أهم 5 عوامل تقلل من كفاءة الألواح الشمسية

مقدمة

لماذا ينتج اللوح الشمسي بقدرة 550 واط غالبًا طاقة أقل في التشغيل الفعلي؟ هذا مصدر قلق شائع لأصحاب أنظمة الطاقة الشمسية وفرق التشغيل والصيانة، خاصة عندما يكون الإنتاج المقاس أقل باستمرار من المستوى المتوقع. انخفاض التوليد لا يشير بالضرورة إلى وجود خلل في اللوح. التغيرات في الإشعاع الشمسي, ، درجة حرارة اللوح، التظليل، الاتساخ، وظروف النظام الكهربائي يمكن أن تقلل جميعها من الطاقة التي ينتجها نظام الطاقة الشمسية.

يتم قياس القدرة المقدرة وكفاءة اللوح الشمسي في ظل ظروف اختبار موحدة، بينما تختلف ظروف التشغيل في الميدان على مدار اليوم وعبر الفصول. ونتيجة لذلك، فإن تقييم فقدان كفاءة اللوح الشمسي يتطلب أكثر من مجرد النظر إلى الإنتاج المقدر للوح. يحتاج مشغلو أنظمة الطاقة الشمسية إلى مقارنة توليد الطاقة الفعلي مع ظروف التشغيل الرئيسية لتحديد ما إذا كان انخفاض الإنتاج ناتجًا عن تغيرات الطقس والموارد الشمسية أو عن فقدان أداء قابل للقياس في النظام.

فهم عوامل فقدان كفاءة الطاقة الشمسية هذه مهم لكل من تقييم الأداء وتخطيط الصيانة. الإشعاع الشمسي، درجة حرارة اللوح، التظليل، الاتساخ، وفقدان اللوح أو النظام هي من بين العوامل الرئيسية التي يجب أخذها في الاعتبار عند تحليل أداء الطاقة الشمسية في الظروف الواقعية. تشرح هذه المقالة كيف تؤثر هذه العوامل على إنتاج اللوح الشمسي، وما البيانات التي يمكن استخدامها لتحديد مصدر الفقدان، وكيف يمكن للمراقبة العملية أن تدعم تحليل أداء الطاقة الشمسية وقرارات الصيانة بشكل أكثر دقة.

ما الذي يسبب فقدان كفاءة اللوح الشمسي؟

تشمل عوامل فقدان كفاءة الطاقة الشمسية الرئيسية التي تؤثر على أنظمة الطاقة الشمسية: الإشعاع الشمسي، درجة حرارة اللوح، التظليل، الاتساخ، وفقدان اللوح أو النظام. لا تؤثر هذه العوامل على كل مشروع بنفس الطريقة، ويعتمد تأثيرها على ظروف الموقع، وتقنية اللوح، وتصميم النظام، وظروف التشغيل. فهم المتغيرات التي تحتاج إلى مراقبة يوفر نقطة انطلاق عملية لتحديد أسباب انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية عن المتوقع. إذا كنت تريد معرفة كيفية زيادة إنتاج مزرعة الطاقة الشمسية باستخدام المستشعرات البيئية, ، انقر على المقالة.

عامل فقدان كفاءة الطاقة الشمسيةالتأثير الرئيسيطريقة المراقبة النموذجية
الإشعاع الشمسيالتغيرات في الطاقة الشمسية المتاحةمقياس الإشعاع الشمسي / مستشعر الإشعاع الشمسي
درجة حرارة الوحدةالتغيرات في أداء تشغيل اللوحمستشعر درجة حرارة الجزء الخلفي من اللوح
التظليلانخفاض في الإشعاع الفعالالتفتيش الميداني / مقارنة الإشعاع
الاتساخانخفاض الضوء الواصل إلى الخلاياجهاز مراقبة الاتساخ / مقارنة الأداء
فقدان اللوح والنظامالاختلافات بين إنتاج الطاقة المتوقع والفعليالعاكس / الطاقة / مراقبة أداء الطاقة الشمسية

