En el proceso de la generación de energía fotovoltaica, que se está convirtiendo en una fuente importante de energía, su intermitencia y volatilidad inherentes se están convirtiendo en el mayor desafío para la absorción de la red y los ingresos de las centrales eléctricas. Y la variable principal de este desafío es precisamente la constante volatilidad de las nubes en el cielo. Los pronósticos meteorológicos tradicionales y los medidores de radiación total dificultan la captura de la generación, disipación y movimiento de las nubes a escala minuciosa. Por esta razón, HONDE Company ha lanzado "Cloud Catcher", un sistema de monitoreo de nubes de alta precisión, diseñado específicamente para centrales fotovoltaicas. Este sistema, al decodificar cuantitativamente las condiciones de las nubes en el cielo en tiempo real, se está convirtiendo en un punto de avanzada de datos para mejorar la precisión de la predicción de la energía de las centrales eléctricas, optimizar la programación de operaciones y mantenimiento, y maximizar los ingresos por generación de energía.
I. Valores fundamentales: De la tolerancia pasiva a las fluctuaciones a la predicción activa de los cambios
Las nubes son el principal factor que causa fluctuaciones bruscas en la potencia de salida de las centrales fotovoltaicas (comúnmente conocido como "efecto sombra de las nubes"). La misión principal del sistema de monitorización del volumen de nubes HONDE es proporcionar a las centrales eléctricas capacidades cruciales de predicción a ultracorto plazo (próximos 5-30 minutos), cuyo valor abarca tres dimensiones: generación de energía, redes eléctricas y mercado.
1. Para la propia central eléctrica: predecir con precisión subidas o bajadas repentinas de tensión, proporcionando un tiempo de preparación crítico para la carga y descarga del sistema de almacenamiento de energía interno y el arranque y parada de los equipos, reduciendo el desgaste de los equipos y las pérdidas de generación de energía.
2. Para el despacho de la red eléctrica: proporcionar datos de predicción de generación de energía a ultracorto plazo de alta precisión para ayudar a la red eléctrica a equilibrar la energía en tiempo real, aliviar la presión de regulación de frecuencia causada por fluctuaciones fotovoltaicas y mejorar la capacidad de la red eléctrica para acomodar y garantizar la seguridad de la energía renovable.
3. Para el mercado eléctrico: Al participar en el mercado spot o en el mercado de servicios auxiliares, predicciones más precisas significan menos penalizaciones por sesgo de predicción y mejores estrategias de cotización, lo que se traduce directamente en mayores retornos comerciales.
Ii. Principio Técnico: El «Ojo que todo lo ve» del Cielo
El monitor de cobertura de nubes HONDE no es simplemente un dispositivo meteorológico, sino un sistema de imágenes del cielo basado en tecnologías avanzadas de análisis óptico y de imágenes.
Escaneo panorámico de doble vista: El sistema suele estar compuesto por un sensor de imágenes de cielo completo y un seguidor solar con lente ojo de pez. El sensor de imágenes de cielo completo captura continuamente imágenes de las nubes en un ángulo de 180°, mientras que el seguidor solar enfoca con precisión el área alrededor del sol para monitorear nubes delgadas o fragmentadas que puedan causar obstrucciones.
Algoritmo de reconocimiento de imágenes inteligente: equipado con el algoritmo de inteligencia artificial desarrollado independientemente por HONDE, realiza un análisis en tiempo real de las imágenes del cielo capturadas.
Cuantificación de nubes: Calcule con precisión el volumen total de nubes y el espesor de la capa de nubes (espesor óptico).
Vectorización del movimiento de nubes: a través del análisis continuo de imágenes, calcule la velocidad, dirección y trayectoria de movimiento de la capa de nubes.
Clasificación e identificación de nubes: Distinga diferentes tipos de nubes, como cúmulos, estratocúmulos y cirros. Su transmitancia de luz y patrones de movimiento varían, y su impacto en la generación de energía también es diferente.
iii. Estrategias de aplicación en todo el escenario de las centrales fotovoltaicas
La entrada principal para la predicción de potencia a ultracorto plazo
Aplicación: El sistema integra datos de cobertura de nubes en tiempo real, velocidad de las nubes y dirección de las nubes con pronósticos meteorológicos numéricos, coordenadas geográficas de centrales eléctricas y modelos de diseño de componentes.
Salida: Desplácese para generar el diagrama de secuencia de “sombra de nubes” que la central eléctrica puede experimentar dentro de los próximos 5 a 30 minutos, prediciendo con precisión cuándo cada nube bloqueará qué parte del conjunto y cuánta energía disminuirá.
Beneficio: Reduce el error cuadrático medio de las predicciones a ultracorto plazo entre un 30% y un 50%, lo que proporciona un tiempo valioso para la toma de decisiones en el despacho de la red eléctrica.
2. Optimizar la operación y el mantenimiento, así como la gestión de activos de las centrales eléctricas de gran escala.
Guía de inspección inteligente: cuando se detecta que una gran área de nubes espesas cubrirá un área determinada de la central eléctrica durante un tiempo prolongado, se pueden enviar drones automáticamente o se puede organizar personal para que vaya a esa área para realizar operaciones de inspección o limpieza, aprovechando al máximo el período de baja demanda de generación de energía y mejorando la eficiencia de la operación y el mantenimiento.
