NxSensor™组件级传感装置与接线盒,助力实现智慧光伏

Snow

前言

工信部、能源局等六部委印发《产业发展行动计划 2018-2020年》的通告,要求提升光伏产业智能制造水平,推动互联网、大数据、人工智能等与光伏产业深度融合,鼓励特色行业智能光伏应用,促进我国光伏产业迈向全球中高端价值链。

事实上,光伏电站已经在变得越来越智能,比如,我们有了具备智能MPPT算法的逆变器,有了能够自动跟踪太阳的支架,有了互联网+储能系统,有了光伏大数据风控平台……然而,唯独在组件层面,智能化程度并没有多少改变。

组件是能量转换的源头,让组件走向智能化和数字化,这样的“智慧光伏”才是全面的和全方位的,它是实现“智慧光伏”的最后一个环节。


NxSensor™光伏组件级传感装置

我们将物联网与新能源技术深入结合,推出NxSensor™传感装置,它让让每一片组件更加智能,帮助电站实现100%智慧光伏!


光伏组件无线智能接线盒

NxSensor™传感装置具备了以下功能:

(1)组件监测:监测组件全生命周期内的电压、温度数据,通过AI算法智能分析组件的性能表现。

(2)快速关断:执行美国NEC 2017快速关断安全标准,每个组件可以完全单独断开,输出无电压。

(3)火灾预防:注重由于直流电弧所引发的数据波动特征,提供组件级别火灾预防和预警措施。

(4)无线组网:采用独特的HOHWave™无线组网传输数据,它是最经济和高效的组件通信方案。


为什么需要监测每个单独组件?

目前,电站的主要监测手段位于逆变器,监测效果非常粗放。

然而,电站的许多故障都与组件有关。就组件本身而言,组件在使用过程中面临多种问题,如:阴影遮挡、热斑、隐裂、二极管损坏、自然衰减等。此外,组件经过串联形成组串,一个有问题的组件将会拉底整个组串的输出功率。


太阳能光伏电池组件常见故障与功率损失

组件的故障直接影响了电站产能,及时更换能弥补损失,不过,问题在于:如何L精准、有效地识别出有问题的组件?

NxSensor™在接线盒中直接监测组件的输出电压,NxSensor™及系统通过大数据及AI算法分析出当前环境下,组件应输出的正常电压区间,如果一个组件的电压不在这个区间内,那么它是有问题的。NxSensor™及系统会清楚列出所有问题组件的名单,帮助电站实施精准运维。


什么是“快速关断”?

对于光伏组件,只要有太阳照射,电压就一直存在着。虽然单个组件电压不高,但是串联起来可以高达600V。这对消防、安装及维护人员是一种安全隐患。

NEC 2017-690.12规定,在快速关断装置启动后30秒内,界线内电压必须降至80V以下,这就要求组件级关断。

NEC 2017太阳能光伏组件快速关断

值得说明的是:采用传统PLC电力线通信的快速关断,需要组件输出低电压以防止死锁。NxSensor™采用无线通信,能做到组件完全独立断开。


如何帮助预防火灾?

光伏电站 40%的火灾是由于直流电弧引起的,这表明源头主要位于直流侧,包括汇流箱、逆变器和组件。电站里具有成千上万个接头,只要任何一个接头松动,就可能会造成直流电弧,由此引起火灾。

直流电弧与光伏电站火灾预防

从火灾早期现象来看,接头松动会导致电压频繁波动,火源及附近的组件也会最先升温。NxSensor™会重点关注这些数据特征,一旦发现便发出警告,从而在早期阶段抑制火源,起到预防作用。


什么是HOHWave™无线组网技术?

HOHWave™是一种无线、高效、低成本的组件级通信方案。

通信是实现‘智能’的前提,考虑到光伏行业的特点:

  • 电站覆盖面积广 → 通信距离远
  • 组件排列密度高 → 网络容量大

无线组网技术支持中间节点消息转发,只有这样才能在不增加成本的情况下,提升通信距离、扩大网络容量:

HOHWAVE,无线自组网,光伏组件级无线通信方案

HOHWave™是针对光伏电站研发的无线组网技术,它更稳定、可靠、便捷,相比传统 PLC电力线通信有更多优势。


投资与回报 —— 思考长远所带来的价值

从长远看,您将拥有更佳的投资回报,更注重产品质量,及电站带来的收益。

光伏组件投资回报率

NxSensor™技术规格

参数 内容
 电压监测  9~48V, 精度±0.2V
 温度监测  -25~75°C,精度±0.5°C(接线盒温度)
 无线频段  2.4GHz ISM频段
 无线组网  HOHWave™,500+节点/网关
 电气安全  600V抗浪涌
 平均功耗  小于100mW
 快速关断  支持,NEC 2017(高级版)
 PCB尺寸  40mm x 28mm x 4mm
 安装位置  光伏组件接线盒内


结构设计

传感装置和智能接线盒

系统拓扑

nxsensor系统拓扑结构

通信技术方案对比

PLC电力线,NB-IoT,LoRaWAN,ZigBee,HOHWave物联网技术对比

(略)


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