أهم 5 عوامل لفقدان كفاءة الطاقة الشمسية

قد يكون للوح الشمسي قدرة مقدرة عالية، لكن إنتاجه الفعلي يمكن أن يتغير من يوم إلى آخر. صباح غائم، درجة حرارة لوح مرتفعة، تظليل جزئي، غبار على السطح، أو مشكلة كهربائية يمكن أن تقلل جميعها من الطاقة المنتجة بواسطة نظام الطاقة الشمسية. السؤال المهم ليس ببساطة مقدار الطاقة المفقودة، بل ما الذي يسبب الفقدان وما إذا كان يمكن قياسه وإدارته. فيما يلي خمسة عوامل شائعة يمكن أن تؤثر على أداء اللوح الشمسي في التشغيل الواقعي.

الإشعاع الشمسي والظروف الجوية

يحدد الإشعاع الشمسي مقدار الطاقة الشمسية المتاحة لمصفوفة الألواح الشمسية. الغيوم، الطقس، الوقت من اليوم، والتغيرات الموسمية يمكن أن تؤثر جميعها على الإشعاع المتاح، لذا فإن انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية لا يعني دائمًا وجود مشكلة في الألواح. لفهم سبب انخفاض التوليد، يجب النظر إلى بيانات الإشعاع جنبًا إلى جنب مع إنتاج الطاقة الفعلي.

قد تستخدم مشاريع الطاقة الشمسية قياسات إشعاع مختلفة لأغراض مختلفة. الإشعاع الأفقي الكلي (GHI)، إشعاع مستوى المصفوفة (POA)، الإشعاع المباشر الطبيعي (DNI)، والإشعاع المنتشر الأفقي (DHI) تصف مكونات مختلفة أو مستويات قياس مختلفة للإشعاع الشمسي. لتحليل أداء الطاقة الشمسية، يعتبر إشعاع مستوى المصفوفة (POA) مفيدًا بشكل خاص لأنه يعكس الإشعاع الذي تستقبله الألواح بزاوية تركيبها. للحصول على شرح مفصل، انظر ما هو GHI وDNI وDHI في الطاقة الشمسية؟.

للمراقبة اليومية للأداء، قد تشمل البيانات الرئيسية الإشعاع الشمسي، درجة الحرارة المحيطة، درجة حرارة اللوح، سرعة الرياح واتجاهها، والرطوبة النسبية. يمكن لمستشعر الإشعاع الشمسي أو مقياس الإشعاع أو محطة الطقس المدمجة توفير هذه المعلومات، مما يسمح للمشغلين بمقارنة الظروف الشمسية مع إنتاج الطاقة الشمسية وتحديد ما إذا كان انخفاض التوليد مرتبطًا بالطقس أو بأداء النظام.

ارتفاع درجة حرارة اللوح

يمكن للألواح الشمسية أن تصبح أكثر سخونة بكثير من الهواء المحيط عندما تتعرض لأشعة الشمس القوية. مع ارتفاع درجة حرارة الخلية، تتغير الخصائص الكهربائية للوح وينخفض إنتاجه من الطاقة بشكل عام. يعتمد التأثير الدقيق على معامل درجة حرارة الطاقة للوح، والذي يمكن العثور عليه في ورقة البيانات من الشركة المصنعة. كمرجع بسيط، يمكن تقدير التغير في الطاقة المرتبط بدرجة الحرارة على النحو التالي:

التغير في الطاقة المرتبط بدرجة الحرارة ≈ معامل درجة الحرارة × (درجة حرارة الخلية − 25 درجة مئوية)

النقطة المهمة هي أن درجة الحرارة المحيطة ليست هي نفسها درجة حرارة اللوح. اللوح المعرض لإشعاع قوي يمكن أن يصبح أكثر دفئًا بشكل ملحوظ من الهواء المحيط به، بينما يمكن للرياح وهيكل التركيب وتدفق الهواء خلف اللوح أن تغير من سرعة تسخينه أو تبريده. لهذا السبب، قد لا تكون بيانات الطقس المحيطة وحدها كافية عند التحقيق في فقدان كفاءة اللوح الشمسي المرتبط بدرجة الحرارة.

