Maximizing efficiency in solar power farms

Cancel

Reset

Submit

9 06, 2021

במירוץ לעמוד ביעדי קיימות ברחבי העולם, תעשיות אנרגיה מתחדשת פורחות. אחד מהם הוא אנרגיה סולארית, שלפי איגוד התעשייה הסולארי האירופי Solar Power Europe, תהווה 20% מהביקוש לחשמל באירופה עד שנת 2030(1). זה נובע בחלקו מכך שעלויות הייצור של חשמל סולארי ירדו בצורה דרמטית, ב-90% בין 2009 ל-2020(2). על מנת לענות על הצורך ההולך וגובר זה, ספקי אנרגיה סולארית פונים לטכנולוגיות חכמות כדי לייעל את פעילותן.

חוות אנרגיה סולארית

חוות אנרגיה סולארית צצו בכל העולם, המשתמשות בפאנלים סולאריים לייצור חשמל. לוחות אלה אוספים קרינה הנפלטת מהשמש כדי להמריץ תאים פוטו-וולטאיים, ויוצרים זרם חשמלי. זה מוזן לסדרה של תחנות משנה כדי להמיר ולהפיץ את האנרגיה למקום שבו היא נחוצה. מכיוון שהשמש היא אספקה קבועה של קרינה - היא מקור אנרגיה מתחדש.

חוות אלה יכולות להיות גדולות מאוד, תלוי בכמות הקרקע הזמינה. חווה אחת בספרד, למשל, משתמשת ביותר מ-4 מיליון לוחות על פני 10 קמ"ר. בזמן בנייתו (2019), הוא היה הגדול באירופה, אך מהירות הפיתוח בתעשייה שינתה זאת במהירות. מכיוון שדרוש כל כך הרבה מקום, החוות נוטות להיות במקומות מרוחקים יותר.

כמובן שאתרים מרוחקים כמו זה צריכים אבטחה, ואמצעי אבטחה היקפיים מספקים את היכולת לנטר מרחוק. עם זאת, טכנולוגיית הווידאו משמשת גם למטרה אחרת - לייעל את התחזוקה.

הסיכון לנקודות חמות

בדיקות שגרתיות של פאנלים סולאריים הם חלק חיוני מהיעילות התפעולית. נזק לזכוכית בפאנל הסולארי נגרם לפעמים על ידי רוח חזקה, ברד או עיוות של מבנה הציוד. זכוכית פגומה מובילה לבעיות נוספות - כמו חדירת מים ופירוק סרט פוטו-וולטאי. כל אלה הם נושאים שיכולים להוביל להבדלים בטמפרטורה.

זו בעיה עבור יעילות הפאנל. חלוקת הטמפרטורה של כל תא צריכה להיות אחידה כדי שיספק תפוקה יציבה. טמפרטורה גבוהה באופן חריג בתא בודד במטריצת הרכיבים מצביעה על בעיה. אם זה לא מתוקן במהירות, ייצור האנרגיה של התא פוחת. כאשר טמפרטורת העבודה עולה ב-1ºC, ייצור האנרגיה יורד ב-1.1W(3). אובדן זה מצטבר על פני פאנלים "לא מתפקדים" אחרים, מה שמוביל להפחתה כוללת בתפוקת החווה הסולארית. למעשה, על פי מחקר, 'נקודה חמה' אחת יכולה להשפיע על המעגל להפסד של 3-7%.

"נקודות חמות" אלו יגרמו גם להתיישנות מואצת של לוחות ורכיבים. הם גם מובילים להיווצרות נקודות חמות עוד יותר.

ניטור ותחזוקה

מעקב אחר שטח כה גדול לוקח זמן רב, כאשר טכנאים נדרשים לבקר באתר ב"סיורים". זה גם עולה כסף למפעיל, שלא לדבר על 'הוצאה על דלק' של נסיעה. ברור שככל שהאתר גדול ומרוחק יותר, כך גדלים הזמן, העלות והשפעות הנסיעה.

מצלמות תרמיות משמשות כדי לפשט את הנושא הזה. גם הם עובדים עם פליטות קרינה, אבל הפעם הפליטות מגיעות מהפנלים עצמם. הם יכולים לזהות אם הטמפרטורה של תא גבוהה או נמוכה מטווח טמפרטורות מוגדר מראש. מפעילים יכולים לבדוק כל חריגות במשרד לפני שליחת טכנאי.

באמצעות תוכנת ניהול כמו HikCentral, קל לבדוק את ערכי הטמפרטורה באמצעות מצלמה. זה יכול לספק מידע רב ערך למפעיל האתר כדי לראות מגמות והבדלים בטמפרטורה.

מכשירי כף יד תרמוגרפיה יכולים להיות שימושיים גם באתר כדי לספק אמצעי נייד לבדיקת הטמפרטורה. טכנאים משתמשים בהם כדי לזהות ולהעריך את המצב במהירות. זה משפר את היעילות אם צריך בכלל לשלוח טכנאי.

מניעת שריפה

אתרים מרוחקים יכולים להוות אתגר גם בהימנעות משריפות. בכל תרחיש הכולל חשמל ורכיבים חשמליים קיים סיכון מובנה של שריפה. תקלות עלולות לגרום להתחממות יתר במערכות, ולבסוף להוביל להצתה. גם נקודות חמות בפאנלים מובילות לנזק קבוע.

באתר גדול ומרוחק, זה יכול להיות קשה לזהות עד שהשריפה פורצת. עם זאת, עם שימוש בהדמיה תרמית, מפעילים יכולים לקבל התראה כאשר הטמפרטורה מגיעה לנקודה מסוימת. זה נותן להם את היכולת לפעול לפני שריפה מתלקחת, ומפחית באופן דרמטי את הסיכון לנזק, פציעה ואובדן תפוקה.

ניתן להגדיר את המערכת כך שתתריע למפעילים באופן אוטומטי. זה יכול גם לקשר למצלמת עדשה חזותית סמוכה לאימות, להקלטה אוטומטית כאשר מקבלים התראה. לאחר אימות הבעיה, המפעילים יכולים לנקוט בפעולה על ידי שליחת צוות באתר או התקשרות לשירותי חירום.

העתיד מסתכל לעבר קיימות על כל צורותיה. זה נכון גם לגבי פיתוח נוסף של חוות סולאריות, עם תוכניות לניצול טוב יותר של שטחי האדמה הגדולים הללו. לדוגמה, חווה סולארית יכולה להיות משולבת עם דיג, חקלאות או יישומים חקלאיים אחרים.

אבל כדי למקסם את היעילות של האתרים הגדולים והמרוחקים הללו נדרשים פתרונות חדשניים. היישום של מצלמות חכמות לניטור ולניהול שלהן יכול להיות ההבדל בין אתר פרודוקטיבי לאתר לא פרודוקטיבי. חדשנות זו יכולה לעזור לתעשייה להגיע לנתון של 20% עד 2030.

לחצו כאן למידע נוסף על הטכנולוגיה התרמית של Hikvision.

1 http://www.solarpowereurope.org/

2 http://www.lazard.com/perspective/lcoe2020

3 מבוסס על טמפרטורת עבודה של 25º בפאנל של 275W.