آیا مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی الزامی است؟ بررسی قوانین و استانداردهای جهانی

مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی تا چه اندازه جدی است و آیا بهره‌برداران نیروگاه‌ها از نظر قانونی باید از سامانه‌های پایش استفاده کنند؟ با گسترش نیروگاه‌های خورشیدی، نظارت بر عملکرد تجهیزات و اطمینان از پایداری تولید انرژی اهمیت بیشتری پیدا کرده است. به همین دلیل، در بسیاری از کشورها مقرراتی برای پایش عملکرد نیروگاه‌ها، ثبت اطلاعات تولید و ارسال داده‌های عملیاتی به مراکز کنترل شبکه در نظر گرفته شده است. اما این الزامات در همه کشورها و برای تمام نیروگاه‌ها یکسان نیستند.

در این مقاله، با بررسی قوانین مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی در ایران و کشورهای مختلف، به این پرسش پاسخ می‌دهیم که چه نیروگاه‌هایی ملزم به پایش هستند، چه استانداردهایی بر این فرآیند نظارت دارند و تفاوت الزام مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی با توصیه‌های فنی چیست. همچنین، مهم‌ترین ویژگی‌های سیستم پایش نیروگاه خورشیدی را می‌خوانیم.

مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی چیست و چرا اهمیت دارد؟

مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی به فرایند جمع‌آوری، ثبت و تحلیل اطلاعات مربوط به تولید انرژی و وضعیت تجهیزات نیروگاه گفته می‌شود. در این فرایند، اطلاعات از تجهیزاتی مانند اینورترها، کنتورها، حسگرهای محیطی و تجهیزات حفاظتی دریافت می‌شود تا بهره‌بردار بتواند عملکرد نیروگاه را به‌ طور مستمر بررسی کرده و در صورت بروز خطا یا کاهش تولید، برای رفع مشکل اقدام کند.

برای آشنایی بهتر با الزامات پایش نیروگاه خورشیدی، باید سه چیز مهم را بررسی کرد؛ نخست، پایش عملکرد است که با هدف بررسی میزان تولید انرژی، راندمان تجهیزات و شناسایی خطاهای احتمالی انجام می‌شود. دومین مفهوم رویت‌پذیری شبکه است که امکان ارسال اطلاعات عملیاتی نیروگاه به مراکز کنترل و دیسپاچینگ را فراهم می‌کند. سوم، کنترل‌پذیری از راه دور است که به اپراتور شبکه اجازه می‌دهد در صورت نیاز، فرمان‌هایی مانند محدود کردن توان تزریقی نیروگاه را ارسال کند.

 
استاندارد IEC 61724-1؛ مرجع بین‌المللی پایش عملکرد نیروگاه خورشیدی

•     استانداردIEC 61724-1 یکی از مهم‌ترین مراجع فنی در زمینه پایش نیروگاه خورشیدی است که توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) تدوین شده و چارچوبی برای اندازه‌گیری و ارزیابی عملکرد نیروگاه‌های فتوولتائیک ارائه می‌دهد.

•     نسخه دوم استاندارد این نسخه با عنوان Photovoltaic System Performance – Part 1: Monitoring در تاریخ ۲۱ ژوئیه ۲۰۲۱ منتشر شده و روش‌های مختلف پایش و تحلیل عملکرد نیروگاه‌های خورشیدی را مشخص می‌کند.
•     اندازه‌گیری پارامترهای نیروگاه استاندارد IEC 61724-1 نحوه اندازه‌گیری و ثبت پارامترهای الکتریکی و محیطی، از جمله میزان تابش خورشید و دمای پنل‌ها را مشخص می‌کند.
•     دقت تجهیزات و کیفیت داده‌ها نحوه نصب صحیح حسگرها، دقت ابزارهای اندازه‌گیری، جمع‌آوری اطلاعات و بررسی کیفیت داده‌های ثبت شده از دیگر موضوعات مورد توجه این استاندارد هستند.
•     ارزیابی عملکرد نیروگاه با محاسبه شاخص‌هایی مانند نسبت عملکرد (PR)، شناسایی افت تولید و مقایسه عملکرد واقعی نیروگاه با میزان تولید مورد انتظار.
•     به‌روزرسانی‌ها و جایگاه قانونی استاندارد:در نسخه ۲۰۲۱، الزامات مربوط به پایش پنل‌های دوطرفه (Bifacial)، حسگرهای تابش خورشیدی و اندازه‌گیری آلودگی پنل‌ها نیز به‌روزرسانی شده‌اند. با این حال، رعایت IEC 61724-1 زمانی الزامی است که در قوانین ملی، قراردادهای پروژه یا دستورالعمل‌های فنی مراجع مسئول به آن ارجاع داده شود.