Asistencia para el diagnóstico de rendimiento: Durante las horas despejadas y sin nubes, la central eléctrica debe alcanzar su potencia máxima teórica. Si la potencia real en ese momento no coincide con el valor teórico, se pueden eliminar rápidamente las interferencias meteorológicas, identificar fallas en el equipo y mejorar la eficiencia del diagnóstico.
3. Apoyar la operación coordinada de múltiples escenarios de “fotovoltaica+”
Sinergia fotovoltaica y de almacenamiento de energía: En proyectos de "fotovoltaica + almacenamiento de energía", el sistema actúa como el "ojo" del control inteligente del sistema de almacenamiento de energía. Cuando se pronostican caídas de energía, se puede indicar al sistema de almacenamiento de energía que descargue con antelación para compensar la falta de suministro. Si se pronostica un aumento repentino de energía, se puede indicar al sistema de almacenamiento de energía que se prepare para la carga, evitando la luz residual y estabilizando la potencia total de salida de la central eléctrica.
Complementariedad multienergética: En la base integrada de energía eólica, solar, hidroeléctrica y de almacenamiento, la predicción precisa de la producción fotovoltaica es un insumo de alto valor para el algoritmo de despacho coordinado y optimizado de complementariedad multienergética.
Iv. Ventajas técnicas del sistema HONDE
Alta resolución espaciotemporal: la frecuencia de muestreo puede alcanzar varias veces por minuto y la resolución espacial puede identificar pequeñas áreas de nubes fragmentadas, lo que garantiza la capacidad de capturar condiciones de nubes que cambian rápidamente.
Fuerte adaptabilidad ambiental: el equipo está equipado con funciones automáticas de descongelación, descondensación y eliminación de polvo, con un nivel de protección IP65 o superior, lo que lo hace adecuado para diversos entornos hostiles de centrales eléctricas, como mesetas, desiertos y áreas costeras.
Interfaz de datos abierta: admite protocolos de comunicación estándar (como Modbus TCP, IEC 61850) y los datos se pueden integrar sin problemas en el sistema SCADA, la plataforma de predicción de energía y el sistema de gestión de almacenamiento de energía de la central eléctrica.
Capacidades de computación de borde: algunos algoritmos de análisis se completan en el extremo del dispositivo, lo que reduce la dependencia de la potencia de la computación en la nube y mejora la velocidad de respuesta y la seguridad de los datos.
V. Caso empírico: Dominando las “sombras de las nubes” con datos
Una central fotovoltaica a gran escala de 300 MW en California, EE. UU., se ubica en una zona costera y nublada. Desde hace tiempo se ha visto afectada por el efecto sombra de las nubes, lo que ha provocado desviaciones significativas en la predicción de potencia y frecuentes multas por la evaluación del despacho de la red. Tras implementar el sistema de monitorización del volumen de nubes HONDE e integrarlo con el modelo de predicción existente:
La precisión de la predicción de potencia a muy corto plazo de 15 minutos de la central eléctrica se ha mejorado en un 40%.
El gasto en servicios auxiliares de la red debido a la desviación de las predicciones disminuyó un 60% intertrimestral.
Al optimizar la estrategia operativa del almacenamiento de energía basándose en datos predictivos, los ingresos promedio diarios del ciclo de carga y descarga del almacenamiento de energía aumentaron aproximadamente un 15%.
El gerente de operaciones de la central comentó: «Antes, la nube era nuestro enemigo, nos pillaba desprevenidos». Ahora, el sistema HONDE nos permite ver la trayectoria de la nube, que se ha convertido en una variable para la que podemos prepararnos y gestionar con antelación. Esto ha transformado por completo nuestro modo de operación.
Conclusión
A medida que la tasa de penetración de la energía fotovoltaica continúa aumentando en el sistema eléctrico global, la gestión de su volatilidad ha evolucionado de un "problema a nivel de central eléctrica" a un "desafío a nivel de sistema". El sistema de monitoreo del volumen de nubes "Cloud Catcher" de HONDE es precisamente el equipo tecnológico de vanguardia para abordar este desafío. Dota a las centrales fotovoltaicas de una valiosa "previsión" al transformar las esquivas condiciones de las nubes en flujos de datos de alta dimensión cuantificables, trazables y predecibles. Esto no solo mejora significativamente la eficiencia económica y la compatibilidad de las centrales eléctricas individuales, sino que también proporciona una base crucial y estable para la construcción de un nuevo sistema eléctrico con una alta proporción de energía renovable. Desde el desierto de Atacama en Chile hasta el desierto de Gobi en Qinghai, China, HONDE está aprovechando sus precisas capacidades de percepción del cielo para ayudar a las centrales fotovoltaicas globales a atravesar las nubes, logrando una producción de energía verde más estable, eficiente y valiosa.
Acerca de HONDE: Como empresa innovadora en los campos de la energía inteligente y la monitorización ambiental precisa, HONDE se compromete a proporcionar una solución integral para la industria de las energías renovables, que abarca desde la evaluación de recursos y la percepción precisa hasta la operación y el mantenimiento inteligentes, mediante la integración de tecnologías interdisciplinarias. Creemos que una comprensión y predicción más profundas de las fuerzas naturales son clave para que la humanidad alcance un futuro energético sostenible.
Para obtener más información sobre los sensores meteorológicos, comuníquese con Honde Technology Co., LTD.
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Hora de publicación: 16 de diciembre de 2025