يوفر مستشعر درجة حرارة اللوح المثبت على الجزء الخلفي من اللوح قياسًا أكثر مباشرة لحالة تشغيله. عندما تتم مقارنة درجة حرارة اللوح مع الإشعاع الشمسي وإنتاج الطاقة الشمسية، يمكن لفرق التشغيل والصيانة تحديد ما إذا كان انخفاض التوليد مرتبطًا بارتفاع درجة حرارة التشغيل أو بعامل آخر بشكل أفضل. لمشاريع الطاقة الشمسية الأكبر، يمكن أيضًا دمج هذه البيانات مع محطة طقس شمسية أو نظام مراقبة أداء الطاقة الشمسية.

التظليل والتعرض الشمسي غير المتساوي

يعد التظليل سببًا شائعًا لانخفاض أداء الألواح الشمسية، خاصةً عندما يتم تركيب نظام كهروضوئي بالقرب من الأشجار أو المباني أو المنشآت أو غيرها من العوائق. ويمكن أن يتغير هذا التأثير على مدار اليوم مع حركة الشمس، لذا فإن اللوح الذي يعمل بشكل طبيعي في الصباح قد يتعرض للتظليل في وقت لاحق من اليوم. وفي المحطات الأكبر حجمًا، يمكن أن تؤثر المسافات بين الصفوف وترتيب مصفوفة الألواح الكهروضوئية أيضًا على كمية ضوء الشمس التي تصل إلى كل وحدة.

تشمل المصادر الشائعة للتظليل ما يلي:

  • تظليل الأشجار والمباني
  • التظليل بين الصفوف والتظليل الذاتي
  • الأعمدة والكابلات وهياكل التركيب
  • التظليل الجزئي على الوحدات الفردية

يتطلب التظليل الجزئي اهتمامًا خاصًا لأن الفقد في إنتاج المصفوفة لا يتناسب دائمًا مع المساحة المظللة. فجزء صغير مظلل يمكن أن يؤثر على إنتاج وحدة أو سلسلة اعتمادًا على التكوين الكهربائي، والثنائيات الالتفافية، وتصميم السلاسل، وتشغيل نظام تتبع أقصى نقطة طاقة (MPPT) في العاكس. وهذا يعني أن مجرد تقدير المساحة المظللة قد لا يعكس بدقة فقدان الطاقة الناتج.

للتحقيق في خسائر التظليل الشمسي، يمكن للمشغلين مقارنة الإشعاع الشمسي مع إنتاج الألواح الكهروضوئية وفحص كيفية تغير الإنتاج في أوقات مختلفة من اليوم. جهاز استشعار الإشعاع المثبت بالقرب من مصفوفة الألواح الكهروضوئية يمكن أن يوفر بيانات مستمرة عن الإشعاع الشمسي المتاح، مما يسهل مقارنة ظروف ضوء الشمس المتغيرة مع إنتاج الوحدات أو السلاسل أو العاكس. كما يمكن أن يساعد الفحص الحراري في تحديد الوحدات غير الطبيعية، بينما يمكن لبيانات السلاسل ونظام MPPT المساعدة في تحديد مشاكل التظليل المتكررة.

الغبار والاتساخ وتلوث الأسطح

يُعد اتساخ الألواح الشمسية سببًا شائعًا لانخفاض الإنتاج الكهروضوئي. يمكن أن يتراكم الغبار والرمل وحبوب اللقاح وفضلات الطيور والجسيمات الصناعية والمخلفات الزراعية والرواسب الملحية على أسطح الوحدات وتقلل من كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الخلايا. ويمكن أن يكون التأثير أكثر وضوحًا في البيئات الجافة والمغبرة والساحلية والزراعية أو الصناعية.

