Co ta branża musi zmierzyć
Energia odnawialna to branża, w której od przyrządów najczęściej oczekuje się pracy bez obecności człowieka. Obiekty są zdalne, rozproszone i często bezobsługowe, więc pomiar musi być autonomiczny, odporny na warunki pogodowe i zdolny do przekazania swojego zapisu przez łącze, które może nie być niezawodne. Ten jeden warunek kształtuje więcej specyfikacji niż sama wielkość fizyczna mierzona.
Drugą cechą jest to, że wielkości są często wykorzystywane do potwierdzenia deklaracji wydajności, a nie do sterowania procesem. Nasłonecznienie, prędkość i kierunek wiatru, produkcja energii i współczynnik wydajności określają, czy zakład produkuje tyle, ile przewidziano, a spór handlowy o produkcję rozstrzyga się dowodem pomiarowym. To przesuwa nacisk na kalibrację, częstotliwość próbkowania i kompletność zapisu, a nie na szybkość reakcji.
Trzecią cechą jest różnorodność wewnątrz branży. Instalacja fotowoltaiczna mierzy nasłonecznienie i moc wyjściową falownika, farma wiatrowa mierzy wiatr z wymogiem dostępności, który ma konsekwencje handlowe, elektrownia wodna mierzy przepływ i poziom, a system magazynowania mierzy prąd, napięcie i temperaturę baterii. Traktowanie ich jako jednej kategorii aparatury jest błędem: tym, co je łączy, jest model eksploatacji, a nie fizyka.
Gdzie mieszczą się przyrządy
Fotowoltaika
Nasłonecznienie, temperatura modułu i otoczenia, moc wyjściowa falownika i dostarczona energia. Pomiary te określają współczynnik wydajności, więc kalibracja i kompletność zapisu mają znaczenie równe dokładności czujnika.
Energetyka wiatrowa
Prędkość i kierunek wiatru, warunki w gondoli, wibracje i moc wyjściowa. Dostępność pomiaru ma konsekwencje handlowe, a przyrządy są stale narażone na warunki pogodowe.
Energetyka wodna i biomasa
Przepływ, poziom, ciśnienie i temperatura czynnika roboczego, plus aparatura procesowa wokół elektrowni cieplnej. Ośrodki są często ścierne lub agresywne, a zakład często pracuje bez obsługi przez długie okresy.
Magazynowanie energii i przyłącze sieciowe
Prąd, napięcie, moc, energia, temperatura i stan systemu bateryjnego. Pomiary te są elektryczne i termiczne i często zasilają zarówno sterowanie, jak i zabezpieczenie.
Aparatura stosowana w tej branży
| Pomiar | Co jest mierzone w tej branży | Przyrządy zwykle określane w specyfikacji |
| Nasłonecznienie i pogoda | Promieniowanie słoneczne, temperatura otoczenia i modułu, prędkość i kierunek wiatru, opady i wilgotność | Piranometry i ogniwa referencyjne, czujniki temperatury na module i w powietrzu oraz czujniki wiatru dobrane do narażenia i odstępów konserwacyjnych, jakie obiekt może zapewnić |
| Przepływ | Czynnik roboczy w elektrowniach wodnych i cieplnych, czynnik przenoszenia ciepła, woda chłodząca i woda procesowa | Mierniki elektromagnetyczne i ultradźwiękowe do wody i płynów przewodzących oraz instalacje wirowe i ciśnienia różnicowego do pary i gazu w elektrowni cieplnej |
| Poziom i ciśnienie | Zbiorniki wodne, zbiorniki, obwody hydrauliczne i systemy chłodzenia | Przetworniki hydrostatyczne i radarowe, przetworniki ciśnienia z uszczelnieniem dobranym do ośrodka oraz przełączniki ochronne tam, gdzie wychylenie poziomu wiąże się z kosztami |
| Temperatura | Temperatura modułu i otoczenia, temperatura baterii i falownika, łożyska i przekładnie oraz temperatura procesowa | RTD i termopary do pomiaru powierzchniowego i procesowego oraz pomiar bezkontaktowy dla części obrotowych lub niedostępnych |
| Elektryka | Napięcie, prąd, moc, energia, jakość energii i stan izolacji | Mierniki mocy i analizatory do przyłącza sieciowego, mierniki izolacji do konserwacji oraz kanały akwizycji przystosowane do napięcia systemu i kształtu fali |
| Wibracje i stan techniczny | Wibracje turbin, przekładni i maszyn wirujących | Akcelerometry i pomiar zbliżeniowy, często podłączone do systemu monitoringu stanu technicznego, ponieważ obiekt jest bezobsługowy |
Model eksploatacji ma tu znaczenie równe fizyce. Moc dostępna w punkcie pomiarowym, zdalny dostęp i odstęp konserwacyjny powinny być podane razem z samym pomiarem.
Jak określić specyfikację: instalacja energii odnawialnej
- Najpierw moc dostępna w punkcie pomiarowym, ponieważ obiekt bez zasilania zmienia całą specyfikację i wymusza wybór między bateriami, małym zasilaniem lokalnym i samym lokalnym rejestrowaniem.
- Jak zapis dociera do operatora - fizyczna wizyta, łącze radiowe czy połączenie komórkowe - ponieważ niewiarygodne łącze musi być zaplanowane, a nie odkryte po instalacji.
- Czy pomiar wspiera deklarację wydajności lub rozliczenie handlowe, ponieważ te wymagają kalibracji, kompletności i audytowalnego zapisu, a nie jedynie działającego czujnika.
- Narażenie: wiatr, sól, pył, zakres temperatur i opady, które wszystkie decydują o obudowie i montażu bardziej niż o czujniku.
- Odstęp konserwacyjny, jaki obiekt może zapewnić, który jest praktycznym ograniczeniem dla wszystkiego, co wymaga czyszczenia, ponownej kalibracji lub materiałów zużywalnych.
- Częstotliwość próbkowania i długość zapisu, które razem określają wymaganą pamięć i zapotrzebowanie na moc i są często niedoszacowane na etapie planowania.
- Czy pomiar zasila również zabezpieczenie, a nie tylko sterowanie, ponieważ funkcja ochronna wymaga niezależności i zdefiniowanego zachowania w przypadku awarii.
- Napięcie systemu i kształt fali przy pomiarze elektrycznym, ponieważ klasa przyrządu wynika z nich, a nie z nominalnej mocy.
Normy i aprobaty, które mogą mieć zastosowanie
- Wymagania przyłącza sieciowego i jakości energii stosowane przez operatora sieci, które określają pomiary elektryczne i zapis.
- Normy wydajności i oceny zasobów przywoływane w umowie handlowej, które ustalają metodę pomiarową dla nasłonecznienia lub wiatru.
- Wymagania bezpieczeństwa elektrycznego dla danego napięcia systemu, w tym wszelkie wymagania specyficzne dla systemów prądu stałego.
- Obowiązki środowiskowe i planistyczne, gdzie monitoring hałasu, ekologiczny lub wizualny może być wymagany dodatkowo do pomiarów zakładowych.
- Opisujemy, czemu instalacja może musieć sprostać. Nie twierdzimy, że przyrząd posiada zatwierdzenie, dopóki certyfikat nie zostanie nam dostarczony, a strony produktu stosują tę samą zasadę.
Zastosowania w tej branży
