چرا اینورترهای یک نیروگاه خورشیدی برق یکسانی تولید نمی‌کنند؟

عملکرد اینورتر در نیروگاه خورشیدی یکی از عوامل مهم در میزان تولید برق و بهره‌وری کلی نیروگاه است. با این حال، طبیعی است که چند اینورتر حتی با مدل و ظرفیت یکسان، در یک زمان مشخص دقیقا توان یکسانی تولید نکنند. شرایط پنل‌ها و رشته‌های متصل به هر اینورتر، میزان تابش، دمای کاری، نقطه کاری دستگاه، کیفیت اتصالات و حتی وضعیت شبکه می‌تواند روی خروجی اثر بگذارد.

بنابراین برای بررسی عملکرد اینورتر در نیروگاه خورشیدی نباید فقط به عدد توان خروجی نگاه کرد. مهم این است که مشخص شود این اختلاف از شرایط عادی بهره‌برداری ناشی شده یا یک اینورتر نسبت به شرایط مشابه، رفتاری غیرعادی نشان می‌دهد.

اینورتر چه نقشی در تولید برق نیروگاه خورشیدی دارد؟

پنل‌های خورشیدی انرژی خورشید را به برق جریان مستقیم یا DC تبدیل می‌کنند. این انرژی برای استفاده در شبکه باید به جریان متناوب یا AC تبدیل شود و این وظیفه بر عهده اینورتر است.  اینورترهای خورشیدی علاوه بر تبدیل DC به AC، در بسیاری از سامانه‌ها وظیفه ردیابی نقطه بیشینه توان یا MPPT را نیز بر عهده دارند. با این حال، ممکن است یک اینورتر توان DC کمتری از پنل‌های متصل به خود دریافت کند و در نتیجه توان AC کمتری تحویل دهد، در حالی که خود اینورتر به ‌درستی کار می‌کند. به همین دلیل، برای ارزیابی عملکرد باید ورودی DC، خروجی AC و شرایط عملیاتی دستگاه هم‌زمان بررسی شوند. راندمان نیز حاصل نسبت توان خروجی AC به توان ورودی DC است.

چرا عملکرد اینورترهای یک نیروگاه با هم متفاوت است؟

1.    شرایط پنل‌ها و رشته‌های متصل به اینورتر متفاوت است

اگر پنل‌های یک بخش از نیروگاه به دلیل سایه، کثیفی یا مشکل در یک یا چند رشته، توان کمتری تولید کنند، توان ورودی اینورتر نیز کاهش پیدا می‌کند. برای مثال، فرض کنید دو اینورتر سالم، هر کدام به مجموعه‌ای از پنل‌ها متصل هستند. اگر بخشی از پنل‌های متصل به اینورتر اول برای چند ساعت سایه داشته باشند، انتظار نمی‌رود خروجی AC دو دستگاه یکسان باشد. 

2.    دمای کاری اینورترها یکسان نیست

دمای محیط و شرایط دفع حرارت می‌تواند روی عملکرد اینورتر در نیروگاه خورشیدی اثر بگذارد. اینورتر هنگام تبدیل انرژی مقداری گرما تولید می‌کند و اگر شرایط خنک‌کاری مناسب نباشد، افزایش دما می‌تواند باعث افت عملکرد اینورتر خورشیدی یا کاهش راندمان آن شود. همچنین تجمع گردوغبار روی مسیرهای تهویه یا مشکل در سیستم خنک‌کاری می‌تواند وضعیت حرارتی یک دستگاه را با سایر اینورترها متفاوت کند.

در سلاریس 365 بخوانید:

مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی چیست؟ نرم‌افزار مدیریت نیروگاه خورشیدی

3.    اینورترها همیشه در یک نقطه کاری فعالیت نمی‌کنند

در ساعات ابتدایی صبح و انتهای روز که تابش کمتر است، دستگاه ممکن است با بار جزئی کار کند. در ساعات اوج تابش، توان ورودی افزایش پیدا می‌کند و اینورتر ممکن است به محدوده نزدیک به توان نامی خود برسد. برای مقایسه دقیق‌تر باید زمان، توان ورودی، شرایط تابش، دما و سایر شرایط عملیاتی نیز تا حد امکان مشابه باشند.

4.    کابل‌، کانکتور و اتصالات می‌توانند باعث افت تولید شوند

گاهی مشکل از خود اینورتر نیست و در مسیر انتقال انرژی رخ می‌دهد. ایراد در کابل‌، کانکتور، اتصالات یا یکی از رشته‌های DC می‌تواند باعث کاهش توان ورودی شود. در این شرایط ممکن است اینورتر خطای واضحی نداشته باشد، اما چون انرژی کمتری از آرایه دریافت می‌کند، خروجی آن نیز پایین‌تر دیده شود. به همین دلیل، هنگام بررسی افت عملکرد اینورتر خورشیدی باید کل مسیر انرژی، از پنل‌ها و رشته‌های DC تا ورودی و خروجی اینورتر، بررسی شود.

