التاريخ: 10 يناير 2019
المصدر: المعهد الأمريكي للفيزياء
ملخص: كيف يقوم أحد بفحص الألواح الشمسية في الوقت الحقيقي ، بطريقة تكون فعالة من حيث التكلفة وفعالة من حيث الوقت؟ قام الباحثون الآن بتطوير وتحسين البدائل الإحصائية والتعليمية القائمة على الآلة لتمكين الفحص في الوقت الحقيقي للألواح الشمسية. ووجد بحثهم تطبيقًا جديدًا للحوسبة المستندة إلى المجموعات ، والذي يستخدم بيانات أرصاد جوية في الماضي لحساب معدلات الأداء ومعدلات الانحطاط.
على الرغم من العديد من الفوائد والشهرة النسبية كمصدر للطاقة المتجددة ، في نهاية المطاف ، فإن الشمس تضع حتى أفضل الألواح الشمسية. مع مرور الوقت ، تواجه الخلايا الشمسية ضررًا بسبب الطقس ، وتغيرات درجة الحرارة ، والتلوث ، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية. كما تتطلب الخلايا الشمسية عمليات تفتيش للحفاظ على مستويات أداء الخلايا وتقليل الخسائر الاقتصادية.
إذن ، كيف يتفقد الفريق الألواح في الوقت الحقيقي ، بطريقة تكون فعالة من حيث التكلفة وفعالة من حيث الوقت؟ قضت بارفين بهولا ، وهي باحثة في معهد ثااندار للهندسة والتكنولوجيا في الهند ، وسوراب بهاردواج ، أستاذ مشارك في نفس المؤسسة ، السنوات القليلة الماضية في تطوير وتحسين البدائل الإحصائية والتعليمية الآلية لتمكين الفحص في الوقت الحقيقي للطاقة الشمسية لوحات. ووجد بحثهم تطبيقًا جديدًا للحوسبة المستندة إلى المجموعات ، والذي يستخدم بيانات أرصاد جوية في الماضي لحساب معدلات الأداء ومعدلات الانحطاط. هذه الطريقة تسمح أيضا للتفتيش خارج الموقع.
ويُعد الحساب المستند إلى التجمعات مفيدًا لهذه المشكلة نظرًا لقدرته على تسريع عملية الفحص ومنع حدوث المزيد من الضرر وتسريع الإصلاحات ، باستخدام نسبة أداء تستند إلى معلمات الأرصاد الجوية التي تشمل درجة الحرارة والضغط وسرعة الرياح والرطوبة وساعات أشعة الشمس الطاقة الشمسية ، وحتى يوم من السنة. يتم بسهولة الحصول على المعلمات وتقييمها ، ويمكن قياسها من مواقع بعيدة.
تحسين أنظمة فحص الخلايا الكهروضوئية يمكن أن يساعد المفتشين في استكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل أكثر فعالية واحتمالية التنبؤ والتحكم في الصعوبات المستقبلية. من المرجح أن تلقي الحسابات القائمة على التجمعات الضوء على طرق جديدة لإدارة أنظمة الطاقة الشمسية ، وتحقيق أقصى استفادة من العائد الكهروضوئي ، وإلهام التطورات التكنولوجية المستقبلية في هذا المجال.
وقال بهولا: "غالبية التقنيات المتاحة تحسب تدهور النظم الكهروضوئية (الضوئية) عن طريق الفحص المادي في الموقع. وهذه العملية تستغرق وقتا طويلا ومكلفة ولا يمكن استخدامها لتحليل الانحطاط في الوقت الحقيقي". "يقدر النموذج المقترح التدهور من حيث نسبة الأداء في الوقت الفعلي."
عملت Bhola و Bhardwaj معا قبل وتطوير النموذج لتقدير الإشعاع الشمسي باستخدام مزيج من نموذج ماركوف المخفي ونموذج غامض المعمم.
يستخدم نموذج ماركوف المخفي لنمذجة الأنظمة المتغيرة بشكل عشوائي مع الحالات غير المرصودة أو المخفية ؛ يحاول نموذج غامض المعمم استخدام معلومات غير دقيقة في عملية النمذجة الخاصة به. تتضمن هذه النماذج التعرف ، التصنيف ، التجميع ، واسترجاع المعلومات ، وهي مفيدة لتكييف طرق فحص النظام الكهروضوئي.
تتجاوز فوائد الفحص الكهروضوئي في الوقت الحقيقي التدابير الحساسة للوقت والفاعلية من حيث التكلفة. هذه الطريقة الجديدة المقترحة يمكن أن تحسن أيضا نماذج التنبؤ بالطاقة الشمسية الحالية. وأشار Bhola أنه يمكن توقع قوة خرج الألواح الشمسية ، أو مجموعة من الألواح الشمسية بدقة أكبر. كما يتيح التقدير والفحص في الوقت الفعلي الاستجابة السريعة في الوقت الفعلي.
وقال بهولا: "نتيجة لتقدير الوقت الفعلي ، يمكن اتخاذ الإجراء الوقائي على الفور إذا لم يكن الناتج حسب القيمة المتوقعة". "هذه المعلومات مفيدة في تحسين نماذج التنبؤ بالطاقة الشمسية. لذلك ، يمكن توقع قوة الإخراج بدقة أكبر."
