Каква е ролята на сензорите в слънчевата автоматизация?

В областта на слънчевата автоматизация сензорите играят централна и многостранна роля. Като водещ доставчик в областта на соларната автоматизация, бях свидетел от първа ръка как сензорите трансформираха ефективността, надеждността и безопасността на слънчевите енергийни системи.

1. Отчитане на околната среда за оптимално събиране на енергия

Една от основните функции на сензорите в слънчевата автоматизация е да усещат условията на околната среда, за да увеличат максимално събирането на енергия. Слънчевите панели генерират електричество най-ефективно, когато са изложени на пряка слънчева светлина под оптимален ъгъл. Светлинните сензори, известни също като фотодетектори, са от решаващо значение в това отношение. Тези сензори могат да отчитат интензитета и посоката на слънчевата светлина. Например, фотоволтаична (PV) система за проследяване, оборудвана със сензори за светлина, може непрекъснато да регулира ориентацията на слънчевите панели през целия ден. Чрез накланяне и завъртане на панелите така, че да са обърнати директно към слънцето, системата може значително да увеличи количеството уловена слънчева светлина, като по този начин увеличи цялостното производство на енергия.

Температурните сензори също са от съществено значение. Слънчевите панели са чувствителни към температурата; с повишаване на температурата ефективността на фотоволтаичните клетки намалява. Температурни сензори, поставени върху или близо до панелите, могат да следят температурата в реално време. След това автоматизираните системи могат да използват тези данни, за да внедрят охлаждащи механизми, ако е необходимо. Например, някои усъвършенствани слънчеви инсталации използват системи за охлаждане на водна основа, които се активират, когато температурните сензори открият, че панелите са достигнали определен праг на висока температура. Това гарантира, че панелите работят в оптимален температурен диапазон, запазвайки тяхната ефективност.

2. Безопасност и откриване на грешки

Безопасността е основен приоритет в соларната автоматизация, а сензорите са защитниците на първа линия. Сензорите за ток се използват за наблюдение на електрическия ток, протичащ през слънчевите панели и свързаните с тях електрически компоненти. Необичайно увеличение или намаляване на тока може да означава повреда, като късо съединение или повреден панел. Ако сензор за ток открие необичаен ток, той може да задейства незабавно изключване на засегнатата част от системата, за да предотврати по-нататъшни повреди и да намали риска от пожар или токов удар.

Сензорите за напрежение са също толкова важни. Те следят нивата на напрежение в соларната система. Инверторите, които преобразуват постоянен ток (DC) от слънчевите панели в променлив ток (AC) за използване в мрежата, изискват стабилно входно напрежение. Сензорите за напрежение могат да открият всякакви колебания във входното напрежение и да изпращат сигнали към системата за управление на инвертора. След това инверторът може съответно да регулира работата си, за да осигури стабилен и безопасен изход на променливотоково захранване.

В допълнение, сензори за вибрации могат да бъдат инсталирани на конструкции за монтаж на слънчеви панели. Земетресения, силни ветрове или други външни сили могат да причинят вибрации в конструкциите. Ако датчик за вибрации открие прекомерни вибрации, той може да предупреди екипа по поддръжката, който след това може да инспектира структурите за повреди. Това ранно откриване помага за предотвратяване на срива на слънчевите панели, защитавайки както оборудването, така и околната среда.

3. Обработка на материали и автоматизация в слънчевото производство

В процеса на производство на слънчева енергия сензорите са неразделна част от обработката на материали и автоматизацията. Например при производството на слънчеви клетки прецизността е ключова. Оптичните сензори могат да се използват за откриване на позицията и ориентацията на силиконовите пластини по време на производствения процес. Тези сензори гарантират, че пластините са точно поставени в оборудването за обработка, като например принтери за нанасяне на проводими пасти или пещи за отгряване. Тази прецизност намалява броя на дефектните продукти и повишава общата производствена ефективност.

Когато става въпрос за по-мащабна обработка на материали в заводи за производство на слънчева енергия, сензорите се използват в автоматизирани управлявани превозни средства (AGV). TheСлънчево автоматизирано управлявано превозно средствое отличен пример. AGV са оборудвани с различни сензори, включително лазерни скенери, ултразвукови сензори и инфрачервени сензори. Лазерните скенери създават 3D карта на заобикалящата среда, позволявайки на AGV да навигира безопасно през производствения етаж. Ултразвуковите сензори могат да откриват препятствия по пътя на AGV, докато инфрачервените сензори могат да се използват за откриване и центриране на къси разстояния. Тези сензори позволяват на AGV да транспортира слънчеви панели, суровини и готови продукти ефективно в рамките на производственото съоръжение, намалявайки нуждата от ръчен труд и подобрявайки цялостната логистика на завода.

