محققان دانشگاه پردو یک ابزار جدید طراحی کردند که کارایی مزارع خورشیدی در تولید الکتریسیته را بررسی می‌کند. تشخیص به موقع پنل های خورشیدی خراب یا بیمار باعث بهبود کارایی هر سیستم خورشیدی در تولید الکتریسیته می‌شود. شرکت‌ها و دولت‌ها همواره روی مزارع خورشیدی سرمایه‌گذاری می‌کنند و تخریب پنل‌های خورشیدی در اثر شرایط آب و هوایی منجر به هدررفت سرمایه آنها می‌شود.

هزینه‌های تولید انرژی خورشیدی در مقیاس بالا به قیمت سوخت‌های فسیلی نزدیک می‌شود و به همین خاطر کمپانی‌ها به دنبال افزایش عمر پنل های خورشیدی و بهبود کیفیت شرایط گارانتی آنها هستند. به این منظور باید مزارع خورشیدی را هر لحظه زیر نظر داشت تا هر مشکلی بلافاصله تشخیص داده بشود. محققان برای اینکار از ضربان قلب مزارع خورشیدی استفاده می‌کنند.

ضربان قلب مزرعه خورشیدی در واقع داده‌ای در زمینه کارایی مزرعه در تولید الکتریسیته است. حالا محققان دانشگاه پردو با استفاده از اصول فیزیکی تخریب پنل، الگوریتمی طراحی کردند که می‌تواند داده‌های مزارع خورشیدی را از هر نقطه‌ای آنالیز کند. این الگوریتم هنوز در مرحله آزمایش است اما سایر محققان می‌توانند آن را دانلود کنند (اینجا).

محمد اشرف العلم یکی از اعضای تیم تحقیقاتی درباره این ابزار جدید می‌گوید:‌ «پیش از این ضربان قلب مزارع خورشیدی فقط در محیط‌های کنترل شده بررسی می‌شد؛ درست مثل الکتروکاردیوگرام در یک آزمایشگاه بیمارستانی. اما پنل های خورشیدی داده‌هایی تولید می‌کنند که می‌توان آنها را آنالیز کرد. بنابراین ما تصمیم گرفتیم الکتروکاردیوگرام را به مزارع خورشیدی ببریم. این رویکرد مبتنی بر اطلاعات قابل تبدیل است چون این رویکرد به نظارت مداوم و تشخیص مشکل کمک می‌کند. ابزار ما گام اول را در این مسیر برداشته است.»

تشخیص بلادرنگ اشکالات پنل های خورشیدی منجر به طراحی بهتر پنل‌ها و روش‌های تعمیر بهتر و ارزان‌تر می‌شود که در نهایت باعث افزایش طول عمر پنل‌ها و تولید بیشتر الکتریسیته خواهد شد.

در ساختنی بخوانید :
طراحی اولین موتور سیکلت آئودی با الهام از Ducati 848

اگر به ماژول‌های خورشیدی موجود در بازار نگاه کنید، خواهید دید که طراحی آنها تفاوت زیادی با هم ندارد. درست مثل گوشی آیفون که در همه کشورها یک شکل است. اما ماژول‌های خورشیدی باید طراحی‌های متفاوتی داشته باشند چون تخریب آب و هوایی در هر منطقه شکل به خصوصی دارد.

مثلا تخریب در آب و هوای مرطوب به صورت زنگ‌زدگی رخ می‌دهد اما تخریب در ارتفاع بالا – که رطوبت کمی دارد – در اثر تمرکز اشعه ماورابنفش اتفاق می‌افتد. این شرایط آب و هوایی چند سال بعد روی پنل های خورشیدی تاثیر می‌گذارد و به همین خاطر تشخیص بلادرنگ آنها اهمیت زیادی دارد. وقتی کمپانی‌های تولید کننده پنل‌های خورشیدی ندانند تخریب کی اتفاق می‌افتد، مجبور می‌شوند با افزایش هزینه‌های طراحی تاثیر تخریب را به حداقل برسانند.

محققان برای تست الگوریتم معاینه مزارع خورشیدی از داده‌های عمومی آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر امریکا استفاده کردند. با ارائه این داده‌ها به الگوریتم، یک منحنی قدرت خروجی سلول‌های خورشیدی را نشان داد.

گام بعدی این گروه تحقیقاتی، بهبود الگوریتم به مرور زمان است. محققان قصد دارند مقدار انرژی تولید شده توسط یک مزرعه در بازه زمانی ۳۰ ساله را پیش‌بینی کنند. قرار است اینکار از طریق بررسی ارتباط بین پیش‌بینی‌های آب و هوایی و پارامترهای مدار الکتریکی صورت بگیرد. ادغام این الگوریتم با سایر مدل‌های مبتنی بر فیزیک می‌تواند به پیش‌بینی طول عمر مزارع خورشیدی کمک کند.

منبع