Pendahuluan: Ketika Sinar Matahari Menjadi “Variabel”
Inti dari pembangkit listrik fotovoltaik adalah mengubah energi radiasi matahari menjadi energi listrik, dan daya keluarannya dipengaruhi secara langsung dan real-time oleh berbagai parameter meteorologi seperti intensitas radiasi matahari, suhu lingkungan, kecepatan dan arah angin, kelembaban atmosfer, dan curah hujan. Parameter-parameter ini bukan lagi sekadar angka dalam laporan cuaca, tetapi merupakan "variabel produksi" kunci yang secara langsung memengaruhi efisiensi pembangkit listrik, keamanan peralatan, dan pengembalian investasi. Dengan demikian, Stasiun Cuaca Otomatis (AWS) telah bertransformasi dari alat penelitian ilmiah menjadi "saraf sensorik" dan "landasan pengambilan keputusan" yang sangat diperlukan untuk pembangkit listrik fotovoltaik modern.
I. Korelasi Multidimensi antara Parameter Pemantauan Inti dan Efisiensi Pembangkit Listrik
Stasiun cuaca otomatis khusus untuk pembangkit listrik fotovoltaik telah membentuk sistem pemantauan yang sangat disesuaikan, dan setiap data sangat terkait dengan pengoperasian pembangkit listrik:
Pemantauan radiasi matahari ("pengukuran sumber" untuk pembangkit listrik)
Radiasi total (GHI): Ini secara langsung menentukan total energi yang diterima oleh modul fotovoltaik dan merupakan masukan paling penting untuk prediksi pembangkitan daya.
Radiasi langsung (DNI) dan radiasi hamburan (DHI): Untuk susunan fotovoltaik yang menggunakan braket pelacak atau modul bifacial tertentu, data ini sangat penting untuk mengoptimalkan strategi pelacakan dan secara akurat menilai peningkatan pembangkitan daya di sisi belakang.
Nilai aplikasi: Alat ini menyediakan data acuan yang tak tergantikan untuk tolok ukur kinerja pembangkit listrik (perhitungan nilai PR), perkiraan pembangkit listrik jangka pendek, dan diagnosis efisiensi energi pembangkit listrik.
2. Suhu lingkungan dan suhu backplane komponen (koefisien suhu efisiensi)
Suhu lingkungan: Ini memengaruhi iklim mikro dan kebutuhan pendinginan pembangkit listrik.
Suhu lapisan belakang modul: Daya keluaran modul fotovoltaik menurun seiring dengan kenaikan suhu (biasanya -0,3% hingga -0,5%/℃). Pemantauan suhu lapisan belakang secara real-time dapat secara akurat mengoreksi daya keluaran yang diharapkan dan mengidentifikasi pembuangan panas abnormal komponen atau potensi bahaya titik panas.
3. Kecepatan dan Arah Angin (“Pedang bermata dua” antara keselamatan dan pendinginan)
Keamanan struktural: Angin kencang seketika (seperti yang melebihi 25 m/s) merupakan ujian terberat bagi desain beban mekanis struktur dan modul penyangga fotovoltaik. Peringatan kecepatan angin secara real-time dapat memicu sistem keamanan, dan bila perlu, mengaktifkan mode perlindungan angin pada pelacak sumbu tunggal (seperti "lokasi badai").
Pendinginan alami: Kecepatan angin yang tepat membantu menurunkan suhu operasional komponen, secara tidak langsung meningkatkan efisiensi pembangkitan daya. Data tersebut digunakan untuk menganalisis efek pendinginan udara dan mengoptimalkan tata letak dan jarak susunan panel surya.
4. Kelembaban relatif dan curah hujan (“sinyal peringatan” untuk pengoperasian dan pemeliharaan serta kerusakan)
Kelembapan tinggi: Dapat memicu efek PID (Potential-induced Attenuation), mempercepat korosi peralatan, dan memengaruhi kinerja isolasi.
Curah hujan: Data curah hujan dapat digunakan untuk mengkorelasikan dan menganalisis efek pembersihan alami komponen (peningkatan sementara pembangkitan daya), dan memandu perencanaan siklus pembersihan terbaik. Peringatan hujan lebat berhubungan langsung dengan respons sistem pengendalian banjir dan drainase.
5. Tekanan Atmosfer dan Parameter Lainnya (faktor bantu yang disempurnakan)
Alat ini digunakan untuk koreksi data iradiasi dengan presisi lebih tinggi dan analisis tingkat penelitian.
II. Skenario Aplikasi Cerdas Berbasis Data
Aliran data dari stasiun cuaca otomatis, melalui pengumpul data dan jaringan komunikasi, mengalir ke sistem pemantauan dan akuisisi data (SCADA) dan sistem prediksi daya pembangkit listrik fotovoltaik, sehingga memunculkan berbagai aplikasi cerdas:
1. Prediksi akurat pembangkitan daya dan pengiriman daya ke jaringan listrik.
Prakiraan jangka pendek (per jam/hari lalu): Dengan menggabungkan radiasi waktu nyata, peta awan, dan prakiraan cuaca numerik (NWP), ini berfungsi sebagai dasar utama bagi departemen pengiriman jaringan listrik untuk menyeimbangkan volatilitas daya fotovoltaik dan memastikan stabilitas jaringan listrik. Akurasi prediksi berhubungan langsung dengan penilaian pendapatan pembangkit listrik dan strategi perdagangan pasar.
Prediksi jangka sangat pendek (tingkat menit): Terutama didasarkan pada pemantauan perubahan mendadak dalam iradiasi secara real-time (seperti lewatnya awan), digunakan untuk respons cepat AGC (Automatic Generation Control) di dalam pembangkit listrik dan keluaran daya yang lancar.
