بایگانی برای دسته بندی: وبلاگ

تابلوهای الکتریکال حفاظت، مدیریت و نظارت در نیروگاه خورشیدی

 

تابلوهای الکتریکال در نیروگاه خورشیدی نقش بسیار حیاتی در اطمینان از ایمنی، کارکرد صحیح و پایداری سیستم دارند. این تابلوها برای مدیریت و کنترل سیستم الکتریکی نیروگاه استفاده می‌شوند. در زیر به جزئیات بیشتر در مورد تابلوهای الکتریکال حفاظتی نیروگاه خورشیدی پرداخته‌ام:

 

۱. تابلوهای کنترل و کنترل فرآیند نیروگاه خورشیدی:

– وظیفه:

  – مدیریت و کنترل کارکرد دستگاه‌های الکتریکی از جمله اینورترها و تجهیزات مهم دیگر.

– ویژگی‌ها:

  – دارای سوئیچ‌ها، نمایشگرها و سنسورهای مورد نیاز برای کنترل و نظارت.

تابلوهای کنترل و کنترل فرآیند در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک نقش بسیار مهمی را در بهره‌وری و عملکرد بهینه این نوع نیروگاه ایفا می‌کنند. این تابلوها و سیستم‌های کنترل به صورت مجزا یا یکپارچه برای مدیریت و نظارت بر هر جنبه از عملیات نیروگاه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر، به برخی از کاربردهای اصلی این تجهیزات در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک اشاره می‌شود:

 

1. مانیتورینگ و نظارت بر کارکرد پنل‌های خورشیدی:

   – تابلوهای کنترل با استفاده از سنسورها و مترها، عملکرد پنل‌های خورشیدی را نظارت کرده و اطلاعات مربوط به تولید انرژی، وضعیت عملکرد، وجود هر گونه نقص یا خطا را فراهم می‌کنند.

 

2. کنترل باتری و ذخیره‌سازی انرژی:

   – نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک معمولاً از سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری برای استفاده در شبانه‌روز یا در شرایط آب و هوایی نامساعد استفاده می‌کنند. تابلوها به کنترل شارژ و تخلیه باتری‌ها و مدیریت بهینه این فرآیند‌ها کمک می‌کنند.

 

3. مدیریت تجهیزات:

   – تجهیزات مختلف مانند اینورترها، ترانسفورماتورها و دیگر سیستم‌های الکتریکی نیاز به کنترل دقیق دارند. تابلوهای کنترل با ارائه داده‌ها و دسترسی به پارامترهای مربوطه، به بهینه‌سازی و کاهش احتمال خطا در عملکرد این تجهیزات کمک می‌کنند.

 

4. مدیریت تغذیه شبکه:

   – این تابلوها به مدیران نیروگاه اجازه می‌دهند تا تولید انرژی خود را با نیازهای شبکه هماهنگ کنند. این شامل تنظیم توان تولید، کنترل فرکانس و ولتاژ، و مدیریت اتصال به شبکه ملی می‌شود.

 

5. اطلاعات‌گیری و گزارش‌گیری:

   – سیستم‌های کنترل در نیروگاه خورشیدی توانمندی گزارش‌گیری و ذخیره اطلاعات مربوط به عملکرد بهره‌وری را فراهم می‌کنند. این اطلاعات به مدیران کمک می‌کند تا اقدامات بهینه‌سازی و تصمیمات استراتژیک را بر اساس داده‌های دقیق انجام دهند.

 

با توجه به موارد فوق، استفاده از تابلوهای کنترل و سیستم‌های کنترل فرآیند در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و به بهبود کارایی و پایداری این نوع نیروگاه‌ها کمک فراوان می‌کند.

 

۲. تابلوهای حفاظت الکتریکی نیروگاه خورشیدی:

– وظیفه:

  – ایجاد حفاظت در مقابل خطاهای الکتریکی و جلوگیری از خسارت به تجهیزات و افراد.

– ویژگی‌ها:

  – شامل رله‌های جریان، ولتاژ و توان، محافظت در برابر افت ولتاژ، افزایش جریان، ولتاژ بالا و پایین و …

تابلوهای حفاظت الکتریکی در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک نقش بسیار حیاتی دارند. این تابلوها به منظور محافظت از تجهیزات الکتریکی و افزایش ایمنی سیستم‌های نیروگاه در مواجهه با خطرات مختلف به کار می‌روند. در زیر، به برخی از کاربردهای اصلی تابلوهای حفاظت الکتریکی در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک اشاره می‌شود:

 

1. حفاظت از تجهیزات الکتریکی:

   – تابلوهای حفاظت الکتریکی شامل دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف حفاظتی هستند که در مقابل افت ولتاژ، جریان بیش از حد، افزایش دما، و دیگر خطرات الکتریکی محافظت ایجاد می‌کنند. این اقدامات جلوی آسیب به تجهیزات اساسی مانند اینورترها، ترانسفورماتورها و سایر دستگاه‌های الکتریکی را می‌گیرند.

 

2. حفاظت در مقابل شرایط آب و هوایی:

   – نیروگاه‌های خورشیدی ممکن است در شرایط آب و هوایی متنوعی مانند باران، برف، یخبندان و تغییرات دما قرار گیرند. تابلوهای حفاظت الکتریکی برای جلوگیری از وارد شدن رطوبت و گرد و غبار به تجهیزات الکتریکی طراحی شده‌اند و در شرایط سخت آب و هوایی عملکرد ایمنی را تضمین می‌کنند.

 

3. مدیریت اتصالی:

   – حوادث ناشی از اتصالی در سیستم‌های الکتریکی می‌توانند عواقب جدی برای تجهیزات داشته باشند. تابلوهای حفاظت الکتریکی با اعمال مکانیزم‌های حفاظتی، از وقوع چنین حوادثی جلوگیری کرده و سیستم‌ها را در مقابل خسارات ناشی از آنها محافظت می‌کنند.

 

4. مدیریت فراگیر انرژی:

   – این تابلوها معمولاً دارای سیستم‌های حفاظتی هستند که در مقابل افزایش تنش‌های الکتریکی ناشی از فراگیر انرژی (سافت استارت) محافظت انجام می‌دهند. این اقدامات باعث جلوگیری از آسیب به تجهیزات الکتریکی به علت سوفت استارت می‌شوند.

