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太阳能MET站:如何选择正确的日射强度计进行辐照度测量?

2023-07-14 09:15:48

 在确定太阳能装置可以产生多少电能时,重要的一个因素是有多少可用的入射辐照度以及每天和季节性的变化。用于测量入射辐照度的传感器是高温计。日射强度计由国际标准组织 (ISO) 标准 9060 分类,参考日射强度计有助于为应用选择正确的日射强度计。国际电工委员会(IEC)标准61724-1被业界用作如何设计用于监测太阳能发电装置发电的站点的标准,并用作设计用于资源评估的站点的指南。本标准推荐了用于各种目的的各种类别的监测站。为了收集“可融资”的数据,使用了高级别的日射强度计。太阳能MET站通常有多个日射强度计,用于冗余测量或测量不同的参数。

  让我们首先定义太阳MET站进行辐照度测量中使用的一些常用术语。

  • 直接法向辐照度(DNI):如果将传感器直接指向太阳,DNI是从几乎垂直于探测器表面(直接来自太阳)的光线中收集的光强度,因此称为直接法向辐照度。为了观察整个太阳,同时阻挡来自天空其余部分的光线,DNI传感器具有五度的窄视野。

  • 漫射水平辐照度(DHI):来自太阳的光被大气和云中的颗粒散射。这种在水平面上测量的反射和散射光称为DHI。

  • 全球水平辐照度(GHI):该测量值是半球天穹可用的总太阳通量。它是通过在水平表面上安装日射强度计制成的。由于测量包括漫射光和直接入射光,因此可以用DHI和DNI来描述。组件的几何和可以写为:

    GHI = DNI * Cos(Z) + DHI

    其中 Z是测量时太阳的太阳天顶角。

  GHI是一个几乎总是由太阳能MET站测量的参数。称为阵列平面(POA)的类似测量也很常见。POA测量是使用日射强度计探测器在与太阳能电池板相同的平面上进行的。由于POA可以使用GHI和台站位置进行计算,因此它们不常用于太阳能资源评估。然而,当使用单轴或双轴跟踪器将站点安装在运行中的太阳能装置中时,使用多个POA日射强度计来测量太阳能电池板平面中的入射光是很常见的。POA 也可以使用以下公式使用 GHI、DNI 和 DHI 测量值计算:

POA = DNI * cos(AOI) + 漫反射 + 反射

  其中AOI是太阳入射角。

  当使用双面太阳能电池板(从面板正面和背面入射的光产生电力的太阳能电池板)时,使用补充日射强度计进行GHI测量很有用。有时称为反照率日射强度计,该日射强度计向下安装,与GHI日射强度计相对。因为它是向下的,所以在高温计上没有直接的照射入射,它只测量散射和反射的辐照度。该测量用于提供反照率的计算参数。可以监测反照率,并用于模拟双面组件背面的入射光。在实践中,许多正在运行的太阳能站点使用安装在水平位置的测照率仪来测量反照率,以模拟双面模块背面的入射光(GReflected_back)。或者,可以使用朝下安装在阵列平面上的日射强度计直接测量GReflected_back

  BPOA equation

  双面 POA 方程

  Modelling Irradiance, Including Albedo, on a Bifacial PV Module

  在双面光伏模块上对辐照度(包括反照率)进行建模(Corbellini和Medici,2015)

  模块背面温度 (BOM)

  性能评估站的另一个重要参数是光伏(PV)面板的温度。光伏电池板制造商在标准测试条件(STC)下提供面板特性,其中包括1000 W / m的辐照度2室温为25°C。 测量参数必须使用IEC标准建议的公式转换为STC。为了尽量减少传感器对测量的影响,使用高导热粘合剂将小型传感器放置在太阳能电池板的背面。

  污染损失

  污染测量由于太阳能电池板表面积聚的污垢或其他污染物而导致的光伏功率输出损失。了解污染对光伏系统的设计至关重要,因为它对管理光伏电站性能有影响。同样,有源发电设施需要减少污染损失的程序。在安排面板清洁以优化产生的收入时,准确测量污垢非常重要。

  此外,还测量了几个辅助气象参数,例如环境空气温度、相对湿度、风速和风向以及气压。不同的型号使用这些参数来计算面板的性能降额。


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