خدمات بازرسی الکترولومینسنس مبتنی بر پهپاد برای نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک (PV)
ترجمه تخصصی واژه “electroluminescence” به فارسی “نورتابی الکتریکی” است. این پدیده به گسیل نور در اثر برانگیزش ماده‌ی فسفری چند بلوری توسط میدان الکتریکی اشاره دارد. از این فناوری در نمایشگرها و نشان‌دهنده‌ها استفاده می‌شود.
این روش در زمینه خدمات بازرسی پنل خورشیدی، برای شناسایی ترک‌های ریز و نقص‌های دیگر در سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند. با استفاده از این روش، می‌توان عملکرد بهینه پنل‌های خورشیدی را تضمین کرد و مشکلات احتمالی را پیش از نصب یا در طول عمر پنل‌ها شناسایی و رفع کرد.
نورتابی الکتریکی (Electroluminescence) یکی از روش‌های پیشرفته برای بازرسی پنل‌های خورشیدی است. در این روش، جریان الکتریکی به پنل خورشیدی اعمال می‌شود تا الکترون‌ها و حفره‌ها در سلول‌های خورشیدی برانگیخته شوند. این برانگیختگی باعث گسیل نور از سلول‌ها می‌شود که با استفاده از دوربین‌های حساس به نور مادون قرمز ثبت می‌شود.
مراحل استفاده از نورتابی الکتریکی در بازرسی پنل‌های خورشیدی به شرح زیر است:
۱٫ اعمال جریان الکتریکی: جریان الکتریکی به پنل خورشیدی اعمال می‌شود تا الکترون‌ها و حفره‌ها برانگیخته شوند.
۲٫ ثبت تصاویر: دوربین‌های حساس به نور مادون قرمز تصاویر نورتابی الکتریکی را ثبت می‌کنند.
۳٫ تحلیل تصاویر: تصاویر ثبت شده تحلیل می‌شوند تا ترک‌ها، شکستگی‌ها و نقص‌های دیگر در سلول‌های خورشیدی شناسایی شوند.
۴٫ ارزیابی عملکرد: با تحلیل تصاویر، می‌توان عملکرد پنل‌های خورشیدی را ارزیابی کرد و مشکلات احتمالی را شناسایی و رفع کرد.
این روش به دلیل دقت بالا و توانایی شناسایی نقص‌های کوچک که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند، بسیار مفید است.
استفاده از نورتابی الکتریکی برای بازرسی پنل‌های خورشیدی دارای مزایا و معایب خاص خود است. در اینجا به برخی از آنها اشاره می‌کنم:
مزایا:
۱٫ دقت بالا: نورتابی الکتریکی می‌تواند ترک‌ها و نقص‌های بسیار کوچک را که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند، شناسایی کند.
۲٫ غیرمخرب بودن: این روش به پنل‌های خورشیدی آسیب نمی‌رساند و می‌تواند بدون نیاز به جداسازی پنل‌ها انجام شود.
۳٫ سرعت بالا: با استفاده از این روش، می‌توان به سرعت تعداد زیادی از پنل‌های خورشیدی را بازرسی کرد.
۴٫ تشخیص زودهنگام مشکلات: این روش امکان شناسایی مشکلات پیش از نصب یا در مراحل اولیه استفاده از پنل‌ها را فراهم می‌کند، که می‌تواند هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش دهد.
معایب:
۱٫ هزینه بالا: تجهیزات مورد نیاز برای نورتابی الکتریکی می‌تواند گران باشد و نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه دارد.
۲٫ نیاز به تخصص: انجام و تحلیل نتایج این روش نیاز به تخصص و تجربه دارد که ممکن است برای برخی از شرکت‌ها چالش‌برانگیز باشد.
۳٫ محدودیت در شرایط محیطی: این روش ممکن است در شرایط محیطی خاصی مانند نور زیاد یا دمای بالا به خوبی عمل نکند.
مقایسه نورتابی الکتریکی با سایر روش‌های بازرسی پنل‌های خورشیدی می‌تواند به درک بهتر مزایا و معایب هر روش کمک کند. در اینجا به مقایسه نورتابی الکتریکی با دو روش رایج دیگر، یعنی تصویربرداری حرارتی و تست فلورسانس، می‌پردازیم:
نورتابی الکتریکی (Electroluminescence)
مزایا:
– دقت بالا: قابلیت شناسایی ترک‌ها و نقص‌های بسیار کوچک.
– غیرمخرب: بدون آسیب به پنل‌ها.
– سرعت بالا: امکان بازرسی سریع تعداد زیادی پنل.
معایب:
– هزینه بالا: تجهیزات گران‌قیمت.
– نیاز به تخصص: نیاز به تحلیل تخصصی تصاویر.
– محدودیت محیطی: عملکرد کمتر در شرایط نوری یا دمایی خاص.
تصویربرداری حرارتی (Thermography)
مزایا:
– غیرمخرب: بدون آسیب به پنل‌ها.
– سرعت بالا: امکان بازرسی سریع.
– تشخیص مشکلات حرارتی: شناسایی نقاط داغ و مشکلات حرارتی.
معایب:
– دقت کمتر: ممکن است ترک‌ها و نقص‌های کوچک را شناسایی نکند.
– تأثیر شرایط محیطی: دقت کمتر در شرایط دمایی متغیر.
– هزینه تجهیزات: تجهیزات حرارتی نیز می‌تواند گران باشد.
تست فلورسانس (Fluorescence Testing)
مزایا:
– دقت بالا: قابلیت شناسایی نقص‌های کوچک.
– غیرمخرب: بدون آسیب به پنل‌ها.
– تحلیل سریع: امکان تحلیل سریع نتایج.
معایب:
– هزینه بالا: تجهیزات گران‌قیمت.