 بررسی الزام مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی در کشورهای مختلف

ایران

با توسعه نیروگاه‌های بزرگ خورشیدی، مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی در ایران اهمیت بیشتری پیدا کرده است. کد شبکه IETR-1901 با عنوان «الزامات فنی اتصال نیروگاه‌های تجدیدپذیر اینورتری به شبکه‌های انتقال و فوق توزیع برق ایران» تدوین شده است. این سند در بند ۵-۱، الزامات رویت‌پذیری و کنترل‌پذیری نیروگاه خورشیدی را بر اساس ظرفیت و گروه‌بندی نیروگاه مشخص می‌کند.

بر اساس این سند، نیروگاه‌های گروه A و B1 با ظرفیت ۲۵ مگاوات و بیشتر باید امکان ارسال اطلاعات و کنترل از راه دور را از طریق ارتباط مستقیم با مراکز دیسپاچینگ ملی (SCC) و منطقه‌ای (AOC) فراهم کنند. همچنین، نیروگاه‌های گروه B2 و C با ظرفیت کمتر از ۲۵ مگاوات نیز باید با هماهنگی و تایید شرکت برق منطقه‌ای، اطلاعات عملیاتی خود را از طریق بسترهای مخابراتی امن به مراکز دیسپاچینگ بفرستند.

آلمان

در آلمان، الزام مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی در ماده ۹ قانون انرژی‌های تجدیدپذیر (EEG) و در قالب مقررات مربوط به اندازه‌گیری و کنترل توان تولیدی نیروگاه‌ها مورد توجه قرار گرفته است. بهره‌برداران باید زیرساخت فنی لازم را فراهم کنند تا اپراتور شبکه بتواند میزان واقعی برق تزریق‌ شده به شبکه را دریافت کند و در صورت نیاز، توان خروجی نیروگاه را از راه دور کاهش دهد. 

نیروگاه‌های ۱۰۰ کیلووات و بیشتر باید امکان ارسال اطلاعات تولید و کاهش توان از راه دور را داشته باشند؛ نیروگاه‌های ۲۵ تا کمتر از ۱۰۰ کیلووات نیز باید قابلیت کاهش توان تزریقی را فراهم کنند. برای برخی نیروگاه‌های مشمول با ظرفیت کمتر، به ویژه تاسیساتی که از تعرفه خرید تضمینی یا مشوق برق مستاجری استفاده می‌کنند، محدودیت تزریق تا ۶۰ درصد ظرفیت نصب شده در نظر گرفته شده است. 

آمریکا

در آمریکا، برنامه مدیریت انرژی فدرال (FEMP) استفاده از سامانه‌های پایش را برای ارزیابی عملکرد و مدیریت نیروگاه‌های خورشیدی توصیه می‌کند. این برنامه به سازمان‌های دولتی کمک می‌کند تا تجهیزات اندازه‌گیری و ابزارهای جمع‌آوری و تحلیل داده را متناسب با نیاز نیروگاه انتخاب کنند. 

با استفاده از این سامانه‌ها، امکان بررسی لحظه‌ای تولید انرژی، شناسایی افت عملکرد و خطاهای احتمالی و برنامه‌ریزی بهتر برای نگهداری و تعمیرات فراهم می‌شود. همچنین، FEMP بر اهمیت گزارش‌گیری منظم، ارسال هشدار به کارشناسان، حفاظت از اطلاعات و پشتیبان‌گیری از داده‌های عملیاتی تاکید دارد. 

استرالیا

در استرالیا، اپراتور بازار انرژی (AEMO) استانداردی با عنوان Power System Data Communication Standard  برای الزام مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی تدوین کرده است. بر اساس این مقررات، مشارکت‌کنندگان ثبت‌شده‌ای که مشمول بندهای 4.11.1 و S5.2.6.1 هستند، باید تجهیزات پایش و کنترل از راه دور را نصب و نگهداری کنند تا اطلاعات موردنیاز به مراکز کنترل AEMO منتقل شود و امکان دریافت فرمان‌های کنترلی نیز وجود داشته باشد. 

هند

در هند، سازمان مرکزی برق (CEA) در سال ۲۰۲۰ مقرراتی با عنوان Technical Standards for Communication System in  Power System Operations تصویب کرد که هدف آن ایجاد زیرساخت ارتباطی مطمئن برای مدیریت شبکه برق است. این مقررات نیروگاه‌های تجدیدپذیر متصل به شبکه‌های انتقال بین‌ ایالتی و درون ایالتی را نیز در گروه کاربران مشمول قرار می‌دهد. بر اساس این مقررات، کاربران باید اطلاعات عملیاتی موردنیاز مراکز کنترل را ارسال کنند و زیرساخت ارتباطی آن‌ها قابلیت یکپارچه‌سازی با سامانه‌هایی مانند SCADA و WAMS را داشته باشد. 

