,通過(guò)實(shí)際在室外挑選的晴天、多云天以及陰天短期和長(zhǎng)期測(cè)得的數(shù)據(jù)與CMP21的數(shù)據(jù)非常接近,二者性能相差非常小。眾所周知進(jìn)口的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)輻射表價(jià)格不菲,并不是所有電站都具備文中實(shí)施的條件;TBQ系列的太陽(yáng)輻射表精度低,偏移比較大,年穩(wěn)定性不好,測(cè)量的值很不準(zhǔn),價(jià)格便宜;而FSP10成本低,性能高,年穩(wěn)定性好,解決了中國(guó)的光伏電站測(cè)光資源成本過(guò)高的問(wèn)題。短期和長(zhǎng)期測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表.二者性能相差非常小,解決了中國(guó)的光伏電站測(cè)光資源成本過(guò)高的問(wèn)題。

  A. 短期測(cè)量對(duì)比:(綠光自行測(cè)試數(shù)據(jù): 計(jì)算公式:(FSP10暴輻量-CMP21暴輻量)/CMP21暴輻量×100%計(jì)算)


說(shuō)明:在典型的晴天,F(xiàn)SP10與CMP21的室外測(cè)試數(shù)據(jù)誤差小于0.8%,多云天的數(shù)據(jù)誤差小于1.5%,陰天的數(shù)據(jù)誤差小于3%。實(shí)現(xiàn)了低成本高測(cè)量性能。

B.長(zhǎng)期測(cè)量對(duì)比(國(guó)家光伏檢測(cè)中心測(cè)試數(shù)據(jù))

C.FSP10與CMP21方向性響應(yīng)測(cè)試對(duì)比數(shù)據(jù)


說(shuō)明:FSP10總輻射表的雙層石英球罩經(jīng)過(guò)精密光學(xué)加工,具有和進(jìn)口表相同的光學(xué)特性,并且對(duì)方向性響應(yīng)具有一定的修正作用,表中為在穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)模擬器上測(cè)得的FSP10總輻射表和CMP21總輻射表的方向性響應(yīng)數(shù)據(jù),二者基本相當(dāng)。這是國(guó)產(chǎn)其他總輻射表所達(dá)不到的水平。

國(guó)外產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是荷蘭Kipp&Zonen公司的CMP系列等產(chǎn)品。

這系列副基準(zhǔn)級(jí)產(chǎn)品的測(cè)量精度高,成本很高。

四、光伏電站選用太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備建議

1、在一些重要的大型電站建設(shè)中可以優(yōu)先考慮國(guó)外精度更高的產(chǎn)品,更可以考慮采用太陽(yáng)輻射傳感器用國(guó)外精度高的太陽(yáng)輻射傳感器或者國(guó)內(nèi)具有相同精度和穩(wěn)定性的太陽(yáng)輻射傳感器(須長(zhǎng)期經(jīng)過(guò)比對(duì)測(cè)試合格的產(chǎn)品,比方說(shuō)FSP10太陽(yáng)輻射傳感器,根據(jù)國(guó)家光伏檢測(cè)中心提供的長(zhǎng)期對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看,F(xiàn)SP10具有與CMP21的數(shù)據(jù)一致性很高)。

2、分布式電站中可以選用國(guó)產(chǎn)且精度較高的產(chǎn)品,至少一個(gè)具有與光伏組件傾角相同的傾角輻射表(POA)。

3、傳感器校驗(yàn)周期的重要性

高質(zhì)量的氣象和輻射傳感器需要周期性地校準(zhǔn)或者其本身使用壽命有限,例如太陽(yáng)輻射儀至少2年需要校準(zhǔn)1次,機(jī)械式風(fēng)速向向儀、溫度傳感器等的校準(zhǔn)至1年。預(yù)防性維護(hù)、校準(zhǔn)以及換新對(duì)于支持電站的長(zhǎng)久運(yùn)行是至關(guān)重要

4、傳感器正確使用的重要性

氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是電站績(jī)效評(píng)估的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須具有異常值檢測(cè)及剔除的算法,以保證最后存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)的可靠性。由于異常值會(huì)污染現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù),所以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有必要檢測(cè)這些數(shù)據(jù)的出現(xiàn),并對(duì)其及時(shí)處理。

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