لا يقتصر الاتساخ على تقليل نفاذية الضوء فقط. فالتوزيع غير المتساوي للرواسب يمكن أن يخلق تظليلًا غير منتظم عبر الوحدة وقد يؤثر أيضًا على حالتها الحرارية. ويعتمد التأثير الفعلي على نوع المادة وتوزيعها، وهطول الأمطار، والرياح، والرطوبة، وزاوية ميل الوحدة، والظروف المحلية للموقع، لذا فإن نفس مستوى الاتساخ لا يؤدي بالضرورة إلى نفس فقدان الطاقة في كل موقع كهروضوئي.

كيف تعرف متى تحتاج الألواح الشمسية إلى التنظيف؟

لا يُعد جدول التنظيف الثابت دائمًا النهج الأكثر اقتصادية. يجب أن تستند وتيرة التنظيف إلى معدل التلوث، والطقس المحلي، وخصائص الغبار، والأداء المُقاس، وتكاليف التنظيف. جهاز DustLV لمراقبة حالة تلوث الوحدات الكهروضوئية يمكن استخدامه لمراقبة حالة تلوث وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، مما يساعد فرق التشغيل والصيانة على فهم كيفية تغير التلوث السطحي بمرور الوقت.

بالنسبة للمشاريع التي تتطلب تقييمًا أوسع لظروف الغبار،, نظام مراقبة مؤشر الغبار الكهروضوئي DustCom يمكن أن يوفر بيانات مراقبة متعلقة بالغبار لتقييم مستوى التلوث في الموقع وتأثيره المحتمل على تشغيل الأنظمة الكهروضوئية. استخدام DustLV لمراقبة تلوث أسطح الوحدات وDustCom لمراقبة مؤشر الغبار يمنح المشغلين بيانات إضافية لتخطيط التنظيف وتقييم خسائر الأداء المرتبطة بالتلوث.

بالنسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق، يمكن دمج هذه القياسات مع بيانات الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الوحدات وإنتاج الطاقة الكهروضوئية لفهم التأثير الفعلي للتلوث بشكل أفضل. يساعد ذلك المشغلين على تحديد الوقت المناسب للتنظيف بدلاً من الاعتماد فقط على جدول زمني ثابت.

خسائر الأداء على مستوى الوحدات والمكونات الكهربائية والنظام

لا تنشأ جميع خسائر إنتاج الطاقة الكهروضوئية من الطقس أو الظروف السطحية. يمكن أن يؤدي تدهور الوحدات، وعدم التطابق، وفقدان الأسلاك، وأداء العاكس، والأعطال الكهربائية أيضًا إلى تقليل الطاقة المنتجة من النظام الشمسي. قد تتطور مشكلات مثل الشقوق الدقيقة، وPID، ومشاكل الموصلات، أو فقدان كابلات التيار المستمر تدريجيًا ولا تكون مرئية دائمًا أثناء الفحص الأساسي للموقع.

قد تبدو الوحدة وكأنها تعمل بشكل طبيعي بينما لا يزال النظام الكهروضوئي الإجمالي ينتج طاقة أقل من المتوقع. يمكن أن تساعد مقارنة الإخراج الكهروضوئي مع الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الوحدة وبيانات العاكس والقياسات الكهربائية فرق التشغيل والصيانة في تحديد ما إذا كان الفقد ناتجًا عن الوحدات أو أجزاء أخرى من النظام.

كيفية قياس فقدان كفاءة الطاقة الشمسية في الموقع؟

عندما ينتج نظام كهروضوئي طاقة أقل من المتوقع، فإن النظر إلى ناتج الطاقة وحده لا يُظهر السبب دائمًا. قد يكون انخفاض التوليد ناتجًا عن انخفاض ضوء الشمس، أو ارتفاع درجة حرارة الوحدة، أو التلوث، أو التظليل، أو مشكلة داخل النظام الكهربائي.