5.    شرایط شبکه می‌تواند عملکرد اینورتر را تغییر دهد

اینورترهای متصل به شبکه باید در محدوده‌های مشخصی از پارامترهای الکتریکی شبکه فعالیت کنند. تغییرات ولتاژ، فرکانس یا سایر شرایط شبکه می‌تواند روی نحوه عملکرد اینورتر در نیروگاه خورشیدی و توان تحویلی تجهیزات اثر بگذارد و در شرایط خاص باعث محدود شدن توان یا قطع اتصال شود. 

6.    استهلاک یا خرابی تدریجی خود اینورتر

اینورتر هم مانند سایر تجهیزات الکترونیکی نیروگاه در طول زمان در معرض گرما، شرایط محیطی و استهلاک قطعات قرار دارد. در بعضی موارد، خرابی به ‌صورت ناگهانی رخ می‌دهد؛ اما همیشه این‌طور نیست. گاهی پیش از خرابی اینورتر خورشیدی، تغییراتی مانند افزایش خطاهای تکرارشونده، کاهش پایدار توان خروجی یا تغییر رفتار دستگاه نسبت به اینورترهای مشابه دیده می‌شود. 

چگونه بفهمیم اختلاف عملکرد اینورتر در نیروگاه خورشیدی طبیعی است یا نشانه مشکل؟

برای تشخیص، نباید یک عدد یا یک لحظه را ملاک قرار داد. عملکرد هر اینورتر باید در مقایسه با تجهیزات مشابه و در شرایط مشابه بررسی شود. برای مثال، اگر دو اینورتر توان DC تقریبا مشابهی دریافت کنند و شرایط محیطی آن‌ها نیز نزدیک باشد، اما یکی از آن‌ها طی چند روز یا چند هفته به ‌طور مداوم توان AC کمتری تولید کند، این اختلاف ارزش بررسی فنی دارد. اما اگر توان DC ورودی همان اینورتر از ابتدا پایین‌تر باشد، بهتر است بررسی از پنل‌ها، رشته‌ها، سایه، کثیفی و اتصالات شروع شود. روند تغییرات نیز اهمیت زیادی دارد. یک افت کوتاه‌ مدت ممکن است ناشی از یک شرایط گذرا باشد، اما افتی که مرتب تکرار می‌شود یا به ‌تدریج شدت می‌گیرد، معمولا نشانه یک ناهنجاری است. 

اهمیت استفاده از مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی برای تشخیص عملکرد اینورتر در نیروگاه خورشیدی 

در یک نیروگاه بزرگ، تعداد تجهیزات زیاد است و بررسی دستی همه اینورترها در تمام ساعات روز امکان‌پذیر نیست. ممکن است یک دستگاه برای چند ساعت با توان کمتر کار کند، اما مشکل تا زمان بازدید حضوری مشخص نشود.

اینجاست که مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی اهمیت پیدا می‌کند. با پایش مداوم داده‌های تجهیزات، تیم بهره‌برداری می‌تواند تغییرات تولید، خطاها، هشدارها و رفتار غیرعادی اینورترها را سریع‌تر مشاهده کند. عملکرد دستگاه‌های مشابه و بررسی روند داده‌های گذشته می‌تواند به شناسایی انحراف‌هایی کمک کند که در نگاه اول چندان واضح نیستند. در واقع، هدف این است که مشکل در مرحله افت عملکرد شناسایی شود، نه زمانی که به توقف کامل تجهیز تبدیل شده است. استانداردهای جدیدتر حوزه اتصال نیروگاه‌ خورشیدی به شبکه نیز بر تبادل اطلاعات و قابلیت‌های پایش و کنترل از راه دور در کنار سایر الزامات فنی تاکید دارند.

در سلاریس 365 بخوانید:

چگونه عملکرد چند نیروگاه خورشیدی را با یکدیگر مقایسه کنیم؟

نرم افزار مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی چه کمکی می‌کند؟

نرم افزار مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی قادر است علاوه بر نمایش لحظه‌ای وضعیت تجهیزات، ثبت خطاها و هشدارها، مشاهده روند عملکرد، با داشبوردهای مدیریتی و گزارش‌های تحلیلی خود فرآیند شناسایی و پیگیری مشکل را ساده‌تر کند. برای مثال، به جای اینکه تیم فنی بعد از مشاهده کاهش تولید به ‌صورت دستی سابقه دستگاه را بررسی کند، یک سامانه یکپارچه می‌تواند اطلاعات عملکرد و اتفاقات مربوط به آن بخش را در اختیار فرد قرار دهد. در نتیجه، مسیر بررسی از مشاهده افت تولید به مقایسه با تجهیزات مشابه و سپس بررسی علت و اقدام فنی کوتاه‌تر می‌شود.

