Εναέρια θερμογράφηση φωτοβολταϊκών πάρκων

ΤΙΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΗΝ ΕΝΑΕΡΙΑ ΘΕΡΜΟΓΡΑΦΗΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΠΑΡΚΩΝ ΑΝΑΛΥΕΙ Ο ΤΟΠΟΓΡΑΦΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Ε.Μ.Π,ΜSC / ITC THERMOGRAPHER LEV1 Κ. ΘΕΜΙΣΤΟΚΛΗΣ ΣΟΥΛΟΣ.

ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ

Από την γκάμα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας η Ηλιακή είναι αυτή που σταθερά αναπτύσσεται με γοργούς ρυθμούς παγκοσμίως παράγοντας χιλιάδες GWatts. Η διεθνής πλέον τάση είναι η δημιουργία πολύ μεγάλης κλίμακας φωτοβολταϊκών (Φ/β) Παρκών.

Η παρακολούθηση της καλής λειτουργείας των μεγάλης κλίμακας έργων Φ/Β πάρκων στις ημέρες μας στηρίζεται κυρίως στα συστήματα SCADA τα οποία αποτελούν συστήματα απομακρυσμένης παρακολούθησης. Η πολυπλοκότητα των συστημάτων  αυτών που απαρτίζονται από πληθώρα αισθητήρων και μετρητών για την συλλογική παρακολούθηση, δημιουργεί με την σειρά της πολυπλοκότητα στην ανάλυση των δεδομένων δημιουργώντας σφάλματα με βάση την ευαισθησία των αισθητήρων δημιουργώντας αρκετούς ψευδοσυναγερμούς (False Alarm) οι οποίοι με την σειρά τους δημιουργούνται από την απότομη εναλλαγή των ατμοσφαιρικών συνθηκών.

Επιπλέον τα δεδομένα που εμφανίζουν τα συστήματα Scada εμφανίζουν πληροφορία μέχρι του επιπέδου του string η οποία δεν μπορεί να ανιχνεύσει τις ενδεχόμενες απώλειες ενέργειας σε επίπεδο module που είναι το κρίσιμο. Δεδομένου λοιπόν ότι σ’ένα string μπορεί να συνδέονται συνήθως περί τα 15 εώς και 20 modules, είναι τεχνικά πολύ δύσκολο να ανιχνευθεί εγκαίρως το προβληματικό module.Εν τέλει  το οποιοδήποτε σφάλμα με βάση την λειτουργεία του SCADA μπορεί να ανιχνευθεί μέχρι του σημείου του inverter και κατόπιν του String. Έτσι λοιπόν αν και τα παραπάνω συστήματα μπορούν να προσφέρουν πληθώρα μετρήσεων κα δεδομένων εντούτοις τα συστήματα Scada στερούνται αλγορίθμων στοχοποίησης προβλημάτων μέχρι το επίπεδο του πάνελ (PV module).

Τώρα εάν σκεφτεί κανείς ότι για κάθε string αντιστοιχούν 15-20 panels – modules τότε αντιλαμβανόμαστε το πόσο δύσκολη είναι η ανίχνευση των προβλημάτων σε επίπεδο panel μέσα από τα συστήματα Scada.

Έτσι λοιπόν μια καινοτόμα μεθοδολογία Αεροθερμογράφησης Φ/Β παρκών που χρησιμοποιεί παράλληλα και άλλες τεχνολογίες  έρχεται να συμπληρώσει το παραπάνω κενό στοχεύοντας αφενός στην ανίχνευση των προβλημάτων σε επίπεδο panel – module, αφετέρου δε παρέχοντας παράλληλα και την μεγάλη εικόνα του πάρκου σε επίπεδο ανωμαλιών ως προς την ενεργειακή απόδοση.

ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ Η ΕΝΑΕΡΙΑ ΘΕΡΜΟΓΡΑΦΗΣΗ

Η εναέρια θερμογραφία χρησιμοποιεί θερμικές κάμερες που είναι σε θέση να μετρούν τη θερμοκρασία της επιφάνειας των φωτοβολταϊκών πάνελ. Κατά τη λειτουργία, αυτές οι κάμερες καταγράφουν  την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από τα πάνελ. Τα πάνελ που λειτουργούν καλά θα έχουν ομοιόμορφη θερμοκρασία, ενώ τα πάνελ με προβλήματα, όπως σπασμένα κυκλώματα ή υπερθέρμανση, θα εμφανίζουν ανωμαλίες στη θερμοκρασία τους (απεικόνιση με κίτρινο χρώμα). Μέσω αυτών των ανωμαλιών, η εναέρια θερμογραφία μπορεί να ανιχνεύσει προβλήματα σε φωτοβολταϊκά πάρκα, βοηθώντας στην πρόληψη αποδυνάμωσης της απόδοσης και της απώλειας ενέργειας.

TΑ ΚΥΡΙΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΣΥΓΚΕΓΚΡΙΜΕΝΗΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ AΕΡΟΘΕΡΜΟΓΡΑΦΗΣΗΣ

Συνοψίζοντας, η Εναέρια θερμογράφηση Φ/Β Παρκών από μόνη της δεν εξασφαλίζει χρηστικά οφέλη προς τον διαχειριστή του πάρκου εφόσον αυτή δεν εφαρμόζει σύγχρονες τεχνικές και μεθοδολογίες στην διαχείριση και επεξεργασία του μεγάλου όγκου πρωτογενών μετρήσεων (θερμοεικόνες) και των  παραμέτρων του. Ιδιαίτερα σημαντικό κρίνεται το Τεχνικό Report που θα δωθεί στον διαχειριστή του πάρκου.

