החשיבות בניטור מערכות סולאריות

כותב המאמר: שמשון רפפורט

כל מערכת סולארית מותקנת הינה ייחודית ומובדלת באופן משמעותי ממערכת סולארית אחרת. אמנם ישנם מספר מאפיינים זהים בין מערכות, אך קיימים גם הבדלים כגון: סוג הפאנלים הסולאריים, סוג הממירים, ההצללות הקיימות בשטח, זווית הטיה, אזימוט המבנה ועוד. לכל אלה, מצטרפים גם פרמטרים סביבתיים כמו: קרינת השמש באזור, מזג האוויר ועוד. 

אחד האתגרים בניטור המערכת הסולארית קשור לאיתור גורם הכשל העלול להשפיע על התפוקה. כיום, קיימות בשוק מספר חברות שמפתחות מערכות ניטור באמצעות עיבוד נתוני הממירים לשרת, איסוף או רכישת הדאטה מתחנות מטאורולוגיות הקרובות יחסית למקום שבו מצויה המערכת, והזנת הנתונים למערכות ‘מכונה לומדת’ שמבצעת זיהוי של כשלים פוטנציאליים והפקת התראות לכשלים עתידיים. 

דבר זה מסביר את הקושי הקיים בביצוע ההערכה הכמותית של ייצור החשמל על ידי המערכת הסולארית ואת אי הוודאות הקשורה להספק התפוקה המקסימלית שייעודה למערכת בשלב התכנון ההנדסי. 

בנוסף, לפאנלים הסולאריים ישנה דגרדציה טבעית (הפחתה בטיב) של כ-0.5% בשנה. לעיתים ישנה תופעה של דגרדציה מואצת כדוגמת: אזורי חום (Hotspots) שמלבד פגיעה בתפוקת הפאנל יכולים גם לפגוע בנצילות הפאנלים הסמוכים. תופעות נוספות הגורמות לדגרדציה הדרגתית ולכן קשים לזיהוי כוללים סדקים ומיקרו-סדקים, חדירת לחות, קורוזיה ופאנלים המכילים תאים סולאריים בעלי אפיונים חשמליים שונים.

השיטות הנפוצות להערכת תפוקת הייצור של מערכת סולארית הינן:

1. שיטה המבוססת על שימוש בפירנומטר (חיישן קרינה) – בשיטה זו, נמדדת מצד אחד הקרינה המגיעה לחיישן, ומן הצד השני, נבדקת התפוקה הממשית של המערכת, כך שבהשוואת שני הגורמים הללו ניתן לחשב את יחס הביצועים  (PR – Performance ratio) המשמש כמדד ליעילות המערכת. 

חיישני הקרינה מצריכים ניקוי וכיול תקופתי. מזג האוויר והגורמים הסביבתיים המשתנים (אבק מצטבר, צואת ציפורים וכו’) מהווים גורם משפיע על יעילות החיישן, וכפועל יוצא, גם על יחס ה-PR המעריך את יעילות המערכת ותפוקתה. 

*במקרים רבים חברות הפאנלים כוללות בהסכם הפרויקט הסולארי את הPR הצפוי, כך שאם המתקן הסולארי יחרוג ממנו, הקבלן ישפה את הלקוח. 

1. שיטה המבוססת על בניית מערכת ניטור באמצעות ‘מכונה לומדת’ –בשיטה זו, מתבצע איסוף של נתוני הסביבה ומזג האוויר (חיישני קרינה, טמפרטורה, רוח, לחות וכו’), על ידי תחנה מטאורולוגית ואיסוף נתונים של המערכת מהממיר (מתח, זרם, הספק). נתוני החיישנים המופקים בזמן אמת נשלחים לפורטל והאלגוריתם מבצע חישוב שבאמצעותו ניתן להסיק האם התפוקה של המערכת היא אופטימלית, וזאת כאשר מוזנים גורמים כמו: מתח, זרם ונתוני הסביבה של הממיר. המידע המוזן ל’מכונה הלומדת’ בשילוב סך הכשלים שאותרו, מפיק מודל המייצר חישובים להתראות של כשלים פוטנציאליים.  
2. שיטה המבוססת על זיהוי של תקלה באמצעות אות חשמלי שמשקף תקלה ו אותר. 
3. שיטה המבוססת על השוואה בין תפוקת ממירים תוך הפקת דוח ייעודי של נתוני הממיר. באופן דומה, ניתן להשוות תפוקת מערכת סולארית למערכות השכנות ולזהות את המערכות שתפוקתן נמוכה מהממוצע.

לפני כעשור,

הוקמה בענבר אנרגיה סולארית, מחלקה ייעודית העוסקת באופן יומיומי בניטור של למעלה מ-350 מערכות סולאריות. 

מערכת הניטור של ענבר מאפשרת לבצע ניתוח של ביצועי המערכות הסולאריות ביחס לביצועי העבר, באמצעות השוואה לביצועים של מערכות עם פרמטרים דומים (גודל, מפרט טכני ואזור גיאוגרפי). וזאת כדי לזהות מגמות שליליות ולטפל בהן מיידית.

הניסיון הרב של ענבר בניטור מערכות ובניתוח תפוקות, בשילוב עם שימוש בתוכנה הייעודית המשתדרגת באופן תמידי, הם מיתרונותיה הברורים של ענבר בתחום זה.

לאחרונה, פיתח צוות ההנדסה של החברה, תוכנה ייעודית לזיהוי דגרדציה וחישוב ממוצע התפוקה של המערכת הסולארית, וכן ביצוע השוואה בין המערכות על ידי איסוף נתוני מערכות בכל אזור לצורכי אופטימיזציה.