يبدأ التقييم العملي في الموقع بقياس الإشعاع الشمسي المتاح ومقارنته بالتوليد الكهروضوئي الفعلي. يمكن أن تساعد بيانات التشغيل الأخرى، مثل درجة حرارة الوحدة والظروف الجوية، في تحديد ما إذا كان التغيير ناتجًا عن البيئة أو عن النظام الكهروضوئي نفسه.

قياس الإشعاع الشمسي كمرجع

يُعد الإشعاع الشمسي أحد أهم القيم المرجعية عند تقييم الأداء الكهروضوئي. تتغير كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الألواح على مدار اليوم ومع الظروف الجوية، لذلك يجب النظر إلى توليد الطاقة الفعلي جنبًا إلى جنب مع الإشعاع الشمسي المتاح.

قد تستخدم التطبيقات المختلفة قياسات إشعاع مختلفة. يقيس البيرانومتر الإشعاع الشمسي، بينما يقيس مستشعر إشعاع POA الإشعاع الذي تستقبله الوحدات الكهروضوئية بزاوية تركيبها. يمكن أيضًا استخدام قياسات GHI وDNI لمتطلبات محددة لمراقبة الموارد الشمسية.

للمراقبة المستمرة للإشعاع الشمسي،, البيرانومتر TBQ-2C يوفر طريقة عملية لجمع بيانات الإشعاع لتقييم الأداء الكهروضوئي. مستشعر الإشعاع الشمسي SR30 يمكن استخدامه للمشاريع التي تتطلب حلاً أكثر تقدمًا لقياس الإشعاع الشمسي.

مع بيانات الإشعاع الموثوقة، يكون لدى المشغلين مرجع لتحديد ما إذا كان التغيير في الإخراج الكهروضوئي مرتبطًا ببساطة بتغير ضوء الشمس أو يتطلب مزيدًا من التحقيق.

مقارنة الإشعاع مع الإخراج الكهروضوئي

تصبح بيانات الإشعاع أكثر فائدة عند مقارنتها بالتوليد الكهروضوئي الفعلي. إذا انخفض الإشعاع الشمسي وتغير الإخراج الكهروضوئي وفقًا لذلك، فقد يكون انخفاض التوليد مرتبطًا بالظروف الجوية. إذا ظل الإشعاع مستقرًا نسبيًا بينما كان الإخراج أقل باستمرار من المتوقع، فقد يحتاج النظام إلى مزيد من الفحص.

يمكن أن توفر درجة حرارة الوحدة، وظروف التلوث، والتظليل، وبيانات العاكس، ومعلومات التشغيل الأخرى سياقًا إضافيًا عند التحقيق في انخفاض الأداء. من خلال تتبع هذه البيانات بمرور الوقت، يمكن لفرق التشغيل والصيانة مقارنة الإخراج المتوقع والفعلي، وتحديد أنماط الخسارة المتكررة، وتحديد موعد الحاجة إلى الفحص أو الصيانة.

عوامل فقدان كفاءة الطاقة الشمسية مقابل ما يمكنك التحكم فيه

لا يمكن القضاء على كل فقدان لكفاءة الطاقة الشمسية. بعض الخسائر ناتجة عن تغير الموارد الشمسية والظروف الطبيعية، بينما يمكن تقليل البعض الآخر من خلال تحسين تصميم النظام والصيانة المنتظمة والمراقبة في الوقت المناسب. بالنسبة للمشاريع الكهروضوئية، الهدف العملي هو تحديد الخسائر التي يمكن التحكم فيها، وفهم تأثيرها على التوليد، وتركيز جهود الصيانة حيث يمكن أن توفر أكبر قيمة.