 

5. پیگیری و نظارت دورهمی:

   – تابلوهای حفاظت الکتریکی معمولاً به سیستم‌های نظارتی متصل هستند که اطلاعات لحظه‌ای در مورد وضعیت عملکرد و ایمنی تجهیزات را فراهم می‌کنند. این اطلاعات به مدیران نیروگاه اجازه می‌دهند تا به سرعت واکنش نشان دهند و اقدامات لازم را برای حفاظت ایمنی انجام دهند.

 

استفاده از تابلوهای حفاظت الکتریکی در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک اساسی است تا از عملکرد بهینه تجهیزات الکتریکی در شرایط مختلف محیطی و خطرات الکتریکی مختلف اطمینان حاصل شود و ایمنی سیستم‌ها تضمین گردد.

 

 

۳. تابلوهای اتصال به شبکه نیروگاه خورشیدی:

– وظیفه:

  – مدیریت اتصال نیروگاه به شبکه و تعامل با سیستم شبکه.

– ویژگی‌ها:

  – شامل تجهیزات اتصال به شبکه، تجهیزات حفاظتی شبکه و تجهیزات اطلاعاتی مورد نیاز.

تابلوهای اتصال به شبکه در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک نقش مهمی در اتصال نیروگاه به شبکه برق عمومی دارند و اطمینان از انتقال انرژی به صورت مؤثر و امن فراهم می‌کنند. در زیر به برخی از کاربردهای اصلی تابلوهای اتصال به شبکه در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک اشاره خواهد شد:

 

1. اتصال به شبکه:

   – تابلوهای اتصال به شبکه مسئول ایجاد اتصال میان سیستم تولید انرژی خورشیدی و شبکه برق عمومی هستند. این تابلوها شامل سیستم‌های مختلف الکترونیکی و مکانیکی هستند که فرآیند اتصال و انتقال انرژی به صورت ایمن و مدیریت شده را انجام می‌دهند.

 

2. تنظیم توان:

   – تابلوهای اتصال به شبکه به تنظیم توان تولیدی نیروگاه بر اساس نیازهای شبکه کمک می‌کنند. این تنظیمات می‌توانند شامل تنظیم ولتاژ و ترتیب فازها باشند تا اطمینان حاصل شود که انرژی تولیدی با استانداردهای شبکه همخوانی دارد.

 

3. حفاظت از شبکه:

   – تابلوهای اتصال به شبکه دارای سیستم‌های حفاظتی هستند که در مقابل خطاها و حوادث الکتریکی ناشی از اتصال به شبکه، مانند افزایش جریان یا ولتاژ، محافظت ایمنی را فراهم می‌کنند. این حفاظت‌ها به جلوگیری از آسیب به تجهیزات و ایمنی شبکه کمک می‌کنند.

 

4. نظارت و کنترل:

   – تابلوهای اتصال به شبکه معمولاً دارای سیستم‌های نظارت و کنترل هستند که اطلاعات در مورد عملکرد نیروگاه، وضعیت اتصال به شبکه، و پارامترهای مختلف ارائه می‌دهند. این اطلاعات به مدیران نیروگاه کمک می‌کنند تا به بهینه‌سازی عملکرد و اطمینان از پایداری سیستم بپردازند.

 

5. مدیریت انتقال انرژی:

   – تابلوهای اتصال به شبکه به مدیریت انتقال انرژی از نیروگاه به شبکه کمک می‌کنند. این شامل کنترل جریان انتقالی، مدیریت ولتاژ، و کاهش از دست رفت انرژی در فرآیند انتقال می‌شود.

 

6. پیشگیری از نوسانات:

   – تابلوهای اتصال به شبکه با استفاده از سیستم‌های متقابل، نوسانات ناشی از تغییرات سریع در تولید خورشیدی را کنترل می‌کنند. این کنترل نوسانات به پایداری شبکه کمک کرده و تأمین انرژی پایدارتری فراهم می‌کند.

 

به طور کلی، تابلوهای اتصال به شبکه در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک نقش اساسی در اطمینان از اتصال امن و بهینه به شبکه برق دارند و به بهبود کارایی و ایمنی سیستم کمک می‌کنند.

 

 

۴. تابلوهای انرژی هوشمند نیروگاه خورشیدی:

– وظیفه:

  – بهینه‌سازی عملکرد سیستم در شرایط مختلف و افزایش بهره‌وری.

– ویژگی‌ها:

  – استفاده از سیستم‌های کنترل هوشمند، اتصال به سیستم‌های ابری، امکان مانیتورینگ دوره‌ای و …

این تابلوها از تکنولوژی‌های پیشرفته و سیستم‌های هوشمند برای بهینه‌سازی عملکرد نیروگاه و افزایش بهره‌وری استفاده می‌کنند. در زیر به برخی از کاربردهای اصلی تابلوهای انرژی هوشمند در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک اشاره می‌شود:

 

1. پیش‌بینی تولید انرژی:

   – تابلوهای انرژی هوشمند از الگوریتم‌ها و مدل‌های پیشرفته برای پیش‌بینی تولید انرژی خورشیدی استفاده می‌کنند. این اطلاعات پیش‌بینی به مدیران نیروگاه کمک می‌کنند تا بهترین استراتژی‌ها را برای مدیریت تولید و انتقال انرژی انتخاب کنند.

 

2. مدیریت بهینه تولید:

   – تابلوهای هوشمند با استفاده از اطلاعات دریافتی از سنسورها و تجهیزات مختلف، به بهینه‌سازی تولید انرژی می‌پردازند. این به معنای تنظیم بهینه زوایای پنل‌های خورشیدی، مدیریت توان تولیدی، و کاهش از دست رفت انرژی می‌باشد.

 

3. مدیریت باتری و ذخیره‌سازی:

   – در نیروگاه‌های خورشیدی که از سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری استفاده می‌کنند، تابلوهای انرژی هوشمند به مدیریت بهینه شارژ و تخلیه باتری‌ها و بهره‌وری از آنها در ساعات پربارشکل کمک می‌کنند.