نرم افزار مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی باید چه قابلیت‌هایی داشته باشد؟

•     میزان تولید توان و انرژی در بازه‌های زمانی مختلف

•     ولتاژ، جریان، فرکانس و توان اکتیو و راکتیو
•     دمای پنل‌ها و تجهیزات الکتریکی
•     میزان تابش خورشید و شرایط محیطی
•     وضعیت عملکرد اینورترها و تجهیزات حفاظتی
•     خطاها، توقف‌ها و قطعی‌های ارتباطی
•     نسبت عملکرد نیروگاه (PR) و میزان دسترس‌پذیری تجهیزات

معرفی نرم افزار مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی سلاریس 365

نرم افزار مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی سلاریس 365، پلتفرمی یکپارچه برای پایش و مدیریت هوشمند نیروگاه‌های خورشیدی است که با فراهم کردن امکان تحلیل اطلاعات، مدیریت تجهیزات و برنامه‌ریزی عملیات نگهداری و تعمیرات، به مدیران و تیم‌های فنی کمک می‌کند عملکرد نیروگاه را بهتر کنترل کنند، بهره‌وری را افزایش داده و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهند.

 
قابلیت‌های اصلی سلاریس 365 برای پاسخ‌گویی به الزام مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی

•     پایش لحظه‌ای و ارسال هشدارهای هوشمند: سامانه مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی امکان پایش و مشاهده وضعیت تولید انرژی و عملکرد تجهیزات را فراهم می‌کند. در صورت بروز خطا، هشدارهای لازم از طریق اعلان، پیامک و ایمیل برای اعضای تیم فنی ارسال می‌شوند.

•     تحلیل داده‌ها با کمک هوش مصنوعی: موتور هوش مصنوعی سلاریس 365 با تحلیل اطلاعات عملیاتی و سوابق عملکرد تجهیزات، به شناسایی ناهنجاری‌ها و پیش‌بینی احتمال خرابی کمک می‌کند.
•     مدیریت عملیات نگهداری و تعمیرات: این سامانه امکان برنامه‌ریزی و زمان‌بندی فعالیت‌های نگهداری و تعمیرات، تخصیص نیروهای فنی، مدیریت شیفت‌های کاری و ثبت دستورکارها را فراهم می‌کند. 
•     مدیریت یکپارچه تجهیزات و دارایی‌ها: با این نرم افزار، کاربران می‌توانند به اطلاعات فنی، مستندات و سوابق تعمیرات هر تجهیز دسترسی داشته باشند. 
•     سازگاری با تجهیزات و پروتکل‌های ارتباطی مختلف: سلاریس 365 از اینورترهای برندهای مختلف، از جمله سولیس، هواوی و کاکو پشتیبانی می‌کند. همچنین، امکان ارتباط با تجهیزات از طریق پروتکل‌های صنعتی IEC 61850، Modbus TCP/RTU و MQTT را فراهم کرده است.
•     امنیت اطلاعات و پایداری سامانه: در شرایط اختلال اینترنت هم امکان دسترسی به اطلاعات حیاتی و ذخیره‌سازی محلی داده‌ها وجود دارد و اطلاعات پس از برقراری مجدد ارتباط، همگام‌سازی می‌شوند. علاوه بر این، قابلیت‌هایی برای حفاظت از داده‌های عملیاتی و افزایش امنیت ارتباط فراهم شده است.

 جمع‌بندی

بررسی قوانین و استانداردهای کشورهای مختلف نشان می‌دهد که الزام مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی به ظرفیت نیروگاه، شرایط اتصال به شبکه و مقررات هر کشور بستگی دارد. اگرچه استفاده از یک نرم‌افزار مشخص اجباری نیست، رعایت الزامات فنی پایش و ارسال اطلاعات برای بسیاری از نیروگاه‌ها ضروری است و استاندارد مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی نیز چارچوب مناسبی برای ارزیابی عملکرد آن فراهم می‌کند. 

 
سوالات متداول 

آیا مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی از نظر قانونی اجباری است؟

در همه کشورها و برای تمام ظرفیت‌ها الزام یکسانی وجود ندارد. در بسیاری از کشورها، نیروگاه‌های مشمول مقررات اتصال به شبکه باید اطلاعات عملیاتی خود را به مراکز کنترل ارسال کنند و امکان پایش یا کنترل از راه دور داشته باشند. در ایران نیز کد شبکه IETR-1901 برای نیروگاه‌های مشمول خود الزامات مشخصی در زمینه رویت‌پذیری و کنترل‌پذیری تعیین کرده است.

 تفاوت مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی با سیستم SCADA چیست؟

مانیتورینگ عمدتا بر جمع‌آوری، نمایش، ثبت و تحلیل اطلاعات عملکردی تمرکز دارد؛ اما SCADA علاوه بر پایش لحظه‌ای، امکان نظارت و کنترل تجهیزات از راه دور را نیز فراهم می‌کند.

 آیا بدون اینترنت هم می‌توان نیروگاه خورشیدی را پایش کرد؟

بله، سلاریس‌365 امکان دسترسی به اطلاعات حیاتی تجهیزات و بررسی داده‌های ذخیره‌ شده به‌ صورت محلی را در زمان قطعی اینترنت فراهم می‌کند. همچنین، پس از برقراری مجدد ارتباط، اطلاعات ذخیره‌شده همگام‌سازی می‌شوند تا روند پایش و مدیریت نیروگاه با اختلال مواجه نشود.

 منابع: nrc، energy.gov