عامل فقدان كفاءة الطاقة الشمسيةمستوى التحكمالإجراء الرئيسي
الإشعاع الشمسيغير قابل للتحكمتقييم ومراقبة دقيقة للموارد الشمسية
درجة حرارة الوحدةقابل للتحكم جزئيًااختيار الوحدات المناسبة والتهوية
التظليلقابل للتحكمتصميم الموقع، وتخطيط الألواح، والتحكم في الغطاء النباتي
الاتساخقابل للتحكماستراتيجية التنظيف ومراقبة التلوث
الخسائر الكهربائية والنظاميةقابل للتحكمالتصميم السليم للنظام والفحص والصيانة
تدهور الوحداتقابل للتحكم جزئيًااختيار وحدات عالية الجودة وفحص أداء منتظم

كيفية تشخيص انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟

عندما ينخفض الإخراج الكهروضوئي الشمسي، فإن السؤال الأول هو ما إذا كان التغيير ناتجًا عن انخفاض الموارد الشمسية أو مشكلة فعلية في النظام. يبدأ التشخيص العملي ببيانات التشغيل ثم ينتقل من الظروف البيئية إلى المشكلات المرئية والمكونات الكهربائية. يساعد ذلك في تجنب معالجة التغييرات الطبيعية المرتبطة بالطقس كأعطال في المعدات.

الخطوة 1: فحص الإشعاع الشمسي

ابدأ بفحص الإشعاع الشمسي خلال الفترة التي انخفض فيها الإخراج الكهروضوئي. إذا انخفض الإشعاع أيضًا بسبب الغيوم أو الضباب أو ظروف جوية أخرى، فقد يكون انخفاض التوليد متوقعًا. إذا ظل الإشعاع مستقرًا نسبيًا بينما كان الإخراج الكهروضوئي أقل بشكل ملحوظ، فإن هناك حاجة إلى مزيد من التحقيق.

الخطوة 2: فحص درجة حرارة الوحدة

إذا كانت الإشعاعية الشمسية طبيعية، تحقق من درجة حرارة تشغيل الوحدة. يمكن أن تؤدي درجات حرارة الوحدات المرتفعة إلى تقليل إنتاج الطاقة الكهروضوئية، خاصة خلال فترات أشعة الشمس القوية. يمكن أن تساعد مقارنة درجة حرارة الوحدة مع الإشعاعية والبيانات التشغيلية التاريخية في تحديد ما إذا كانت درجة الحرارة تساهم في انخفاض الإنتاج.

الخطوة 3: التحقق من التلوث والتظليل

إذا لم تفسر الإشعاعية ودرجة الحرارة التغير، فافحص الوحدات بحثًا عن الغبار وفضلات الطيور والنباتات والهياكل القريبة أو مصادر التظليل الأخرى. انتبه إلى التغيرات في أوقات محددة من اليوم أو في أقسام معينة من المصفوفة، حيث قد يؤثر التظليل الجزئي على الإنتاج فقط خلال فترات معينة.

الخطوة 4: التحقق من النظام الكهربائي

إذا بدت الظروف البيئية طبيعية، فافحص الجانب الكهربائي من النظام. يجب فحص حالة العاكس وإخراج السلاسل والموصلات والكابلات وحالة الوحدات بحثًا عن قراءات غير طبيعية أو أعطال. يمكن غالبًا تحديد المشكلة المقتصرة على سلسلة واحدة أو MPPT أو عاكس واحد من خلال مقارنة إخراجها مع الأقسام التشغيلية الأخرى.