 

4. پیشگیری از خطاها و نقصان:

   – این تابلوها با نظارت دقیق بر تجهیزات و سیستم‌های نیروگاه، به مدیران اطلاعات دقیق در مورد وضعیت هر تجهیز و هر پنل فراهم می‌کنند. این امکان می‌دهد تا در صورت وجود خطاها یا نقصان، سریعاً واکنش نشان داده شود و از کاهش بهره‌وری جلوگیری شود.

 

5. مدیریت انرژی هوشمند:

   – با توجه به شرایط فوریتهای مختلف، تابلوهای انرژی هوشمند قابلیت تصمیم‌گیری هوشمندانه در مورد تخصیص منابع انرژی را دارند. این شامل انتخاب منبع انرژی، تنظیم توان تولید، و مدیریت اتصال به شبکه می‌شود.

 

6. مانیتورینگ و گزارش‌گیری:

   – تابلوهای هوشمند اطلاعات در مورد تولید انرژی، مصرف، و عملکرد تجهیزات را به صورت لحظه‌ای مانیتور می‌کنند. همچنین امکان گزارش‌گیری جامع از عملکرد نیروگاه را برای مدیران فراهم می‌کنند.

 

استفاده از تابلوهای انرژی هوشمند در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک به مدیران این نیروگاه‌ها امکان می‌دهد که با بهره‌گیری از داده‌ها و اطلاعات دقیق، بهترین تصمیمات را برای بهینه‌سازی عملکرد و بهره‌وری گرفته و به ایجاد نیروگاه‌های هوشمند و پایدار کمک کنند.

 

۵. تابلوهای مدیریت و نظارت در نیروگاه خورشیدی بر پایه PLC  :

 

– وظیفه:

  – مدیریت و نظارت بر کل سیستم به صورت دوره‌ای.

– ویژگی‌ها:

  – دارای سیستم‌های نظارتی و گزارش‌گیری، امکان اتصال به سیستم‌های اطلاعاتی و اختصاص دسترسی به افراد مختلف.

تابلوهای مدیریت و نظارت در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک، به ویژه بر پایه PLC  (کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر)، نقش مهمی در بهینه‌سازی و کنترل فرآیندها و تجهیزات دارند. PLCها ابزارهایی هستند که با برنامه‌ریزی قابل تغییر و برنامه‌نویسی، عملکرد تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی را کنترل می‌کنند. در زیر به برخی از کاربردهای PLC در تابلوهای مدیریت و نظارت در نیروگاه‌های خورشیدی اشاره خواهد شد:

 

1. کنترل ولتاژ و جریان:

   – PLCها به عنوان کنترل‌کننده‌های اصلی در تنظیم و کنترل ولتاژ و جریان تجهیزات الکتریکی مانند اینورترها و ترانسفورماتورها در نیروگاه خورشیدی فعالیت می‌کنند. این کنترل‌ها به مدیران این امکان را می‌دهند تا به صورت دقیق و بهینه تنظیمات الکتریکی را اعمال کنند.

 

2. پیگیری و کنترل پنل‌های خورشیدی:

   – PLCها در مدیریت و کنترل پنل‌های خورشیدی نیز نقش دارند. با به کارگیری سنسورها و اطلاعات دریافتی از پنل‌های خورشیدی، PLCها قابلیت کنترل بهینه را برای حداکثر بهره‌وری از نور خورشید فراهم می‌کنند.

 

3. مدیریت باتری و ذخیره‌سازی:

   – در صورت استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری، PLCها در مدیریت شارژ و تخلیه باتری‌ها نقش دارند. این کنترل‌ها بهینه‌سازی مصرف و ذخیره انرژی را در ساعات پربارشکل ممکن می‌سازند.

 

4. نظارت بر ایمنی:

   – PLCها به‌طور مداوم وضعیت تجهیزات و فرآیندهای نیروگاه را نظارت می‌کنند و در صورت وقوع خطا یا حوادث الکتریکی، اقدامات ایمنی خودکار را آغاز می‌کنند. این امکان به افزایش ایمنی نیروگاه کمک می‌کند.

 

5. پیگیری و ثبت داده‌ها:

   – PLCها داده‌های جامع در مورد عملکرد تجهیزات و فرآیندهای نیروگاه را جمع‌آوری کرده و آنها را ثبت می‌کنند. این اطلاعات مهم برای تحلیل عملکرد و ارائه گزارش‌های دقیق به مدیران نیروگاه هستند.

 

6. تعمیر و نگهداری پیشگیرانه:

   – با تجهیز PLCها به سیستم‌های تشخیص خطا و اختلال، می‌توان در مراحل ابتدایی مشکلات را شناسایی کرده و اقدامات پیشگیرانه را اجرا کرد. این به کاهش تعطیلی‌ها و افزایش بهره‌وری کمک می‌کند.

 

با بهره‌گیری از PLCها در تابلوهای مدیریت و نظارت، نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند به شکل هوشمندانه‌تر و کارآمدتر مدیریت شوند و بهره‌وری انرژی افزایش یابد.

 

۶. تابلوهای ایمنی و اطفاء حریق در نیروگاه خورشیدی:

– وظیفه:

  – ارائه تجهیزات و سیستم‌های حفاظتی برای مقابله با حوادث ایمنی و اطفاء حریق.

– ویژگی‌ها:

  – سیستم‌های اعلام و اطفاء حریق، تجهیزات ایمنی الکتریکی و …

تابلوهای ایمنی و اطفاء حریق در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک نقش بسیار حیاتی را در ایمنی و حفاظت از تجهیزات و ساختارهای نیروگاه ایفا می‌کنند. این تابلوها طراحی شده‌اند تا در مواقع اضطراری و حوادث، اقدامات ایمنی لازمه را به صورت خودکار فعال کنند و از گسترش آتش و خسارات جلوگیری کنند. در زیر به برخی از کاربردهای اصلی تابلوهای ایمنی و اطفاء حریق در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک اشاره می‌شود:

 

1. اعلام حریق و اطفاء خودکار:

   – تابلوهای ایمنی در نیروگاه خورشیدی معمولاً به سیستم‌های اعلام حریق و اطفاء حریق متصل هستند. در صورت شناسایی حریق توسط سنسورهای دود یا حرارت، این تابلوها به طور خودکار سیستم‌های اطفاء حریق را فعال کرده و اقدامات لازمه را آغاز می‌کنند.

