لماذا محطات الطاقة الشمسية تعمل بشكل غير فعال؟
2022-11-03 15:20
تتأثر كفاءة محطة الطاقة الشمسية بعدة عوامل ، من الغبار والأوساخ وحبوب اللقاح وظلال الأشجار ، إلى تعطل الأجزاء والموصلات والكابلات المختلفة. لضمان أفضل عائد على الاستثمار ، من المهم تحديد المشكلات بدقة والتخلص منها في الوقت المناسب. يتم الاعتناء بكل هذا من خلال معدات المراقبة لمحطة الطاقة الشمسية ، باستثناء الإصلاحات المادية واستبدال المعدات.
تختلف وعود الشركات المصنعة والواقع
تحتوي محولات الطاقة الكهروضوئية لبعض الشركات المصنعة على حلول مراقبة متكاملة تسمح لك بمعرفة كمية الكهرباء المنتجة أو العديد من المعلمات الأخرى. ومع ذلك ، فإن أولئك الذين يعرفون تفاصيل محطات الطاقة الشمسية يفهمون جيدًا أن هذه مجرد قطرة في محيط. إن معرفة معلمة واحدة أو عدد قليل من المعلمات يجعل من المستحيل إجراء تقييم كامل لكفاءة محطة الطاقة ، وملاحظة الفروق الدقيقة التي تؤثر عليها ، وتوقع الأعطال المحتملة أو فقدان الطاقة بسبب الإهمال.
تراقب أدوات المراقبة القياسية العديد من المعلمات المتعلقة بالطاقة والطاقة التي تنتجها محطة الطاقة الشمسية. يتم تحديث هذه البيانات عادة مرة كل 15 دقيقة. لفهم كيفية عمل محطة الطاقة الشمسية بشكل أفضل ، طور فريق العلماء لدينا أداة مراقبة تلتقط متوسط 25 معلمة ، ويتم تحديث البيانات كل 10 ثوانٍ. تسمح البيانات الإضافية بعشر مرات للمشرفين بضمان مراقبة دقيقة للغاية والتعامل مع المشكلات في الوقت الفعلي.
تظهر بياناتنا الداخلية أن محطات الطاقة الشمسية نادراً ما تصل إلى طاقتها القصوى المعلنة. هذا لأنه يتم اختبارها ويتم تحديد قوتها القصوى في ظل ظروف معملية نادراً ما تتحقق في الواقع. تُظهر تجربة اينيون برمجة أن موقف الشركات المصنعة له تأثير كبير: في كثير من الحالات ، يشير توثيق المعدات الرخيصة المنتجة خارج الاتحاد الأوروبي (الاتحاد الأوروبي ) إلى الحد الأقصى من الطاقة التي يمكن تحقيقها في ظل ظروف مثالية ، بينما يحسب مصنعو الاتحاد الأوروبي الحد الأدنى للمبلغ من الكهرباء التي ستنتجها محطات توليد الطاقة الخاصة بهم في ظل ظروف مثالية. بعبارة أخرى ، من المستحيل عمليًا رؤية الأرقام التي أعلنها المنتجون الرخيصون في الواقع ، في حين أن محطات الطاقة المصنوعة في الاتحاد الأوروبي يمكن أن تحقق إنتاجًا أعلى.
حتى الأشياء الصغيرة يمكن أن يكون لها تأثير كبير
ومع ذلك ، فإن كفاءة حتى محطتين للطاقة الشمسية متطابقتين مثبتتين في مواقع مختلفة يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا. ليس فقط بسبب الغيوم أو الموسمية أو الاتجاه أو زاوية السقف ، ولكن أيضًا لأسباب أخرى كثيرة.
يُظهر بحثنا أنه حتى لو تم تغطية مساحة صغيرة من الألواح الشمسية ، على سبيل المثال ، عن طريق الأوراق المتساقطة أو الأوساخ أو ظل شجرة أو شجيرة - فإن الكفاءة الإجمالية لمحطة الطاقة تقل بشكل كبير. في بعض الحالات ، حتى عُشر المساحة المغطاة يمكن أن تقلل من إجمالي الإنتاج بنسبة تصل إلى 30٪. لذلك ، يلعب التنظيف الدوري للوحدات الشمسية وتقليم النباتات المحيطة والصيانة المماثلة دورًا حاسمًا.
