בתהליך של הפיכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית למקור אנרגיה עיקרי, הסתעויות והתנודתיות הטבועות בו הופכות לאתגר הגדול ביותר עבור ספיגת הרשת והכנסות תחנות הכוח. והמשתנה המרכזי של אתגר זה הוא דווקא העננים המשתנים ללא הרף בשמיים. תחזיות מזג אוויר מסורתיות ומדדי קרינה כוללת קשה ללכוד את הייצור, הפיזור והתנועה של עננים ברמת הדקה. מסיבה זו, חברת HONDE השיקה את מערכת ניטור העננים המדויקת ביותר "Cloud Catcher" שתוכננה במיוחד עבור תחנות כוח פוטו-וולטאיות. מערכת זו, על ידי פענוח תנאי העננים בשמיים בזמן אמת ובאופן כמותי, הופכת ל"מאחז נתונים" לשיפור דיוק חיזוי החשמל של תחנות כוח, אופטימיזציה של תזמון תפעול ותחזוקה, ומיקסום הכנסות ייצור חשמל.
א. ערכי ליבה: מ"התמודדות פסיבית עם תנודות" ל"ניבוי אקטיבי של שינויים"
עננים הם הגורם העיקרי הגורם לתנודות חדות בהספק המוצא של תחנות כוח פוטו-וולטאיות (הידוע בכינויו "אפקט צל הענן"). המשימה העיקרית של מערכת ניטור נפח הענן HONDE היא לספק לתחנות כוח יכולות חיוניות לטווח קצר במיוחד (5-30 הדקות הבאות), שערכה משתרע על פני שלושה ממדים: ייצור חשמל, רשתות חשמל והשוק.
1. עבור תחנת הכוח עצמה: חיזוי מדויק של קפיצות מתח או ירידות מתח פתאומיות, מתן זמן הכנה קריטי לטעינה ופריקה של מערכת אחסון האנרגיה הפנימית ולהפעלה ועצירה של הציוד, תוך הפחתת בלאי של הציוד והפסדי ייצור חשמל.
2. לשיגור רשת החשמל: לספק נתוני חיזוי ייצור חשמל לטווח קצר במיוחד בעלי דיוק גבוה כדי לסייע לרשת החשמל לאזן את החשמל בזמן אמת, להקל על לחץ ויסות התדר הנגרם מתנודות פוטו-וולטאיות, ולשפר את יכולת רשת החשמל להתאים ולהבטיח את בטיחות האנרגיה המתחדשת.
3. עבור שוק החשמל: כאשר משתתפים בשוק הספוט או בשוק השירותים הנלווים, תחזיות מדויקות יותר פירושן פחות עונשים על הטיה בחיזוי ואסטרטגיות ציטוט טובות יותר, אשר מתורגמות ישירות לתשואות מסחר גבוהות יותר.
II. עיקרון טכני: "עין הרואה-כל" של השמיים
צג כיסוי העננים HONDE אינו רק מכשיר מטאורולוגי, אלא מערכת דימות שמיים המבוססת על טכנולוגיות אופטיות וניתוח תמונה מתקדמות.
סריקה פנורמית כפולת תצוגה: המערכת מורכבת בדרך כלל מצלמת שמיים מלאה וממעקב סולארי עם עדשת עין דג. צילום השמיים כולו לוכד ברציפות תמונות עננים של כל השמיים בזווית של 180 מעלות, בעוד שמעקב הסולארי מתמקד במדויק באזור סביב השמש כדי לנטר עננים דקים או מקוטעים שעלולים לגרום לחסימה.
אלגוריתם זיהוי תמונה חכם: מצויד באלגוריתם הבינה המלאכותית שפותח באופן עצמאי על ידי HONDE, הוא מבצע ניתוח בזמן אמת של תמונות השמיים שצולמו.
כימות עננים: חשב במדויק את נפח הענן הכולל ואת עובי שכבת הענן (עובי אופטי).
וקטוריזציה של תנועת עננים: באמצעות ניתוח תמונה רציף, חשב את מהירות התנועה, כיוון ומסלול שכבת הענן.