 

2. کنترل سیستم‌های اطفاء:

   – تابلوهای ایمنی کنترل بر سیستم‌های اطفاء حریق نیز دارند. این کنترل‌ها شامل کنترل انواع سیستم‌های اطفاء نظیر اسپرینکلرها، سیستم‌های گاز خنک‌کننده، یا سیستم‌های فوم اطفاء می‌شوند.

 

3. خاموش‌سازی تجهیزات الکتریکی:

   – در صورت حریق، تابلوهای ایمنی به منظور جلوگیری از خطرات الکتریکی می‌توانند بخشی از تجهیزات الکتریکی را خاموش کنند. این اقدام به کاهش احتمال بروز حوادث برقی و افزایش ایمنی کمک می‌کند.

 

4. نظارت بر اعمال ایمنی:

   – تابلوهای ایمنی نظارت دائمی بر وضعیت سیستم‌های ایمنی و اطفاء حریق دارند. این نظارت به منظور اطمینان از صحت عملکرد اجزای مختلف سیستم، باتری‌ها، سنسورها و سایر تجهیزات انجام می‌شود.

 

5. پیشگیری از خسارات جداسازی امنیتی:

   – تابلوهای ایمنی با تحلیل و پیش‌بینی ریسک‌ها، اقداماتی را برای پیشگیری از خسارات بیشتر در صورت وقوع حوادث فراهم می‌کنند. این اقدامات شامل جداسازی و جداسازی امنیتی اجزای سیستم می‌شوند.

 

6. آموزش و تمرین:

   – تابلوهای ایمنی نقش مهمی در آموزش و تمرین افراد مسئول ایمنی دارند. این تمرینات به افراد کمک می‌کنند تا با عملکرد تجهیزات ایمنی و اطفاء آشنا شوند و در مواقع اضطراری به بهترین شکل واکنش نشان دهند.

 

به طور کلی، تابلوهای ایمنی و اطفاء حریق در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک به ارتقاء ایمنی و به حداقل رساندن خطرات حریق و خسارات مرتبط با آنها کمک می‌کنند. این تابلوها با استفاده از تکنولوژی‌های مدرن به ایجاد محیطی ایمن و پایدار در نیروگاه خورشیدی کمک می‌کنند.

 

نویسنده: مهدی پارساوند

تشریح گام به گام ساخت نیروگاه‌های خورشیدی از برنامه‌ریزی و طراحی تا ساخت و بهره‌برداری

ساخت نیروگاه‌های خورشیدی یک فرآیند پیچیده است که شامل چند مرحله مهم از برنامه‌ریزی تا بهره‌برداری می‌شود. در ادامه، مراحل ساخت نیروگاه خورشیدی را به صورت جامع ارائه میدهیم:

 

• برنامه‌ریزی نیروگاه خورشیدی:

برای احداث نیروگاه خورشیدی نیاز به برنامه ریزی دقیق است که باید مولفه های زیر را در آن لحاظ کنیم.

الف. تعیین مکان زمین نیروگاه خورشیدی:

نخستین گام در برنامه‌ریزی ساخت نیروگاه خورشیدی، انتخاب مکان مناسب برای زمین نیروگاه خورشیدی است. عواملی مانند تابش خورشید، دما، شیب زمین، ارتفاع از سطح دریا و نوع ساختار زیستی زمین باید مورد بررسی قرار گیرند تا بالاترین راندمان را از نیروگاه خورشیدی داشته باشیم.

– انجام تحلیل‌های سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای بهینه‌سازی موقعیت فیزیکی نیروگاه یکی از اقدامات شرکت آرا نیرو برای انتخاب بهترین گزینه برای زمین نیروگاه خورشیدی میباشد.

مکان ایده‌آل برای نیروگاه خورشیدی نیاز به ویژگی‌های مشخصی دارد که می‌تواند به بهینه‌ترین عملکرد و بهره‌وری از انرژی خورشیدی منجر شود. در زیر، مشخصات کامل‌تری از یک مکان ایده‌آل برای نیروگاه خورشیدی آورده شده است:

 

۱. موقعیت جغرافیایی:

الف. عرض جغرافیایی:

– مکان با عرض جغرافیایی بالا (بین ۰-۲۰ درجه)، به ویژه در نزدیکی استوا، برای بهره‌وری بیشتر از تابش خورشیدی انتخاب می‌شود که البته در ایران مطابق با بررسی های دقیق و تجربیات کاری شرکت آرا نیرو فلات مرکزی ایران بهترین موقعیت برای احداث نیروگاه خورشیدی میباشد.

 

ب. تاثیر شیب زمین در مکان نیروگاه خورشیدی:

– زمین با شیب کم تا متوسط به منظور جلوگیری از سایه‌افکنی و افزایش زمان تابش مستقیم خورشید راهگشا خواهد بود. البته در مواردی که شیب زمین قابل اصلاح باشد تیم آرا نیرو با روش کوبش و خاکبرداری و خاکریزی اقدام به اصلاح شیب زمین میکند.

 

۲. تاثیر شرایط هواشناسی در علمکرد نیروگاه خورشیدی :

الف. روزهای آفتابی:

– منطقه با تعداد روزهای آفتابی سالانه بالا، برای افزایش تولید انرژی نیروگاه خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردار است و تیم آرا نیرو استان های های سمنان، همدان، فارس، یزد، کرمان را از استان های دارای اولویت نیروگاه خورشیدی میداند.

 

ب. دمای محیط:

– دماهای مناسب (معمولاً بین ۲۵-۳۵ درجه سانتی‌گراد) برای بهینه‌سازی عملکرد پنل‌های خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردار است. چراکه با بالاتر رفتن دما از میزان راندمان نیروگاه خورشیدی کاسته خواهد شد.

 

ج. نقطه شروع یخ‌زدگی:

– مکان با نقطه شروع یخ‌زدگی ملایم به منظور کاهش خطرات یخ‌زدگی بر روی پنل‌ها از مولفه های قابل اهمیت در شهرهای سردسیر به شمار می آید.