منطق تشخيصي بسيط

حالة تشغيل النظام الكهروضوئيمحور التشخيص الموصى به
إشعاع شمسي منخفضالتحقق من الظروف الجوية والإشعاع الشمسي المتاح
إشعاع طبيعي + درجة حرارة وحدة مرتفعةالتحقق من فقدان الأداء المرتبط بدرجة الحرارة
إشعاع طبيعي + درجة حرارة طبيعية + تلوث مرئيالتحقق من اتساخ الوحدات وحالة السطح
ظروف طبيعية + فقدان إنتاج مرتبط بوقت محدد أو منطقة محددةالتحقق من التظليل الناتج عن الأشجار أو المنشآت أو تصميم المصفوفة
ظروف طبيعية + إنتاج منخفض مستمرالتحقق من العاكس والسلاسل والكابلات والموصلات والوحدات

للتشغيل طويل الأمد، تسهّل المراقبة المستمرة لأداء النظام الكهروضوئي هذه العملية. من خلال الاحتفاظ ببيانات الإشعاع ودرجة الحرارة والطقس وتوليد الطاقة معًا، يمكن للمشغلين تحديد التغيرات غير الطبيعية مبكرًا والبت في موعد إجراء الفحص الميداني أو أعمال الصيانة اللازمة.

الخاتمة

لا يمكن تقييم أداء النظام الكهروضوئي من خلال ناتج الطاقة وحده. يمكن لنفس النظام الكهروضوئي إنتاج كميات مختلفة من الكهرباء تحت ظروف إشعاع ودرجة حرارة وطقس وحالة سطح مختلفة. عندما يتم تقييم الإنتاج الفعلي إلى جانب ظروف التشغيل هذه، يصبح من الأسهل تحديد ما إذا كان الانخفاض ناتجًا عن تغيرات طبيعية في الموارد الشمسية أم عن مشكلة أداء داخل النظام.

النهج المفيد هو: قياس ← مقارنة ← تحديد ← قياس كمي ← تصحيح. يوفر الإشعاع الشمسي وبيانات التشغيل الأخرى المرجع للمقارنة مع التوليد الفعلي. عندما لا تتطابق الظروف المقاسة وناتج الطاقة مع نمط التشغيل المتوقع، يمكن استخدام تحليل إضافي لتحديد السبب والبت فيما إذا كانت الإجراءات التصحيحية مجدية.

للتشغيل الكهروضوئي طويل الأمد، هنا تكمن قيمة المراقبة. توفر بيانات القياس الموثوقة لفرق التشغيل والصيانة أساسًا ثابتًا لتقييم الأداء وتتبع التغيرات بمرور الوقت واتخاذ قرارات الصيانة بناءً على الظروف الفعلية للموقع بدلاً من بيانات الإنتاج وحدها.

هل تحتاج إلى تحديد أسباب فقدان كفاءة النظام الكهروضوئي؟ استكشف حلول مراقبة الإشعاع الشمسي والطقس ودرجة حرارة الوحدات والاتساخ، أو تواصل مع فريقنا الفني لمناقشة احتياجات المراقبة لمشروعك الكهروضوئي.

الأسئلة الشائعة

يمكن أن يحدث فقدان كفاءة الألواح الشمسية بسبب انخفاض الإشعاع الشمسي، وارتفاع درجة حرارة الوحدة، والتظليل، وتلوث السطح، وتدهور الوحدة، والفقد الكهربائي. لا تؤثر هذه العوامل على كل نظام كهروضوئي بالتساوي. تؤثر ظروف الموقع، ونوع الوحدة، وتصميم المصفوفة، وظروف التشغيل جميعها على التأثير الفعلي. يساعد قياس بيانات التشغيل ذات الصلة في تحديد العامل الأكثر مساهمة في انخفاض التوليد.

يتم قياس القدرة المقدرة للوح الشمسي في ظل ظروف الاختبار القياسية، بينما تتغير الظروف الميدانية باستمرار. ويعتمد الإنتاج الفعلي على الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الوحدة، والتظليل، والاتساخ، وظروف تشغيل النظام. لذلك، لن يوفر وحدة بقدرة 550 واط طاقة مستمرة بمقدار 550 واط في التشغيل العادي. ويجب تقييم أدائها وفقًا للظروف التي تم فيها توليد الطاقة.

