Lĩnh vực này phải đo những gì
Năng lượng tái tạo là ngành mà thiết bị đo thường được kỳ vọng phải làm việc khi không có ai ở đó. Các địa điểm nằm xa, trải rộng và thường không người trực, nên phép đo phải tự vận hành, chịu được thời tiết và truyền được hồ sơ của mình qua một liên kết có thể không ổn định. Chỉ riêng điều kiện đó đã định hình phần thông số kỹ thuật nhiều hơn cả đại lượng vật lý được đo.
Đặc điểm thứ hai là các đại lượng ở đây thường được dùng để đỡ cho một tuyên bố về hiệu năng chứ không để điều khiển một quá trình. Bức xạ, tốc độ và hướng gió, sản lượng điện và chỉ số hiệu năng quyết định một nhà máy có đang phát ra đúng sản lượng đã được dự báo hay không, và một tranh chấp thương mại về sản lượng được phân xử bằng bằng chứng đo lường. Điều đó đặt trọng tâm vào hiệu chuẩn, khoảng lấy mẫu và sự đầy đủ của hồ sơ chứ không vào tốc độ đáp ứng.
Điều thứ ba là sự đa dạng bên trong chính ngành này. Một nhà máy quang điện đo bức xạ và đầu ra biến tần, một trang trại gió đo gió kèm yêu cầu về độ sẵn sàng có hệ lụy thương mại, một nhà máy thủy điện đo lưu lượng và mức, còn một hệ lưu trữ đo dòng điện, điện áp và nhiệt độ ắc quy. Xem tất cả như cùng một nhóm thiết bị đo là một sai lầm: thứ chúng chung với nhau là mô hình vận hành, không phải vật lý.
Các thiết bị nằm ở đâu
Quang điện mặt trời
Bức xạ, nhiệt độ mô-đun và nhiệt độ môi trường xung quanh, đầu ra biến tần và điện năng cung cấp. Các phép đo này xác lập chỉ số hiệu năng, nên việc hiệu chuẩn và sự đầy đủ của hồ sơ quan trọng ngang độ chính xác của cảm biến.
Gió
Tốc độ và hướng gió, điều kiện thân tuabin, rung và công suất đầu ra. Độ sẵn sàng của phép đo có hệ lụy thương mại, và thiết bị phải phơi mình trước thời tiết liên tục.
Thủy điện và sinh khối
Lưu lượng, mức, áp suất và nhiệt độ của chất công tác, cộng với thiết bị đo quá trình quanh một nhà máy nhiệt. Các môi trường đo thường có tính mài mòn hoặc ăn mòn, và nhà máy thường chạy không người trông trong nhiều kỳ dài.
Lưu trữ năng lượng và điểm đấu nối lưới
Dòng điện, điện áp, công suất, điện năng, nhiệt độ và tình trạng của hệ ắc quy. Các phép đo này thuộc về điện và về nhiệt, và chúng thường cấp dữ liệu cho cả điều khiển lẫn bảo vệ.
Thiết bị đo dùng trong lĩnh vực này
| Đo lường | Điều gì được đo trong ngành này | Thiết bị thường được chỉ định |
| Bức xạ và thời tiết | Cường độ bức xạ mặt trời, nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ mô-đun, tốc độ và hướng gió, lượng mưa và độ ẩm | Bức xạ kế và pin chuẩn, cảm biến nhiệt độ gắn trên mô-đun và trong không khí, cùng cảm biến gió được chọn theo mức phơi nhiễm và theo chu kỳ bảo dưỡng mà địa điểm có thể gánh được |
| Lưu lượng | Chất công tác trong nhà máy thủy điện và nhà máy nhiệt, chất tải nhiệt, nước làm mát và nước công nghệ | Lưu lượng kế điện từ và siêu âm cho nước và cho chất lỏng dẫn điện, cùng lắp đặt xoáy hoặc áp suất chênh lệch cho hơi nước và khí trong nhà máy nhiệt |
| Mức và áp suất | Bể chứa, bồn, vòng thủy lực và hệ thống làm mát | Bộ truyền thủy tĩnh và bộ truyền radar, bộ truyền áp suất có kiểu làm kín phù hợp với môi trường đo, và các công tắc cho bảo vệ ở nơi một dao động mức gây ra tổn thất |
| Nhiệt độ | Nhiệt độ mô-đun và nhiệt độ môi trường xung quanh, nhiệt độ ắc quy và nhiệt độ biến tần, ổ đỡ và hộp giảm tốc, và nhiệt độ quá trình | RTD và cặp nhiệt điện cho phép đo bề mặt và phép đo quá trình, cùng phép đo không tiếp xúc cho các chi tiết quay hoặc không tiếp cận được |
| Điện | Điện áp, dòng điện, công suất, điện năng, chất lượng điện và tình trạng cách điện | Máy đo công suất và máy phân tích cho điểm đấu nối lưới, máy đo điện trở cách điện cho bảo dưỡng, và các kênh thu thập có cấp phù hợp với điện áp hệ thống và với dạng sóng |
| Rung và tình trạng | Rung của tuabin, hộp giảm tốc và máy quay | Gia tốc kế và phép đo tiệm cận, thường được nối với một hệ thống giám sát tình trạng vì địa điểm không có người trực |
Ở ngành này mô hình vận hành quan trọng ngang với vật lý. Nguồn điện có sẵn tại điểm đo, khả năng tiếp cận từ xa và chu kỳ bảo dưỡng nên được nêu cùng với chính phép đo.