 

۳. تابش خورشید:

الف. تابش مستقیم:

– منطقه ای با نرخ بالاتر از تابش مستقیم خورشید برای افزایش تولید انرژی دارای اولویت است که فلات مرکزی ایران شامل این ویژگی میباشد.

 

ب. تابش پراکنده:

– تابش پراکنده خورشید مناسب به منظور حفظ تعادل حرارتی و افزایش پایداری تولید انرژی در طول روز یکی از مولفه هایی است که کمتر مورد توجه قرار گرفته است. باید در نظر بگیریم با وجود تکنولوژی های جدید در پنل های خورشیدی که اثر سایه را کاهش داده و از تکنولوژی های پنل های دوطرفه بهره برده است، در نظر گرفتن اثر تابش پراکنده قابل چشم پوشی نخواهد بود.

۴. خاک و زمین‌شناسی:

الف. نوع خاک:

– خاک مناسب با نفوذپذیری خوب و انعطاف‌پذیری کافی برای نصب ستون‌ها و حفر چاه‌ها جهت آماده سازی زمین نیروگاه خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

ب. ساختار زمین:

– زمین با ساختار مناسب جهت نصب پایه‌ها و سازها بدون نیاز به تغییرات زیاد میتواند هزینه های تمام شده نیروگاه خورشیدی را کاهش دهد.

 

۵. دسترسی به شبکه برق سراسری:

 

الف. نزدیکی نیروگاه خورشیدی به خطوط برق و پست برق منطقه ای:

– انتخاب مکان در نزدیکی به خطوط انتقال برق سراسری یا پست برق منطقه ای برای اتصال به شبکه برق به صورت کارآمد میتواند هزینه های اتصال به شبکه نیروگاه خورشیدی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و البته مانع از اتلاف انرژی نیروگاه خورشیدی شود و به تبع آن به افزایش درامد نیروگاه کمک کند.

 

۶. محافل اجتماعی و حقوقی:

الف. حمایت محلی:

– حمایت اجتماعی و محلی برای افزایش امکانات نیروگاه و حل اختلافات محیطی از اهمیت بالایی برخوردار است. یک مثال برای درک بهتر این موضوع تجربه شرکت آرا نیرو در پروژه 10 مگاواتی یزد است که به دلیل عدم توجیه افراد محلی در مورد ویژگی های نیروگاه خورشیدی برای مقطعی احداث پروژه به تعویق افتاد که با تشکیل جلسات متعدد همراه با دهیاری منطقه و توجیه افراد محلی پذیرش لازم برای احداث نیروگاه محقق شد.

 

ب. مجوزها و مقررات محلی برای احداث نیروگاه خورشیدی:

– مطالعات دقیق در مورد مجوزها و مقررات محلی و ملی برای اطمینان از پایداری حقوقی پروژه از اهمیت بالایی برخوردار است. کمااینکه شرکت آرا نیرو با موارد زیادی مواجه شده که کارفرما و سرمایه گذار در مقطع دریافت مجوزات به بن بست رسیده بودن فقط به دلیل اینکه زمین نیروگاه را منطبق با قوانین و مقررات محلی انتخاب نکرده بودند.

 

۷. مسائل محیطی:

الف. تأثیرات زیست‌محیطی:

– ارزیابی دقیق تأثیرات زیست‌محیطی و اجرای اقدامات لازم و تعدیل محیطی میتواند ما را در دریافت مجوز محیط زیست که از اساسی ترین مجوزات لازم برای احداث نیروگاه خورشیدی است یاری دهد که با مشاوره با تیم متخصص آرانیرو این مهم در دسترس خواهد بود.

 

همه این موارد به عنوان یک تجمیع از شرایط ایده‌آل در نظر گرفته می‌شوند تا بهترین مکان برای احداث نیروگاه خورشیدی را تعیین کنیم تا عملکرد بهینه نیروگاه خورشیدی را ایجاد نماییم.

ب. مطالعات فنی-اقتصادی نیروگاه خورشیدی:

در اجرای مطالعات دقیق فنی-اقتصادی درخصوص ابعاد نیروگاه، توان تولید نیروگاه خورشیدی، هزینه‌ها و بازگشت سرمایه براورد می‌شود.

مطالعات فنی-اقتصادی نیروگاه خورشیدی شامل موارد زیر میشود:

– انجام مطالعات دقیق بر اساس توان تولید مورد انتظار، هزینه‌های سرمایه‌گذاری، هزینه‌های نگهداری و نظارت بر نیروگاه خورشیدی.

– ارزیابی فناوری‌های خورشیدی مناسب با توجه به شرایط مکانی پروژه.

 

مطالعات فنی-اقتصادی یکی از گام‌های حیاتی در فرآیند برنامه‌ریزی و ساخت نیروگاه‌های خورشیدی است که با هدف ارزیابی و تحلیل دقیق تکنیکال و اقتصادی پروژه انجام می‌شود. این مطالعات به منظور اطمینان از اجرای موفقیت‌آمیز پروژه و بهره‌وری بهینه از سرمایه‌گذاری‌ها صورت می‌گیرد. در زیر، جزئیات بیشتری از مراحل مطالعات فنی-اقتصادی در ساخت نیروگاه خورشیدی آورده شده است:

 

۱. ارزیابی توان تولید:

الف. شناخت نیازهای انرژی در منطقه تحت بررسی:

– انجام مطالعات دقیق برای شناسایی نیازهای انرژی منطقه و توان تولید مورد انتظار میتواند ما را در ارزیابی اقتصادی نیروگاه خورشیدی و ریسک سرمایه گذاری در آینده یاری دهد. طبیعتا احداث نیروگاه خورشیدی در مناطقی چون شهرهای صنعتی و شهرک های صنعتی که دارای تقاضا بالای برق هستن میتواند ما را در فروش برق نیروگاه خورشیدی در سال های بهره برداری با میزان درامد بالاتر کمک کند.

 

ب. انتخاب تکنولوژی:

– ارزیابی تکنولوژی‌های مختلف نیروگاه‌های خورشیدی مانند فتوولتائیک PV، یا سیستم های مبتنی بر گرمایش خورشیدیCSP) ) و انتخاب بهترین گزینه با توجه به شرایط محلی باعث توجیه پذیری طرح منطبق بر نرخ تولید بالاتر و میزان درامد بیشتر نیروگاه خورشیدی خواهد بود.

