研究目的
设计并测试一种适用于微电网或小型光伏系统需求的辐照度监测系统,重点关注亚秒级采样频率、高密度测量点以及低投资成本。
研究成果
所设计的无线传感器网络展现出以足够的时间与空间分辨率捕捉云层运动相关辐照度变化的能力,能为低投资小型光伏系统提供超短期预测支持。结果表明,在次秒级精细辐照度测量中(尤其在云层增亮事件期间),照度计可能比总辐射表更为适用。
研究不足
该研究承认了日射强度计的时间响应对快速辐照度变化的平滑作用,表明其在精确捕捉亚秒级辐照度变化方面存在潜在局限性。同时发现,当采样频率高于1赫兹时,网络的性能也表现出不稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于ZigBee协议设计了一个由16个节点组成的无线传感器网络,这些节点均匀分布在15米×15米的区域内。通过每个节点上安装的照度计获取的照度值推算出辐照度值。
2:样本选择与数据来源:
使用一周内以30分钟为周期、2赫兹频率采集的12小时数据进行校准,以捕捉不同气象状况。
3:实验设备与材料清单:
网络节点包括用于照度测量的SFH 5711传感器、作为参考的二级标准总辐射表(CMP11 Kipp & Zonen),以及用于通信的XB24CZ7SIT-004 XBee模块。
4:实验流程与操作步骤:
通过将四个节点连接到每个路由器来初始化网络,设定480毫秒的采样周期以实现实际500毫秒(2赫兹)的采样频率。
5:数据分析方法:
通过应用与每个节点相关的特定线性模型将照度测量值转换为辐照度值,并通过与总辐射表的测量值进行验证。
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