Ngày: 10 tháng 1 năm 2019
Nguồn: Viện Vật lý Hoa Kỳ
Tóm tắt: Làm thế nào để kiểm tra các tấm pin mặt trời trong thời gian thực, theo cách vừa tiết kiệm chi phí vừa tiết kiệm thời gian? Các nhà nghiên cứu hiện đã phát triển và cải tiến các lựa chọn thay thế dựa trên thống kê và máy học để cho phép kiểm tra thời gian thực các tấm pin mặt trời. Nghiên cứu của họ đã tìm thấy một ứng dụng mới cho tính toán dựa trên cụm, sử dụng dữ liệu khí tượng trong quá khứ để tính tỷ lệ hiệu suất và tỷ lệ suy thoái.
Mặc dù có nhiều lợi ích và sự phổ biến tương đối như một nguồn năng lượng tái tạo, cuối cùng, mặt trời đã đặt trên các tấm pin mặt trời tốt nhất. Theo thời gian, pin mặt trời phải đối mặt với thiệt hại từ thời tiết, thay đổi nhiệt độ, làm bẩn và tiếp xúc với tia cực tím. Pin mặt trời cũng yêu cầu kiểm tra để duy trì mức hiệu suất của tế bào và giảm tổn thất kinh tế.
Vì vậy, làm thế nào để kiểm tra các bảng trong thời gian thực, theo cách vừa tiết kiệm chi phí vừa tiết kiệm thời gian? Parveen Bhola, một học giả nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật và Công nghệ Thápar của Ấn Độ, và Saurabh Bhardwaj, phó giáo sư tại cùng một tổ chức, đã dành vài năm qua để phát triển và cải tiến các giải pháp thay thế dựa trên máy học và thống kê để cho phép kiểm tra năng lượng mặt trời theo thời gian thực tấm. Nghiên cứu của họ đã tìm thấy một ứng dụng mới cho tính toán dựa trên cụm, sử dụng dữ liệu khí tượng trong quá khứ để tính tỷ lệ hiệu suất và tỷ lệ suy thoái. Phương pháp này cũng cho phép kiểm tra ngoài địa điểm.
Tính toán dựa trên cụm là lợi thế cho vấn đề này vì khả năng tăng tốc quá trình kiểm tra, ngăn ngừa thiệt hại và sửa chữa nhanh hơn, bằng cách sử dụng tỷ lệ hiệu suất dựa trên các thông số khí tượng bao gồm nhiệt độ, áp suất, tốc độ gió, độ ẩm, giờ nắng, năng lượng mặt trời, và thậm chí là ngày trong năm. Các thông số dễ dàng có được và đánh giá, và có thể được đo từ các địa điểm từ xa.
Cải thiện hệ thống kiểm tra tế bào PV có thể giúp các thanh tra khắc phục sự cố hiệu quả hơn và có khả năng dự báo và kiểm soát các khó khăn trong tương lai. Tính toán dựa trên cụm có khả năng làm sáng tỏ những cách mới để quản lý hệ thống năng lượng mặt trời, tối ưu hóa năng suất PV và truyền cảm hứng cho những tiến bộ công nghệ trong tương lai trong lĩnh vực này.
"Phần lớn các kỹ thuật có sẵn tính toán sự xuống cấp của hệ thống PV (quang điện) bằng cách kiểm tra vật lý tại chỗ. Quá trình này tốn thời gian, tốn kém và không thể được sử dụng để phân tích suy thoái theo thời gian thực", Bhola nói. "Mô hình đề xuất ước tính sự xuống cấp về tỷ lệ hiệu suất trong thời gian thực."
Bhola và Bhardwaj đã làm việc cùng nhau trước đó và phát triển mô hình để ước tính bức xạ mặt trời bằng cách sử dụng kết hợp Mô hình Markov ẩn và Mô hình mờ tổng quát.
Mô hình Markov ẩn được sử dụng để mô hình hóa các hệ thống thay đổi ngẫu nhiên với các trạng thái không quan sát được hoặc ẩn; Mô hình mờ tổng quát cố gắng sử dụng thông tin không chính xác trong quy trình mô hình hóa của nó. Những mô hình này liên quan đến nhận dạng, phân loại, phân cụm và truy xuất thông tin và rất hữu ích cho việc điều chỉnh các phương pháp kiểm tra hệ thống PV.
Lợi ích của việc kiểm tra PV theo thời gian thực vượt xa các biện pháp nhạy cảm với thời gian và hiệu quả về chi phí. Phương pháp mới, được đề xuất này cũng có thể cải thiện các mô hình dự báo năng lượng mặt trời hiện tại. Bhola lưu ý rằng công suất đầu ra của một tấm pin mặt trời, hoặc bộ pin mặt trời, có thể được dự báo với độ chính xác cao hơn nữa. Ước tính và kiểm tra thời gian thực cũng cho phép đáp ứng nhanh thời gian thực.
"Do kết quả của ước tính thời gian thực, hành động phòng ngừa có thể được thực hiện ngay lập tức nếu đầu ra không theo giá trị mong đợi", Bhola nói. "Thông tin này rất hữu ích để tinh chỉnh các mô hình dự báo năng lượng mặt trời. Vì vậy, công suất đầu ra có thể được dự báo với độ chính xác tăng lên."