 

۲. تحلیل هزینه‌های ساخت و احداث نیروگاه خورشیدی:

الف. هزینه‌های سرمایه‌ای:

– تخمین هزینه‌های احداث، نصب و راه‌اندازی تجهیزات و زیرساخت‌های نیروگاه خورشیدی.

ب. هزینه‌های عملیات و نگهداری نیروگاه خورشیدی:

– محاسبه هزینه‌های نگهداری و عملیات به منظور برآورد هزینه‌های سالانه بهره‌برداری از نیروگاه خورشیدی که البته بسیار ناچیز میباشد.

ج. تخمین هزینه‌های سوخت و نیرو:

– بررسی هزینه‌های مرتبط با سوخت یا نیروی لازم برای عملیات نیروگاه خورشیدی.

 

۳. بازده سرمایه:

الف. بازگشت سرمایه (ROI)

– محاسبه دقیق بازگشت سرمایه و تخصیص زمانی این بازگشت در سررسید سرمایه‌گذاری یک شاخص اساسی در طرح توجیهی نیروگاه خورشیدی میباشد.

 

ب. ارزیابی اقتصادی:

– تحلیل شاخص‌های اقتصادی مانند ارزش خالص حال NPV و نرخ بازده داخلی IRR جهت ارزیابی اقتصادی پروژه قابل اهمیت میباشد.

 

۴. اثرات محیطی:

 

الف. تحلیل چرخه حیات محصول (LCA) :

– انجام تحلیل چرخه حیات محصول برای بررسی اثرات محیطی از زمان تولید تا دوره بهره‌برداری نیز از اهمیت بالایی در محاسبات اقتصادی نیروگاه خورشیدی برخوردار است چچراکه طول عمر مفید پنل های خورشیدی بالای 30 سال است و تولید کننده ها دست کم 25 سال گارانتی تعویض برای آن درنظر میگیرند.

 

ب. پایداری اجتماعی ناشی از احداث نیروگاه خورشیدی:

– بررسی تأثیرات اجتماعی مثبت و منفی پروژه و ایجاد راهکارهای بهبود یکی از شاخص های اثرگذار در طرح اقتصادی پروژه میباشد.

 

۵. ریسک‌ها و مدیریت آن در ساخت نیروگاه خورشیدی:

الف. شناسایی ریسک‌ها:

– تشخیص و شناسایی ریسک‌های مرتبط با عملکرد فنی، اقتصادی، و محیطی نیروگاه خورشیدی.

 

ب. مدیریت ریسک:

– طراحی استراتژی‌ها و راهکارهای مدیریتی برای کاهش و مدیریت بهینه ریسک‌های نیر.گاه خورشیدی.

 

تیم آرا نیرو با انجام این تحقیقات و تحلیل‌ها، به تصمیم‌گیری بهینه در مورد ادامه یا تغییر جهت پروژه و همچنین مشخص نمودن بهترین شرایط سرمایه‌گذاری کمک می‌کند. این مرحله اطمینان حاصل می‌کند که پروژه نیروگاه خورشیدی نه تنها از نظر تکنیکی بلکه از نظر اقتصادی نیز موفق و پایدار باشد.

ج. مجوزهای لازم برای احداث نیروگاه خورشیدی:

بدست آوردن مجوزهای لازم از مراجع مختلف، از جمله محیط ‌زیست، منابع طبیعی، ساتبا، شرکت توزیع برق منطقه ای، و در صورت لزوم مجوز از جهاد کشاورزی و یا شهرسازی جزء مراحل اساسی برنامه‌ریزی ساخت نیروگاه خورشیدی است.

با توجه به اهمیت بالای احداث نیروگاه خورشیدی و رشد سریع این صنعت در ایران، تأمین مجوزات لازم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این زمینه، به مجوزات ضروری که برای احداث نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه در ایران لازم است، توجه خواهیم کرد:

 

۱. مجوزهای محیطی:

مجوز ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی  (EIA)

– اخذ مجوز ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی از سازمان حفاظت محیط زیست.

 

 

۲. مجوزهای بنیادین:

الف. مجوز احداث:

– تقاضای مجوز احداث از سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره وری برق ایران(ساتبا).

 

ب. مجوز تأسیس:

– دریافت مجوز رسمی تأسیس از ساتبا.

 

۳. مجوزهای انرژی و برق:

– مجوز اتصال به شبکه:

– اخذ مجوز اتصال به شبکه برق از شرکت برق منطقه ای.

 

۴. مجوزهای اجتماعی و مشارکت محلی:

الف. مجوز مشارکت محلی:

– برقراری توافقات و درخواست مجوز مشارکت محلی از اداره کل امور برنامه‌ریزی استان.

ب. مجوز مشاوره با اجتماع:

– برگزاری جلسات مشاوره با جامعه محلی و درخواست مجوزهای مربوطه.

 

۵. مجوزهای فنی و اجرایی:

الف. مجوز طراحی و اتصال به شبکه:

– تقدیم درخواست مجوز طراحی به سازمان ساتبا.

ب. مجوز ساخت:

– اخذ مجوزهای لازم برای شروع فعالیت‌های ساخت از سازمان منابع طبیعی یا شهرک های صنعتی یا شهرک های خورشیدی.

 

۶. مجوزهای ایمنی و بهداشت:

الف. مجوز ایمنی و بهداشت شغلی:

– تقاضای مجوز ایمنی و بهداشت شغلی از سازمان تامین اجتماعی کشور.

 

۷. مجوزهای مالی و بانکی برای دریافت تسهیلات:

 

الف. مجوز سرمایه‌گذاری:

– دریافت مجوز سرمایه‌گذاری از سازمان برنامه و بودجه کشور.

ب. مجوزهای بانکی:

– بررسی و تأیید مجوزهای بانکی از بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران.

 

۸. مجوزهای اطفاء حریق:

الف. مجوز اطفاء حریق:

– اخذ مجوز اطفاء حریق از سازمان آتش‌نشانی شهرداری مربوطه.