Cách lập thông số cho công trình năng lượng tái tạo
- Nguồn điện có sẵn tại điểm đo là điều đầu tiên, vì một địa điểm không có nguồn điện sẽ thay đổi toàn bộ thông số kỹ thuật và buộc phải chọn giữa ắc quy, một nguồn nhỏ tại chỗ, hoặc chỉ tự ghi dữ liệu tại chỗ.
- Hồ sơ tới tay đơn vị vận hành bằng cách nào - một lượt đi thực tế, một liên kết vô tuyến hay một kết nối di động - vì một liên kết không ổn định thì phải được tính trước, chứ không phải đợi tới sau khi lắp đặt mới phát hiện ra.
- Phép đo đỡ cho một tuyên bố về hiệu năng hay cho một dàn xếp thương mại, vì những việc đó đòi hỏi hiệu chuẩn, sự đầy đủ và một hồ sơ kiểm toán được chứ không chỉ đòi hỏi một cảm biến còn chạy.
- Mức phơi nhiễm: gió, muối, bụi, dải nhiệt độ và lượng mưa, tất cả đều quyết định vỏ thiết bị và cách gắn nhiều hơn cảm biến.
- Chu kỳ bảo dưỡng mà địa điểm có thể gánh, tức giới hạn thực tế của mọi thứ cần được vệ sinh, cần hiệu chuẩn lại hoặc cần vật tư tiêu hao.
- Khoảng lấy mẫu và độ dài bản ghi, vì cả hai cùng quyết định yêu cầu về bộ nhớ và về nguồn điện, và thường bị đánh giá thấp ở giai đoạn lập kế hoạch.
- Phép đo có cấp dữ liệu cho bảo vệ cũng như cho điều khiển hay không, vì một chức năng bảo vệ đòi hỏi sự độc lập và một hành vi được xác định khi nó hỏng.
- Điện áp hệ thống và dạng sóng tại chỗ đo điện, vì cấp thiết bị suy ra từ hai thứ đó chứ không từ công suất danh định.
Tiêu chuẩn và phê duyệt có thể áp dụng
- Các yêu cầu về đấu nối lưới và chất lượng điện do đơn vị vận hành lưới áp dụng, định ra các phép đo điện và hồ sơ.
- Các tiêu chuẩn đánh giá tài nguyên và hiệu năng được viện dẫn trong thỏa thuận thương mại, cố định phương pháp đo cho bức xạ hoặc cho gió.
- Các yêu cầu an toàn điện cho điện áp hệ thống liên quan, gồm cả mọi yêu cầu riêng cho hệ một chiều.
- Các nghĩa vụ về môi trường và quy hoạch, nơi việc giám sát tiếng ồn, giám sát sinh thái hoặc giám sát cảnh quan có thể được yêu cầu thêm bên cạnh các phép đo của nhà máy.
- Chúng tôi mô tả những gì một công trình có thể phải đáp ứng. Chúng tôi không tuyên bố rằng một sản phẩm có được phê duyệt trừ khi chứng chỉ được gửi cho chúng tôi, và các trang sản phẩm cũng theo cùng quy tắc đó.
Ứng dụng trong lĩnh vực này