2. Diagnosis mendalam terhadap kinerja pembangkit listrik serta optimalisasi operasi dan pemeliharaan.
Analisis rasio kinerja (PR): Berdasarkan data iradiasi dan suhu komponen yang terukur, hitung pembangkitan daya teoritis dan bandingkan dengan pembangkitan daya aktual. Penurunan nilai PR dalam jangka panjang dapat mengindikasikan kerusakan komponen, noda, hambatan, atau gangguan listrik.
Strategi pembersihan cerdas: Dengan menganalisis secara komprehensif curah hujan, akumulasi debu (yang dapat disimpulkan secara tidak langsung melalui pelemahan radiasi), kecepatan angin (debu), dan biaya kehilangan pembangkit listrik, rencana pembersihan komponen yang optimal secara ekonomi dihasilkan secara dinamis.
Peringatan kesehatan peralatan: Dengan membandingkan perbedaan pembangkitan daya dari berbagai sub-array dalam kondisi meteorologi yang sama, kerusakan pada kotak penggabung, inverter, atau tingkat string dapat dengan cepat ditemukan.
3. Keamanan Aset dan Manajemen Risiko
Peringatan cuaca ekstrem: Tetapkan ambang batas untuk angin kencang, hujan lebat, salju lebat, suhu tinggi ekstrem, dll., untuk mencapai peringatan otomatis dan memandu personel operasi dan pemeliharaan untuk mengambil tindakan perlindungan seperti pengencangan, penguatan, pengeringan, atau penyesuaian mode operasi terlebih dahulu.
Asuransi dan Evaluasi Aset: Menyediakan catatan data meteorologi yang objektif dan berkelanjutan untuk menawarkan bukti pihak ketiga yang andal untuk penilaian kerugian akibat bencana, klaim asuransi, dan transaksi aset pembangkit listrik.
III. Integrasi Sistem dan Tren Teknologi
Stasiun cuaca fotovoltaik modern berkembang menuju integrasi yang lebih tinggi, keandalan yang lebih besar, dan kecerdasan yang lebih baik.
Desain terintegrasi: Sensor radiasi, pengukur suhu dan kelembaban, anemometer, pengumpul data, dan catu daya (panel surya + baterai) terintegrasi ke dalam sistem tiang yang stabil dan tahan korosi, memungkinkan pemasangan cepat dan pengoperasian tanpa perawatan.
2. Presisi tinggi dan keandalan tinggi: Tingkat sensor mendekati standar tingkat kedua atau bahkan tingkat pertama, dilengkapi dengan fungsi diagnosis mandiri dan kalibrasi mandiri untuk memastikan akurasi dan stabilitas data jangka panjang.
3. Integrasi komputasi tepi dan AI: Melakukan pemrosesan data awal dan penilaian anomali di sisi stasiun untuk mengurangi beban transmisi data. Dengan mengintegrasikan teknologi pengenalan gambar AI dan menggunakan pencitraan langit penuh untuk membantu mengidentifikasi jenis dan volume awan, akurasi prediksi jangka sangat pendek semakin ditingkatkan.
4. Kembaran Digital dan Pembangkit Listrik Virtual: Data stasiun meteorologi, sebagai masukan yang tepat dari dunia fisik, menggerakkan model kembaran digital pembangkit listrik fotovoltaik untuk melakukan simulasi pembangkitan daya, prediksi kesalahan, dan optimasi strategi operasi dan pemeliharaan di ruang virtual.
IV. Studi Kasus dan Kuantifikasi Nilai
Sebuah pembangkit listrik fotovoltaik 100MW yang terletak di daerah pegunungan yang kompleks, setelah memasang jaringan pemantauan mikrometeorologi yang terdiri dari enam gardu induk, telah mencapai:
Akurasi prediksi daya jangka pendek telah meningkat sekitar 5%, sehingga secara signifikan mengurangi denda untuk penilaian jaringan listrik.
Melalui pembersihan cerdas berdasarkan data meteorologi, biaya pembersihan tahunan berkurang sebesar 15%, sementara kehilangan pembangkit listrik akibat noda berkurang lebih dari 2%.
Selama cuaca konvektif yang kuat, mode penahan angin diaktifkan dua jam sebelumnya berdasarkan peringatan angin kencang, yang mencegah kemungkinan kerusakan pada penyangga. Diperkirakan kerugian dapat dikurangi hingga beberapa juta yuan.
Kesimpulan: Dari “Mengandalkan Alam untuk Bertahan Hidup” menjadi “Bertindak Sesuai dengan Alam”
Penerapan stasiun cuaca otomatis menandai pergeseran dalam pengoperasian pembangkit listrik fotovoltaik dari yang mengandalkan pengalaman dan manajemen ekstensif ke era baru manajemen ilmiah, canggih, dan cerdas yang berpusat pada data. Hal ini memungkinkan pembangkit listrik fotovoltaik tidak hanya untuk "melihat" sinar matahari tetapi juga untuk "memahami" cuaca, sehingga memaksimalkan nilai setiap sinar matahari dan meningkatkan pendapatan pembangkitan listrik serta keamanan aset sepanjang siklus hidupnya. Seiring dengan semakin dominannya energi fotovoltaik dalam transisi energi global, posisi strategis stasiun cuaca otomatis, yang berfungsi sebagai "mata cerdasnya", pasti akan semakin menonjol.
Untuk informasi stasiun cuaca selengkapnya,
Silakan hubungi Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Situs web perusahaan:www.hondetechco.com
Waktu posting: 17 Desember 2025