סיווג וזיהוי עננים: יש להבחין בין סוגי עננים שונים כגון ענני קומולוס, ענני סטרטוקומולוס וענני צירוס. דפוסי העברת האור ודפוסי התנועה שלהם משתנים, וגם השפעתם על ייצור חשמל שונה.
ג. אסטרטגיות יישום בתרחיש המלא של תחנות כוח פוטו-וולטאיות
הקלט המרכזי לחיזוי הספק לטווח קצר במיוחד
יישום: המערכת משלבת נתוני כיסוי עננים, מהירות עננים וכיוון עננים בזמן אמת עם תחזיות מזג אוויר מספריות, קואורדינטות גיאוגרפיות של תחנות כוח ומודלים של פריסת רכיבים.
פלט: גלול כדי ליצור את דיאגרמת הרצף של "צל ענן" שתחנת הכוח עשויה לחוות בתוך 5 עד 30 הדקות הקרובות, תוך חיזוי מדויק מתי כל ענן יחסום איזה חלק של המערך וכמה צריכת החשמל תפחת.
תועלת: הפחתת שגיאת שורש ממוצע הריבועים של תחזיות לטווח קצר במיוחד ב-30% עד 50%, ובכך לספק זמן קבלת החלטות יקר ערך עבור שיגור רשת החשמל.
2. אופטימיזציה של התפעול והתחזוקה וכן ניהול הנכסים של תחנות כוח בקנה מידה גדול
הנחיית בדיקה חכמה: כאשר מתגלה שאזור גדול של ענן סמיך יכסה אזור מסוים בתחנת הכוח למשך זמן רב, ניתן לשלוח אוטומטית רחפנים או לארגן כוח אדם שיגיע לאזור זה לצורך פעולות בדיקה או ניקוי, תוך ניצול מלא של תקופת השפל של ייצור החשמל ושיפור יעילות התפעול והתחזוקה.
סיוע באבחון ביצועים: בשעות בהירות ונטולות עננים, תחנת הכוח צריכה להיות במצב תפוקה מקסימלית תיאורטית. אם התפוקה בפועל בשלב זה אינה תואמת את הערך התיאורטי, ניתן לבטל במהירות הפרעות מזג אוויר, לזהות תקלות בציוד ולשפר את יעילות האבחון.
3. תמיכה בפעולה מתואמת של תרחישים מרובים של "פוטו-וולטאי +"
סינרגיה פוטו-וולטאית ואגירת אנרגיה: בפרויקטים של "פוטו-וולטאי + אגירת אנרגיה", המערכת משמשת כ"עיניים" לבקרה חכמה של מערכת אגירת האנרגיה. כאשר צפויות ירידות בהספק מראש, ניתן להורות למערכת אגירת האנרגיה לפרוק מראש כדי "למלא את הפער". אם צפויה עלייה פתאומית בהספק, ניתן להורות למערכת אגירת האנרגיה להתכונן לטעינה כדי למנוע אור נטוש וליישר את הספק המוצא הכולל של תחנת הכוח.
השלמה רב-אנרגטית: בבסיס המשולב של אנרגיית רוח, שמש, אנרגיה הידרואלקטרית ואגירה, חיזוי מדויק של תפוקה פוטו-וולטאית הוא קלט בעל ערך גבוה עבור אלגוריתם שיגור מתואם וממוטב של השלמה רב-אנרגטית.
יתרונות טכניים של מערכת HONDE
רזולוציה מרחבית-זמנית גבוהה: תדירות הדגימה יכולה להגיע למספר פעמים בדקה, והרזולוציה המרחבית יכולה לזהות אזורים קטנים של עננים מקוטעים, מה שמבטיח את היכולת ללכוד תנאי ענן המשתנים במהירות.
יכולת הסתגלות סביבתית חזקה: הציוד מצויד בפונקציות הפשרה, הסרת עיבוי והסרת אבק אוטומטיות, עם רמת הגנה של IP65 ומעלה, מה שהופך אותו מתאים לסביבות תחנות כוח קשות שונות כגון מישורים, מדבריות ואזורי חוף.
