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        太陽能光伏發(fā)電無線監(jiān)控系統(tǒng)探討

        2018-01-01 00:00:00南衛(wèi)靜邢晨程?hào)|霞隋曉雨
        大科技·D版 2018年5期

        摘 要:隨著我國能源的日益緊張,太陽能光伏發(fā)電成為人們?nèi)找嬷匾暤姆较蛑?,利用太陽能光伏發(fā)電,不僅可以節(jié)約煤炭等不可再生能源,還為環(huán)境保護(hù)做出積極貢獻(xiàn)。太陽能光伏發(fā)電站總體上分布較為分散,如何對(duì)其監(jiān)控已經(jīng)成為當(dāng)前太陽能光伏發(fā)電無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)。本文針對(duì)太陽能光伏發(fā)電無線監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,探討了無線電監(jiān)控技術(shù)對(duì)太陽能發(fā)電的作用,以期推動(dòng)我國太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電;無線監(jiān)控;應(yīng)用

        中圖分類號(hào):TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-7344(2018)15-0062-02

        前 言

        太陽能光伏發(fā)電是我國新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,利用太陽能電池實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,再將直流電轉(zhuǎn)化為交流電,利用太陽能發(fā)電的最大優(yōu)勢(shì)是符合當(dāng)前情況下低碳、環(huán)保的要求,本身無污染、安全、可靠、而且安裝成本和運(yùn)營成本較低,已經(jīng)取得了全世界范圍的認(rèn)識(shí)。太陽能光伏發(fā)電在全國已經(jīng)取得了良好的應(yīng)用,無論是空曠的山區(qū)、沙漠還是屋頂都可以使用。但太陽能發(fā)電的難點(diǎn)在對(duì)設(shè)備的監(jiān)控,獲取整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息,進(jìn)而保障設(shè)備的運(yùn)行,本文就針對(duì)太陽能發(fā)電對(duì)和無線監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行研究。

        1 太陽能光伏發(fā)電的系統(tǒng)概述

        太陽能光伏發(fā)電主要包括以下幾個(gè)方面:①太陽能板,太陽能板是太陽能發(fā)電的關(guān)鍵,也是將光能轉(zhuǎn)換為太陽能的基礎(chǔ)設(shè)備,可以是陣列,也可以是單塊板獨(dú)立發(fā)電,還可以通過電池的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)電流和電壓的擴(kuò)大,進(jìn)而輸出高質(zhì)量的電能。②蓄能裝置,太陽能發(fā)電的關(guān)鍵環(huán)節(jié),當(dāng)沒有陽光時(shí),全靠太陽能發(fā)電來儲(chǔ)存能量,這個(gè)裝置是十分要必要的,可以在缺乏光能時(shí)為設(shè)備運(yùn)行提供能源。③逆變器,通過這個(gè)裝置可以實(shí)現(xiàn)太陽能直流電和交流電的轉(zhuǎn)換。④跟蹤器,可以調(diào)節(jié)太陽能電池板的朝向,確定太陽能電池板可以調(diào)節(jié)朝向太陽的角度。⑤監(jiān)控系統(tǒng),這是太陽能光伏發(fā)電的監(jiān)管設(shè)備,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)太陽能電池板,保障整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,當(dāng)然,并非所有的太陽能都需要這五大件,也可以根據(jù)太陽能光伏發(fā)電的需要設(shè)置,比如跟蹤設(shè)備有時(shí)候就可以忽略。

        2 太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用現(xiàn)狀

        2.1 建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

        利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以幫助建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能的需求,讓太陽能電池板放在建筑的屋頂,既節(jié)約了空間,又可以實(shí)現(xiàn)無污染、無噪音和無輻射的要求,整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)可以很大程度上實(shí)現(xiàn)建筑的品位,為當(dāng)前流行的智能建筑和信息化建筑的發(fā)展提供很好的契機(jī),不僅如此,還可以節(jié)約能源,降低建筑內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡,降低整個(gè)電路的損耗。哈爾濱九洲電氣廠區(qū)就是使用的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),將電源用于整個(gè)產(chǎn)區(qū)的使用和再生產(chǎn),多余的電量還可以輸送出去,基本滿足了整個(gè)廠區(qū)內(nèi)的照明、生產(chǎn)需要,為公司節(jié)約大量生產(chǎn)成本。

        2.2 通信領(lǐng)域的應(yīng)用

        利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)通信領(lǐng)域的無人化,節(jié)能化,我國已經(jīng)成功利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人值守微波中繼站,光纜維護(hù)站,廣播系統(tǒng),小型通信機(jī)和士兵的GPS供電等,不僅如此,在電力領(lǐng)域、信息傳播領(lǐng)域,飛行器領(lǐng)域,太陽能光伏發(fā)電也取得了成功的應(yīng)用效果。