قارن إنتاج الخلايا الكهروضوئية مع الإشعاع الشمسي المُقاس خلال نفس الفترة. إذا انخفض الإشعاع بسبب الغيوم أو الضباب أو تغيّر الطقس وتغيّر الإنتاج وفقًا لذلك، فقد يكون الانخفاض طبيعيًا. إذا ظل الإشعاع مستقرًا نسبيًا بينما انخفض إنتاج الخلايا الكهروضوئية، فيجب فحص النظام بشكل أعمق. يمكن أن تساعد درجة حرارة الوحدات، والتلوث، والتظليل، وبيانات العاكس، وأداء السلاسل في تضييق نطاق السبب.

الغبار والرمل وحبوب اللقاح وفضلات الطيور والرواسب الأخرى تقلل من كمية ضوء الشمس الواصلة إلى الخلايا الكهروضوئية. كما يمكن أن يؤدي التلوث غير المتساوي إلى تظليل موضعي عبر الوحدة. وتعتمد خسارة الأداء الناتجة على نوع وكمية التلوث، وهطول الأمطار، والرياح، والرطوبة، وزاوية الوحدة، والظروف المحلية. ويمكن لجهاز مراقبة التلوث أن يساعد في تحديد ما إذا كان التنظيف مبررًا بناءً على ظروف الموقع الفعلية.

نعم. تتناقص قدرة الوحدة الكهروضوئية عمومًا مع ارتفاع درجة حرارة الخلية فوق الحالة المرجعية المستخدمة لقدرتها المقدرة. يعتمد تأثير درجة الحرارة الفعلي على معامل درجة حرارة القدرة للوحدة، والذي تحدده الشركة المصنعة. يوفر قياس درجة حرارة الوحدة مع الإشعاع الشمسي ومخرجات الطاقة الكهروضوئية أساسًا أفضل لتحديد ما إذا كانت درجة حرارة التشغيل المرتفعة تساهم في انخفاض التوليد.

يتضمن إعداد مراقبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية العملي عادةً الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الوحدة، والظروف الجوية المحيطة، وإنتاج الطاقة الكهروضوئية. يمكن أن تكون معلومات التلوث مفيدة أيضًا في المناطق التي يكون فيها تراكم الغبار كبيرًا. تتيح هذه القياسات للمشغلين مقارنة الظروف البيئية مع التوليد الفعلي وتحديد التغيرات في الأداء. يجب اختيار المستشعرات المطلوبة وتكوين المراقبة وفقًا لحجم المشروع وموقعه ومتطلبات التحليل.

لا يوجد فاصل زمني واحد للتنظيف مناسب لكل موقع للطاقة الشمسية الكهروضوئية. تعتمد وتيرة التنظيف على ظروف الغبار المحلية، وكمية الأمطار، ومعدل التلوث، واتجاه الألواح، وتكلفة التنظيف. يمكن لمراقبة ظروف الاتساخ ومقارنتها بأداء الأنظمة الكهروضوئية أن تُظهر متى يكون للتلوث تأثير ملموس على توليد الطاقة. وهذا يتيح لفرق التشغيل والصيانة جدولة التنظيف بناءً على الظروف المقاسة بدلاً من الاعتماد على تقويم ثابت.

تعتمد المستشعرات المطلوبة على مشكلات الأداء قيد التحقيق. توفر مستشعرات الإشعاع الشمسي أو البيرانومترات مرجع الإشعاع، بينما تقيس مستشعرات درجة حرارة الوحدات ظروف تشغيل الألواح. يمكن أن تضيف مستشعرات الطقس الظروف المحيطة، ويمكن لأجهزة مراقبة الاتساخ تتبع تلوث السطح. يمكن دمج هذه القياسات مع بيانات طاقة النظام الكهروضوئي وبيانات العاكس لتوفير رؤية أكثر اكتمالاً لأداء النظام.

مقالات ذات صلة