– نیاز به تخصص: نیاز به تحلیل تخصصی.
– محدودیت محیطی: عملکرد کمتر در شرایط نوری خاص.
نتیجه‌گیری
هر یک از این روش‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند و انتخاب بهترین روش بستگی به نیازها و شرایط خاص پروژه دارد. نورتابی الکتریکی به دلیل دقت بالا و توانایی شناسایی نقص‌های کوچک، برای بازرسی‌های دقیق و تخصصی مناسب است، در حالی که تصویربرداری حرارتی برای شناسایی مشکلات حرارتی و تست فلورسانس برای تحلیل سریع و دقیق نقص‌ها کاربرد دارد.
مطالعه موردی:
خدمات بازرسی الکترولومینسنس مبتنی بر پهپاد برای نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک (PV) پشت بامی
شرکت Solevi، یک شرکت بازرسی الکترولومینسنس (EL) آلمانی، خدمات بازرسی الکتریکی مبتنی بر پهپاد را برای نصب خورشیدی پشت بام در آلمان با برنامه‌هایی برای اتوماسیون بیشتر و گسترش جغرافیایی راه‌اندازی کرده است.
شرکت بازرسی الکترولومینسنس (EL) آلمانی، Solevi، تقریباً یک سال پیش شروع به ارائه خدمات اندازه‌گیری الکتریکی مبتنی بر پهپاد به نیروگاه های خورشیدی پشت بامی در آلمان کرد.
“خدمات ما شامل بازرسی EL و اندازه‌گیری‌های منحنی تاریک-IV است”، بنجامین ایچل، مدیرعامل Solevi، به pv magazine گفت و برخی از نمونه‌های سناریوهای بازرسی مبتنی بر پهپاد را که Solevi معمولاً پوشش می‌دهد، مانند بررسی‌های آسیب ناشی از تگرگ، بار برف یا صاعقه، اضافه کرد.
از زمان راه‌اندازی، این شرکت همچنین متوجه تقاضا برای خدمات دیگر، مانند بررسی‌های راه‌اندازی با تمرکز بر خطاهای نصب و خدمات تشخیص نقص دیود برای شناسایی مدارهای باز یا اتصال کوتاه، و همچنین خدمات برنامه‌ریزی رشته‌ای با استفاده از فناوری خود برای ارائه برنامه‌های رشته‌ای پس از نصب در “کوتاه‌ترین زمان ممکن” شده است.
“ما خدمات برنامه‌ریزی رشته‌ای را برای سیستم‌های قدیمی انجام می‌دهیم که برنامه‌های اصلی آنها گم شده است، یا در سیستم‌های تازه ساخته شده که نصب آنها به خوبی مستند نشده است، یا جایی که نصب‌کننده اصلاً هیچ برنامه رشته‌ای تحویل نداده است”، ایچل توضیح داد.
سیستم بازرسی میدانی آن مجهز به یک گیمبال، یک دوربین قاب کامل با لنز الکترولومینسنس (EL) و یک پهپاد چندکوپتر نوع Matrice ساخت DJI چین است. “علاوه بر این، ما از یک واحد محاسباتی خود توسعه‌یافته، یک اتصال فرکانس رادیویی و یک ایستگاه پایه استفاده می‌کنیم. ما رشته‌های PV را با استفاده از یک واحد تماس‌گیری خود توسعه‌یافته متصل و برق‌دار می‌کنیم. از نظر نرم‌افزاری، ما نرم‌افزار فرمان و کنترل و نرم‌افزار تحلیل توسعه دادیم”، ایچل گفت.
این استارتاپ آلمانی در حال توسعه فناوری برای بهبود خدمات بازرسی خود است. “هدف این است که بازرسی EL سریع و مقرون به صرفه باشد. در زمینه، مهم‌ترین چیز تسریع زمان راه‌اندازی، زمان پرواز و اتصال رشته است”، ایچل گفت. “مهم‌ترین بخش توسعه نرم‌افزار، تسریع ارزیابی و تولید گزارش است. در حال حاضر، ما در حال معرفی الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای تحلیل تصویر هستیم.”
به گفته این شرکت، Solevi تنها ارائه دهنده خدمات مستقل در اروپا با مجوز پرواز سیستم‌های پهپاد EL بر فراز مناطق مسکونی است. در حالی که می‌تواند در سراسر اتحادیه اروپا و سوئیس فعالیت کند، تاکنون آلمان بازار اصلی برای خدمات آن است. در حال حاضر در حال مذاکره برای مشارکت در کشورهای دیگر اروپایی است.
همچنین شرکت ره آورد آرا نیرو در ایران با مجوزات لازم آمادگی خود را جهت ارائه خدمات تست EL پنل‌های خورشیدی اعلام‌می‌دارد، خدمات آرانیرو عبارتند از تست IV-Curve پنل های خورشیدی، نقشه‌برداری هوایی نیروگاه خورشیدی (نقشه توپوگرافی و … ) و کلیه خدمات بازرسی الکترولومینسنس مبتنی بر پهپاد برای نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک (PV)
و توموگرافی هوايى شامل
single Cell Hotspots.
Multi cell Hotspots.
Potential Induced Degradation (PID).
Operated Bypass Diodes.
Short Circuited String.
Open circuited string.
Reverse Polarity of String.
Partial Shading.
Soil Accumulation.
اندازه‌گیری ضريب ALBEDO جهت نیروگاه های خورشیدی مجهز به پنل هاى دوطرفه Bifacial که نيازمـند سنجش بازتابش ازسطــــح زمين يا همان ضريب ALBEDO می باشد.
خروجى هاى روش نقشه بردارى عبارتند از: Topographic Map
Ortho Mosaic Map
Digital Surface Model (DsM)
High Resolution Google Earth Layer
Cut & Fil Calculation