 

۹. تصاویر محلی:

الف. مجوز تصاویر ماهواره‌ای:

– درخواست و دریافت مجوز تصاویر ماهواره‌ای از سازمان نقشه‌برداری کشور.

 

با رعایت و تأمین این مجوزات، احداث نیروگاه خورشیدی در ایران با روند قانونی و بهره‌وری بیشتر امکان‌پذیر خواهد بود. تأمین این مجوزات نقطه کلیدی در جهت اجرای موفق پروژه نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه است.

• طراحی نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک:

طراحی مهندسی نیروگاه خورشیدی شامل موارد زیر میباشد:

 

الف. طراحی مهندسی نیروگاه خورشیدی:

تخصیص نیروی مهندسی برای طراحی دقیق الکتریکال و مکانیکال نیروگاه خورشیدی از جمله مراحل مهم در این حوزه است.

 

ب. تهیه تجهیزات نیروگاه خورشیدی:

انتخاب و خرید تجهیزات نیروگاه از جمله پنل‌های خورشیدی، اینورترها، و سیستم‌های ترانسفورماتور و انتقال انرژی به شبکه برق سراسری و دیگر تجهیزات شامل استراکچر و کابل و اتصالات و تابلو های حفاظتی نیروگاه خورشیدی در سمت DC و AC  صورت می‌گیرد.

 

• ساخت نیروگاه خورشیدی:

تجهیز کارگاه نیروگاه خورشیدی شامل فنسینگ زمین نیروگاه و تسطیح و کانال کشی زمین نیروگاه خورشیدی و اجرای سیستم های روشنایی و نظارت تصویری و ساختمان های مربوطه که به شرح زیر میباشد.

 

الف. حفاری و زیرساخت:

شامل حفاری چاه‌های ارت و کانال های کابل های خورشیدی و دیگر کابل ها، نصب ستون‌ها و ساخت سازه برای نصب پنل‌های خورشیدی.

 

ب. نصب تجهیزات:

نصب پنل‌های خورشیدی، اینورتر و سیستم‌های حفاظتی و اتصال به شبکه نیروگاه خورشیدی.

 

ج. تست و راه‌اندازی:

اجرای آزمون‌ها و تست‌های لازم جهت اطمینان از صحت عملکرد نیروگاه خورشیدی.

 

• بهره‌برداری نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک :

 

الف. اتصال نیروگاه خورشیدی به شبکه برق سراسری:

ارتباط نیروگاه خورشیدی با شبکه برق سراسری و اتصال به آن از طریق پست پاساژ.

 

ب. نظارت و نگهداری نیروگاه خورشیدی :

تدابیر لازم برای نگهداری و نظارت دائمی بر نیروگاه به منظور حفظ بهره‌وری و عملکرد بهینه نیروگاه خورشیدی.

 

ج. گزارش‌دهی و پیشرفت نیروگاه خورشیدی :

ارائه گزارش‌های دوره‌ای و پیشرفت‌ها به مراجع مربوطه و ارتقاء عملکرد با توجه به بازخوردها از طریق بازدیدهای دوره ای و بررسی منظم سیستم مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی.

 

این پروسه به عنوان یک راهنمای کلی برای ساخت نیروگاه‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته، هر پروژه نیازها و چالش‌های خاص خود را دارد و نیاز به تنظیمات خاص خود که در هر یک از مراحل، تیم متخصص آرا نیرو آن را در نیروگاه خورشیدی موردنظر اعمال خواهد کرد.

نویسنده: مهدی پارساوند

چکیده مقاله:

در فرآیند خصوصی سازی بازار انرژی یا به عبارت دیگر بازار آزاد برق می توان از پتانسیل مالی بخش خصوصی برای توسعه زیرساخت ها و فناوری بهره مند شد تا تعهدات مالی دولت در این زمینه کاهش یابد. ارائه تعریف درستی از بازار آزاد انرژی ما را ضمن آگاهی از ضرورت خصوصی سازی به بهره گیری از نتایج تجربیات کشورهای موفق در بازار آزاد برق ترغیب میکند. ضمن آگاهی از معایب و تبعات منفی بازار برق دولتی منطبق بر تجربه حال حاضر کشور، راهکارهای لازم جهت الگوبرداری از مدلسازی موجود و بومی سازی الگوها، مبتنی بر شرایط خصوصی ایران امری بدیهی به نظر میرسد.

 

هدف

در این نوشته با تأکید بر اهمیت خصوصی‌سازی انرژی و بازار آزاد انرژی، جنبه‌های حیاتی بازار برق را بررسی می کنیم و مزایا و چالش های بالقوه این تحول را کشف می کنیم.

در چشم انداز همیشه در حال تحول تولید و توزیع انرژی، مفهوم بازار انرژی آزاد و خصوصی شده جذابیت قابل توجهی پیدا کرده است. این تغییر پارادایم نوید بهره وری، نوآوری و دسترسی بیشتر در حوزه برق را می دهد. در این مقاله، ما عمیقاً به پیچیدگی‌های این چشم‌انداز تحول‌آفرین می‌پردازیم، اهمیت آن را برجسته می‌کنیم و به نگرانی‌های کلیدی می‌پردازیم. با ما دراین مقاله همراه باشید تا ضرورت تجدید ساختار بازار برق را درک کنید.