سلاریس 365 چگونه به پایش عملکرد اینورترها کمک می‌کند؟

سلاریس 365 با جمع‌آوری و نمایش اطلاعات عملیاتی تجهیزات، به تیم‌های بهره‌برداری کمک می‌کند وضعیت نیروگاه را از یک بستر متمرکز دنبال کنند. این نرم افزار قادر است علاوه بر پایش لحظه‌ای عملکرد تجهیزات و تولید انرژی، در هنگام بروز خطا یا ناهنجاری، هشدار ایجاد کند و از طریق نوتیفیکیشن، پیامک و ایمیل، تیم فنی را در جریان قرار دهد. این سامانه همچنین امکان تحلیل داده‌های لحظه‌ای و تاریخی را فراهم می‌کند. موتور هوش مصنوعی سامانه با استفاده از این داده‌ها برای شناسایی الگوهای غیرعادی و پیش‌بینی ریسک خرابی تجهیزات به کار گرفته می‌شود. 

پشتیبانی از تجهیزات و برندهای مختلف و پروتکل‌هایی مانند IEC 61850، Modbus TCP/RTU و MQTT نیز امکان یکپارچه‌سازی داده‌های تجهیزات متنوع نیروگاه را فراهم می‌کند. به این ترتیب، اطلاعات عملکردی اینورترها و سایر تجهیزات می‌تواند در یک بستر واحد در اختیار تیم‌های فنی و مدیریتی قرار گیرد.

جمع‌بندی

عملکرد اینورتر در نیروگاه خورشیدی تحت تاثیر عواملی مانند توان DC ورودی، شرایط پنل‌ها، تابش، دما، بار و وضعیت شبکه است؛ بنابراین تفاوت خروجی اینورترها همیشه به معنی خرابی نیست. اگر یک اینورتر به ‌طور مداوم افت تولید یا خطاهای تکرارشونده داشته باشد، ممکن است از نشانه‌های خرابی اینورتر نیروگاه خورشیدی باشد. در این شرایط، مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی با پایش مداوم، مقایسه عملکرد و هشدار ناهنجاری‌ها به تشخیص زودهنگام مشکل کمک می‌کند. سلاریس 365 نیز با پایش لحظه‌ای، هشدار هوشمند و تحلیل داده‌های نیروگاه، شناسایی مشکلات و مدیریت نگهداری تجهیزات را ساده‌تر می‌کند.

سوالات متداول

چرا عملکرد اینورتر در نیروگاه خورشیدی با هم متفاوت است؟

تفاوت در توان پنل‌ها و رشته‌های متصل، تابش، دمای کاری، سطح بار، کابل‌ها و اتصالات و شرایط شبکه می‌تواند باعث اختلاف خروجی اینورترها شود. بنابراین، اختلاف توان به ‌تنهایی نشانه خرابی نیست.

آیا کاهش توان خروجی اینورتر به معنی خرابی آن است؟

خیر. ابتدا باید مشخص شود کاهش توان به دلیل کم شدن توان DC ورودی است یا خود اینورتر در تبدیل انرژی عملکرد متفاوتی دارد. بررسی شرایط پنل‌ها، داده‌های ورودی و خروجی، دما، خطاها و وضعیت شبکه برای تشخیص علت ضروری است.

مهم‌ترین نشانه‌های خرابی اینورتر نیروگاه خورشیدی چیست؟

افت پایدار تولید نسبت به تجهیزات مشابه، خطاهای تکراری، خاموشی‌های غیرعادی یا تغییر مداوم در الگوی عملکرد می‌توانند نشانه‌هایی باشند که نیاز به بررسی فنی دارند.

مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی چگونه به تشخیص مشکل اینورتر کمک می‌کند؟

مانیتورینگ با ثبت مستمر داده‌های تجهیزات، نمایش روند عملکرد، مقایسه اینورترها و ایجاد هشدار هنگام بروز خطا یا ناهنجاری، امکان شناسایی زودتر تغییرات غیرعادی را فراهم می‌کند.

سلاریس 365 چه امکاناتی برای مانیتورینگ اینورترها دارد؟

سلاریس 365 قابلیت‌هایی مانند پایش لحظه‌ای تجهیزات و تولید انرژی، هشدار هوشمند، ارسال نوتیفیکیشن، پیامک و ایمیل، داشبوردهای مدیریتی، تحلیل داده‌های لحظه‌ای و تاریخی، پیش‌بینی ریسک خرابی و مدیریت عملیات نگهداری را در یک بستر یکپارچه ارائه می‌دهد.
 

منابع: auxol و aforenergy