Το προβλημα γίνεται πιο έντονο όταν το πάρκο είναι υψηλής δυναμικότητας πράγμα που σημαίνει ότι εμπεριέχει εκατοντάδες ή χιλιάδες Panels και το ζητούμενο σε αυτήν την περίπτωση είναι τα τελικά παραδοτέα που θα προκύψουν από την διαδικασία της θερμογράφησης να δώσουν στον διαχειριστή την συνολική εικόνα των απωλειών του Πάρκου, στοχευμένα και ανά κρισιμότητα βλάβης.

Σε αυτά τα ζητήματα απαντά λοιπόν η ολιστική Εναέρια θερμογράφηση που προτείνει η εταιρεία  Artemis TechEng χαρακτηριστικά της οποίας παρατίθενται παρακάτω :

• Εφαρμογή μεθοδολογίων DATA FUSION LOGIC που προέρχονται από διαφορετικούς αισθητήρες και διαφορετικές προσεγγίσεις-τεχνικές. 
• Το Aerial Thermal Scanning  προγραμματίζεται  με στόχο να καλύψει κάθε εκατοστό της εγκατάστασης του πάρκου,και κάθε πανελ θα αποτυπωθεί θερμικά τουλάχιστον από πέντε διαφορετικές θερμικές εικόνες από διαφορετικές γωνίες λήψεως.
• Χρησιμοποιούνται θερμικές κάμερες πολύ υψηλής ανάλυσης.
• Εφαρμόζονται Τεχνικές Φωτογραμμετρίας που απότερο στόχο έχει την δημιουργία ενός ενιαίου ορθο-Θερμο-Φωτομωσαϊκού όλου του πάρκου το οποίο έχει δημιουργηθεί από πολλές διαφορετικές θερμικές φωτογραφίες διαφορετικών γωνιών και λήψεων. Για να δημιουργηθεί το παραπάνω είναι απαραίτητο να ανακατασκευαστεί πρώτα το τρισδιάστατο Θερμικό αποτύπωμα του πάρκου. Η τεχνική αυτή μας δίνει πολλά πλεονεκτήματα όπως ο έλεγχος για την ύπαρξη ή μη μονίμων σκιάσεων πρόβλημα που ωφείλεται συνήθως λόγω κακής χωροθέτησης μεταξύ των τραπεζίων.
• Η επεξεργασία  μετά τη διαδικασία μετρήσεων υπαίθρου περιλαμβάνει πολυπαραμετρικούς αλγόριθμους για την εξάλειψη των «Εσφαλμένων συναγερμών» στα τελικά αποτελέσματα, όπως είναι για παράδειγμα οι ηλιακές αντανακλάσεις,τα κοντινά αντικείμενα που απεικονίζονται δίπλα στα Panels που και αυτά με τη σειρά τους εκπέμπουν θερμική ενέργεια.

Η τεχνική της Ολιστικής Εναέριας θερμογράφησης   εξοικονομεί πολύτιμο  χρόνο σε σχέση με τις επιθεωρήσεις θερμογράφησης εδάφους και μπορεί να ανιχνεύσει τα παρακάτω προβλήματα:

• Hot Spots
• Βλάβες διόδου
• Προβληματικές συνδέσεις string
• Αντίστροφες πολώσεις
• Φαινόμενο P.I.D
• Ψυχρά ή υπέρθερμα πάνελ σε σειρά
• Προβλήματα σκίασης
• Κατασκευαστικά ελαττώματα
• Κατεστραμμένα σπασμένα πάνελ
• Υπέρθερμα κουτιά διακλάδωσης που μπορεί να προκαλέσουν μελλοντική ζημιά.
• Eκτίμηση ποσοστού απώλειας εν3έργειας βάση προβλημάτων πάρκου σε ετήσια κλίμακα

• Στο τελικό Report της υπηρεσίας οι βλάβες κατηγοριοποιούνται ανά κρισιμότητα ενώ τα ευρήματα οργανώνονται γεωχωρικά (αρχεία CAD με γεωαναφορά) για καλύτερο χειρισμό από το προσωπικό συντήρησης.
• Δημιουγούνται CAD σχέδια που απεικονίζουν την συνολική θερμογραφική εικόνα του πάρκου με τα τεχνικά προβλήματα που εντόπισε η εναέρια Θερμογράφηση σε ένα περιβάλλον γεωαναφοράς το οποίου η πληροφορία έχει Γεωγραφικές Συντεταγμένες.
• Τέλος η παραπάνω πληροφορία που αφορά τις βλάβες μαζί με τις θερμικές απεικονίσεις  εξάγεται σε μορφή τέτοια που μπορεί να απεικονιστεί σε   smartphone ή tablet  για τον τεχνικό του πάρκου ούτως ώστε να τον καθοδηγήσουν στον επι τόπου εντοπισμό και έλεγχο των βλαβών επι του πεδίου, εξοικονομώντας του έτσι σημαντικό χρόνο.

πηγή: Εργοληπτικόν Βήμα Νο_137 της ΠΕΣΕΔΕ

Ακολουθήστε το gobhma.gr στο Google News για να έχετε έγκαιρη & έγκυρη τεχνική ενημέρωση