يوضح الرسم البياني أدناه كيفية تقليل كفاءة محطة الطاقة إذا سقطت الأوراق على إحدى اللوحات:
لا يتم ملاحظة جميع المشكلات وحلها بهذه البساطة. محطات الطاقة الشمسية مليئة بالمعدات والموصلات والمكونات الأخرى التي يمكن أن تتعطل أو تنفصل بشكل غير متوقع. نتيجة لذلك ، يمكن تقليل إنتاج الكهرباء أو حتى إيقافه تمامًا. هناك العديد من الأمثلة المختلفة. تظهر المعلومات التي جمعناها أن مشكلة شائعة في محطات الطاقة الشمسية هي تسخين المخزونات. عادة ما يتم وضعها في خزائن مغلقة تحميها من المطر والثلج والعوامل البيئية الأخرى ، ولكن هذا يشكل خطر ارتفاع درجة الحرارة.
حتى أصغر الفروق الدقيقة ، مثل الوصلات غير محكمة الإغلاق ، يمكن أن تسبب مشاكل. الرطوبة التي تدخل من خلالها يمكن أن تتداخل مع التشغيل السليم. على سبيل المثال ، قد تقيس العاكسات المتأثرة بندى الصباح مقاومة العزل بشكل غير صحيح وتفشل في البدء في الوقت المحدد. يمكن أن تخسر حديقة شمسية متوسطة عائداتها بآلاف اليوروهات سنويًا بسبب هذا الفشل.
يوضح الرسم البياني الثاني كيفية عمل محطات الطاقة الشمسية الثلاثة. بسبب التوصيلات غير محكمة الغلق ، يفشل اثنان في البدء في الوقت المحدد:
جودة الرصد مهمة بشكل خاص
هناك أشياء لا يمكن إصلاحها أو تحسينها - فمن الطبيعي أن تولد محطات الطاقة الشمسية كهرباء أقل في الأيام الملبدة بالغيوم وفي الشتاء ، وتقل كفاءتها بسبب البلى. يحدد العامل الأخير عادةً انخفاضًا طفيفًا يصل إلى 0.5٪ في الإنتاج سنويًا. بمعنى آخر ، إذا أنتجت مزرعة الطاقة الشمسية الخاصة بك 10000 كيلو وات ساعة من الكهرباء في السنة الأولى ، فلا يزال من المفترض أن تنتج حوالي 9،950 كيلو وات في الساعة في السنة الثانية. هذه مجرد حسابات نظرية ، حيث لا تحدث أحوال جوية متطابقة كل عام. ومع ذلك ، من أجل التمييز بين التقلبات العادية والشذوذ ، من الضروري وجود نظام مراقبة عالي الجودة وموثوق.
من الشائع في السوق أن يتم حساب القدرة التشغيلية لمحطة الطاقة الشمسية بفضل مستشعر الإشعاع الشمسي. يوضح ما إذا كانت محطة الطاقة الشمسية تنتج الكهرباء بقدر ما تسمح به الظروف الجوية. ومع ذلك ، لا يمكن لهذا المستشعر دائمًا أن يعكس بدقة الظروف الجوية الحقيقية ، لأنه غالبًا لا يعمل بكامل طاقته بسبب الغبار والأوساخ. نتيجة لذلك ، لا يستطيع مالكو المزارع الشمسية دائمًا معرفة ما إذا كان يتم إنتاج الكهرباء بكفاءة. لرؤية تشغيل محطة الطاقة بشكل أكثر دقة ، طور فريق العلماء لدينا نظام مراقبة فريدًا لا يتطلب مستشعرًا للإشعاع الشمسي. يتم مقارنة كفاءة محطة الطاقة الشمسية بعمل محطات الطاقة القريبة.
على سبيل المثال ، إذا كانت إحدى محطات الطاقة الشمسية في الأيام المشمسة تنتج كهرباء أقل من المحطات الأخرى في نفس المنطقة ، فهذه إشارة إلى أن المحطة لا تعمل بكامل طاقتها.
توضح الرسوم البيانية التالية سعة محطة الطاقة عند قياسها باستخدام مستشعر الإشعاع الشمسي وقياسها بأخذ متوسط في المنطقة (يشير اللون الأحمر إلى الإنتاج المرجعي المقاس باستخدام مستشعر الإشعاع الشمسي ، بينما يُظهر اللون الأخضر توليد الطاقة الكهروضوئية).
تدخل محطات الطاقة الشمسية مرحلة جديدة ، عندما تسمح معدات المراقبة التي تتحسن بسرعة لمحطة الطاقة بإنتاج الكهرباء بشكل أكثر كفاءة.