4. Боравене и монтаж на пръта

В слънчевите електроцентрали инсталирането и поддръжката на опорни пръти за слънчеви панели са критични задачи. TheРобот за боравене с прътие забележително оборудване, което разчита до голяма степен на сензори. Сензорите за сила се използват в грайферите на робота, за да се гарантира, че прътите се държат сигурно, без да се прилага твърде много сила, която може да повреди прътите. Сензори за зрение, като камери, се използват за идентифициране на позицията и ориентацията на прътите. След това роботът може точно да вземе пръчките, да ги транспортира до мястото на инсталиране и да ги постави в подходящите позиции.

По време на процеса на сглобяване могат да се използват сензори за близост, за да се гарантира, че прътите са правилно подравнени с монтажните конструкции. Тези сензори откриват кога прътът е близо до целевата позиция и изпращат сигнали до контролната система на робота, която след това може да направи фини настройки, за да завърши точно сглобяването. Това не само ускорява процеса на инсталиране, но също така подобрява качеството и стабилността на носещите структури на соларния панел.

5. Мониторинг и предсказуема поддръжка

Сензорите също са безценни за наблюдение на работата на системите за слънчева автоматизация във времето. Чрез непрекъснато събиране на данни за различни параметри като температура, ток, напрежение и вибрации може да се получи изчерпателна картина на изправността на системата. Тези данни могат да бъдат анализирани с помощта на усъвършенствани алгоритми и техники за машинно обучение, за да се предвидят потенциални повреди, преди те да се появят.

Например, ако температурен сензор на слънчев панел показва постепенно повишаване на температурата с течение на времето, това може да означава, че панелът започва да се разгражда. Чрез анализиране на исторически данни за температурата и сравняването им с известни модели на повреда, екипите по поддръжката могат да предскажат кога има вероятност панелът да се повреди и да планират поддръжка или подмяна предварително. Този проактивен подход към поддръжката намалява времето за престой и удължава живота на слънчевата енергийна система.

В широкомащабни слънчеви ферми сензорните мрежи могат да се използват за наблюдение на работата на отделни панели и подсистеми. Данните, събрани от тези сензори, могат да бъдат предадени на централен контролен център, където могат да бъдат анализирани в реално време. Това позволява централизирано управление на цялата соларна ферма, оптимизиране на нейната работа и осигуряване на максимално производство на енергия.

6. Интеграция с Grid

Сензорите играят решаваща роля при интегрирането на слънчеви енергийни системи с електрическата мрежа. Честотните сензори се използват за наблюдение на честотата на мрежата. Системите за слънчева енергия трябва да синхронизират изходната си честота с честотата на мрежата, за да осигурят стабилна и безпроблемна връзка. Ако честотният сензор открие несъответствие между изходната честота на слънчевата енергийна система и честотата на мрежата, инверторът може да коригира работата си, за да върне честотата обратно в съответствие.

Сензорите за качество на захранването могат също да се използват за наблюдение на параметри като хармонично изкривяване, трептене на напрежението и фактор на мощността. Тези сензори гарантират, че слънчевата енергийна система отговаря на стандартите за качество на електроенергията на мрежата. Ако бъдат открити някакви проблеми, системата може да предприеме коригиращи действия, като филтриране на хармоници или регулиране на фактора на мощността, за да гарантира, че мощността, инжектирана в мрежата, е с високо качество.

Контакт за покупка и консултация

Като доставчик на висококачествени решения за слънчева автоматизация, ние разбираме важността на сензорите във всеки аспект на слънчевата автоматизация. Нашите продукти, включителноРобот за боравене с пръти,Слънчево автоматизирано управлявано превозно средство, иБоравене със слънчеви материалисистеми, са проектирани с най-новата сензорна технология, за да осигурят надеждни, ефективни и безопасни решения за соларна автоматизация.

Ако се интересувате от подобряване на вашите слънчеви енергийни системи с модерни сензори и технология за автоматизация, ви каним да се свържете с нас за консултация. Нашият екип от експерти може да ви помогне да изберете правилните сензори и продукти за автоматизация за вашите специфични нужди, независимо дали сте малък слънчев монтажник или голям оператор на соларна ферма. Нека работим заедно, за да изведем вашите проекти за слънчева енергия на следващото ниво.

Референции

• „Слънчево енергийно инженерство: процеси и системи“ от Сотерис А. Калогиру
• „Наръчник по фотоволтаична наука и инженерство“, редактиран от Антонио Луке и Стивън Хегедус
• Индустриални доклади от Международната агенция за възобновяема енергия (IRENA)