ממשק נתונים פתוח: תומך בפרוטוקולי תקשורת סטנדרטיים (כגון Modbus TCP, IEC 61850), וניתן לשלב נתונים בצורה חלקה במערכת SCADA, פלטפורמת חיזוי אנרגיה ומערכת ניהול אחסון אנרגיה של תחנת הכוח.
יכולות מחשוב קצה: חלק מאלגוריתמי הניתוח מבוצעים בקצה המכשיר, מה שמפחית את התלות בכוח מחשוב הענן ומשפר את מהירות התגובה ואבטחת הנתונים.
ה. מקרה אמפירי: אילוף "צללי ענן" בעזרת נתונים
תחנת כוח פוטו-וולטאית גדולה בהספק של 300 מגה-וואט בקליפורניה, ארה"ב, ממוקמת באזור חוף ומעונן. היא סובלת מזה זמן רב מאפקט צל העננים, מה שמוביל לסטיות משמעותיות בתחזית ההספק ולקנסות תכופים על הערכת שיגור הרשת. לאחר פריסת מערכת ניטור נפח הענן HONDE ושילובה עם מודל החיזוי הקיים:
דיוק חיזוי ההספק לטווח קצר במיוחד של 15 דקות של תחנת הכוח שופר ב-40%.
ההוצאה על שירותי עזר לרשת עקב סטייה בתחזית ירדה ב-60% לעומת רבעון קודם.
על ידי אופטימיזציה של אסטרטגיית התפעול של אחסון אנרגיה המבוססת על נתונים ניבוייים, ההכנסה היומית הממוצעת ממחזור טעינה ופריקה של אחסון אנרגיה גדלה בכ-15%.
מנהל תפעול תחנת הכוח העיר: "בעבר, הענן היה 'האויב' שלנו, ותפס אותנו לא מוכנים." כעת, מערכת HONDE מאפשרת לנו "לראות" את מסלול הענן, שהפך ל"משתנה" שאנו יכולים להתכונן אליו ולהתמודד איתו מראש. זה שינה לחלוטין את אופן הפעולה שלנו."
מַסְקָנָה
ככל שקצב החדירה של אנרגיה פוטו-וולטאית ממשיך לעלות במערכת החשמל העולמית, ניהול התנודתיות שלה התפתח מ"בעיה ברמת תחנת הכוח" ל"אתגר ברמת המערכת". מערכת ניטור נפח הענן "Cloud Catcher" של HONDE היא בדיוק הציוד הטכנולוגי המתקדם להתמודדות עם אתגר זה. היא מעניקה לתחנות כוח פוטו-וולטאיות "ראיית הנולד" חשובה על ידי הפיכת תנאי העננים החמקמקים בשמיים לזרמי נתונים בעלי מימד גבוה הניתנים לכימות, מעקב וצפויים. זה לא רק משפר משמעותית את היעילות הכלכלית והידידותיות של תחנות כוח בודדות, אלא גם מספק בסיס חיוני ויציב לבניית מערכת חשמל חדשה עם שיעור גבוה של אנרגיה מתחדשת. ממדבר אטקמה בצ'ילה ועד מדבר גובי בצ'ינגהאי, סין, HONDE ממנפת את יכולות תפיסת השמיים המדויקות שלה כדי לסייע לתחנות כוח פוטו-וולטאיות גלובליות לחצות עננים, ולהשיג תפוקת חשמל ירוקה יציבה, יעילה ובעלת ערך רב יותר.
אודות HONDE: כחברה חדשנית בתחומי האנרגיה החכמה והניטור הסביבתי המדויק, HONDE מחויבת לספק פתרון מקיף לתעשיית האנרגיה המתחדשת, החל מהערכת משאבים, תפיסה מדויקת ועד תפעול ותחזוקה חכמים, באמצעות שילוב טכנולוגיות בין-תחומיות. אנו מאמינים כי תובנה עמוקה יותר וחיזוי של כוחות טבע הם המפתח לאנושות להשגת עתיד אנרגיה בר-קיימא.
למידע נוסף על חיישני מזג אוויר, אנא צרו קשר עם Honde Technology Co., LTD.
וואטסאפ: 86-15210548582+
Email: info@hondetech.com
אתר החברה:www.hondetechco.com
זמן פרסום: 16 בדצמבר 2025