        2.3 在家用和交通燈領(lǐng)域的應(yīng)用

        太陽能光伏發(fā)電在家庭也取得了很好的應(yīng)用,比如庭院燈、路燈、野營燈、登山燈、黑光燈、節(jié)能燈都有著太陽能光伏發(fā)電的影子,不僅如此,還有的家庭用上了太陽能充電寶,成功的將手機(jī)和太陽能充電寶連接起來,節(jié)約電能。在交通領(lǐng)域,在我國很多地區(qū),已經(jīng)開始使用太陽能光伏發(fā)電和風(fēng)能的綜合利用,交通警示燈、鐵路信號(hào)燈、高空障礙燈等都已經(jīng)成為司空見慣的事情。河南省許昌市利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù),實(shí)現(xiàn)了省道的照明,不但造型別致,而且節(jié)約環(huán)保,為整個(gè)地區(qū)節(jié)約了大量的資源。

        2.4 光伏電站的應(yīng)用

        利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù),在全國各個(gè)地區(qū)都建立了光伏發(fā)電場(chǎng)區(qū),利用荒無人煙的山區(qū),沿山坡建立光伏發(fā)電,實(shí)現(xiàn)了電能輸送,節(jié)約很多的電力成本。在部分地區(qū),實(shí)現(xiàn)了太陽能汽車、太陽能充電、汽車空調(diào)、汽車換氣扇等能源供應(yīng),太陽能電池板和再生系統(tǒng)還可以在海水淡化設(shè)備上進(jìn)行應(yīng)用,在衛(wèi)星和空間站等方面也已取得很好的應(yīng)用效果。

        3 太陽能光伏發(fā)電無線監(jiān)控探討

        太陽能光伏發(fā)電的運(yùn)行是需要監(jiān)控的,無線監(jiān)控已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。運(yùn)用無線監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)管,及時(shí)調(diào)整整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),保障太陽能發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行。

        3.1 傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

        傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)是無線監(jiān)控的基礎(chǔ),環(huán)境數(shù)據(jù)、站點(diǎn)數(shù)據(jù)和逆變器等互相連接,將數(shù)據(jù)信息及時(shí)的傳遞給管理者,管理者通過信息分析太陽能光伏的運(yùn)行情況。太陽能發(fā)電需要多種設(shè)備共同支持,需要多組發(fā)電單元共同完成,發(fā)電單元是由太陽能電池板和跟蹤裝置構(gòu)成的,對(duì)于電池組的信息,比如溫度、輸出電壓、電流等都需要傳感器來完成。逆變器是電流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵,在逆變器的選擇上,要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的功率,設(shè)置單臺(tái)或者多臺(tái)逆變器,逆變器可以傳輸單日發(fā)電量、功率和總的發(fā)電量等相關(guān)信息,方便工作人員統(tǒng)計(jì)。

        3.2 PLC現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控

        PLC現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控也是太陽能光伏發(fā)電的無線監(jiān)控系統(tǒng),通過接入模塊、PLC控制器、GPRS無線傳輸模塊,可以實(shí)現(xiàn)太能跟蹤裝置的控制,保障整個(gè)裝置的順利運(yùn)行,在跟蹤方式上,有光感跟蹤和時(shí)間跟蹤,一般來說,都是將兩種方法結(jié)合起來,如果能夠確定天氣的變化,保障光源的采集,就可以選擇相對(duì)應(yīng)的跟蹤方式。在實(shí)際運(yùn)行中,要設(shè)置處理器和備用處理器,防止主要處理器單元失效,更好的保障太陽能光伏系統(tǒng)的運(yùn)行。

        3.3 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

        遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控也是非常有必要的,通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)太陽能系統(tǒng)的優(yōu)化,及時(shí)排查各種故障,修改相關(guān)的參數(shù),利用信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)控,不僅如此,通過網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)運(yùn)行過程的監(jiān)管。這是互聯(lián)網(wǎng)客戶的最大優(yōu)勢(shì)。遠(yuǎn)程監(jiān)控還可以設(shè)計(jì)組態(tài)控制服務(wù)器、通過該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)2臺(tái)服務(wù)器同時(shí)監(jiān)控,相互監(jiān)控,共同工作,從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,一旦其中一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控出現(xiàn)故障,則可以由另一個(gè)代替其工作,有效保障數(shù)據(jù)的傳遞。

        通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)足不出戶就能夠控制現(xiàn)場(chǎng)的光伏發(fā)電現(xiàn)狀,如果哪個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題,工作人員就可以直接前去維修,傳統(tǒng)的維修必然要先找到故障點(diǎn),但是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)就可以省去這一步驟,節(jié)約了大量的時(shí)間。

        4 結(jié) 論

        太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在我國已經(jīng)取得了很好的應(yīng)用,得到了多個(gè)領(lǐng)域人士的認(rèn)可,本文主要討論了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控,通過對(duì)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)這一基礎(chǔ)設(shè)施的討論,提出了逆變器等相關(guān)設(shè)備的功能,并對(duì)PLC現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控技術(shù)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行了探討,希望通過本文的研究,可以引起人們對(duì)新能源光伏發(fā)電的重視,促進(jìn)光伏發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

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        收稿日期:2018-4-25

        作者簡(jiǎn)介:南衛(wèi)靜(1990-),女,漢族,河北保定人。大學(xué)本科,研究方向?yàn)殡姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化。

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