 

درک بازار فعلی برق ایران

ساختار موجود بازار برق یک تعامل پیچیده بین نهادهای دولتی و خصوصی است. این شامل تولید، انتقال، و توزیع است که هر کدام توسط چارچوب های نظارتی متمایز اداره می شود. این سیستم پیچیده اغلب منجر به ناکارآمدی و موانع نوآوری می شود. آزادسازی بازار مستلزم شکستن انحصارات و تقویت رقابت سالم است. با دادن مجوز به تعداد بیشتری از بازیکنان برای مشارکت در تولید و توزیع برق، میتوانیم شاهد نوآوری، مقرون به صرفه بودن و بهبود کیفیت خدمات باشیم. بازار آزاد انرژی، راه را برای افزایش ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر هموار می کند. این تغییر در پرداختن به نگرانی های زیست محیطی و کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی بسیار مهم است. بازار آزاد، صنعت انرژی را به یک صنعت سرمایه پذیر تبدیل میکند و همچون صنعت توریسم، سرمایه گذاری داوطلبانه را به سمت این بازار سرریز میکند. وجود یک بازار یکسویه و دولتی در ایران امروز منجر به شکست مشوق های سرمایه گذاری در حوزه انرژی به خصوص انرژی های تجدیدپذیر از جمله نیروگاه های خورشیدی شده است، حال آنکه سرمایه گذاری خصوصی کاتالیزوری برای پیشرفت در همه عرصه هاست. باز کردن بازار برق به روی سرمایه گذاران خصوصی، ضمن تزریق سرمایه و تخصص مورد نیاز منجر به توسعه فناوری های پیشرفته، شبکه های هوشمند و راه حل های ذخیره انرژی کارآمد میشود و به نوسازی، پیشرفت تکنولوژیکی و توسعه زیرساخت ها می انجامد.

 

مزایای خصوصی سازی انرژی

1. خصوصی سازی انرژی منجر به افزایش رقابت می شود و قیمت ها را برای مصرف کنندگان کاهش داده و با تشویق نوآوری خدمات کارآمدتر و قابل اعتمادتری را به همراه خواهد داشت. 
2. از دیگر مزایا خصوصی سازی انرژی می توان به اشتغال زایی آن اشاره کرد، از آنجایی که بخش خصوصی در نوسازی زیرساخت ها و پذیرش فناوری های جدید سرمایه گذاری می کند، در بخش های مختلف از جمله انرژی های تجدیدپذیر، مدیریت شبکه و توسعه فناوری شغل ایجاد می کند. 
3. از مزایای بالقوه بازار انرژی خصوصی شده می توان به تسریع انتقال منابع تولید برق به منابع انرژی تجدیدپذیر اشاره کرد که انتشار کربن و اثرات زیست محیطی را کاهش دهد. 
4. یکی از مزایای اصلی بازار آزاد انرژی حضور فعال گروه های حمایت از مصرف کننده، همراه با فرآیندهای نظارتی شفاف، جهت اطمینان از رسیدگی به نگرانی های مصرف کنندگان است. مصرف کنندگان می توانند اطمینان حاصل کنند که در بازار انرژی خصوصی شده صدای خود را دارند.

 

چالش های خصوصی سازی انرژی و راهکارهای غلبه بر آن

چالش ها

در حالی که خصوصی سازی انرژی نویدبخش توسعه صنعت برق است، اما بدون چالش نیست. پرداختن به این نگرانی‌ها برای تضمین یک انتقال آرام بسیار مهم است. با وجود مزایا و فوایدی که خصوصی‌سازی صنعت انرژی به همراه دارد، همچنان با چالش‌هایی نیز همراه است که می‌توان به آن‌ها اشاره کرد. در ادامه، به برخی از این چالش‌ها می پردازم:

 

1. قانونگذاری و نظارت مناسب: یکی از مهمترین چالش‌های خصوصی‌سازی انرژی، ایجاد قوانین و مقررات مناسب برای این صنعت است. باید یک تعادل مناسب بین آزادی بازار و حفاظت از حقوق مصرف‌کنندگان و محیط زیست ایجاد شود. ایجاد تعادل مناسب در مقررات زدایی با نظارت لازم بسیار مهم است. یک چارچوب نظارتی به خوبی تعریف شده از دستکاری بازار جلوگیری می کند و در عین حال امکان رقابت سالم را فراهم می کند.
2. تضمین دسترسی و قیمت منصفانه: یکی از مخاطراتی که ممکن است در خصوصی‌سازی به وجود آید، این است که بخشی از جامعه از دسترسی به انرژی محروم شود یا قیمت‌های بالایی برای آن‌ها ایجاد شود. باید اطمینان حاصل شود که همه افراد به انرژی نیازمند دسترسی داشته باشند و قیمت‌ها منصفانه باشند. اطمینان از دسترسی و مقرون به صرفه بودن به معنی تلاش برای این امر که تضمین شود که خصوصی سازی منجر به محرومیت یا قیمت های گزاف برای مصرف کنندگان نمی شود. دسترسی و مقرون به صرفه بودن باید در خط مقدم این تحول باقی بماند.
3. موازنه بین سود تجاری و منافع عمومی: شرکت‌های خصوصی ممکن است تمایل داشته باشند تا فقط به منافع تجاری خود توجه کنند و از منافع عمومی بگذرند. بنابراین، لازم است که نظارت مناسب بر این شرکت‌ها صورت گیرد تا منافع عمومی نیز حفظ شود.
4. حفاظت از محیط زیست: خصوصی‌سازی ممکن است منجر به تمرکز بیشتر بر سود و کاهش توجه به مسائل محیط زیستی شود. لازم است که سیاست‌ها و مقررات مناسب برای حفاظت از محیط زیست در نظر گرفته شود. اگر بخواهم نمونه ای از این سیاست های حمایتی در جهت حفاظت از محیط زیست را مطرح کنم باید به تقویت زیرساخت های موجود جهت راه اندازی نیروگاه های تجدیدپذیر همچون نیروگاه خورشیدی به خصوص نیروگاه فتوولتائیک و نیروگاه بادی اشاره کرد که از قضا در کشور ما ایران پتانسیل بالایی در حوزه منابع تجدیدپذیر وجود دارد.
5. مدیریت کنترل منابع ملی: خصوصی‌سازی منجر به انتقال مالکیت از دولت به بخش خصوصی می‌شود. بنابراین، لازم است که منابع ملی به بهترین نحو مدیریت شوند تا منافع کشور حفظ شود.
6. مقابله با احتمالات و فشارهای اقتصادی: در شرایط اقتصادی نامساعد، شرکت‌های خصوصی ممکن است با فشارهای اقتصادی مواجه شوند. لازم است که برنامه‌ها و استراتژی‌های مناسب برای مقابله با این وضعیت‌ها در نظر گرفته شود.
7. پایداری و استقرار در بلندمدت: فرآیند خصوصی‌سازی نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و استراتژی‌های مطلوب برای حفظ پایداری و استقرار در بلندمدت است. این شامل استراتژی‌های اقتصادی، محیط زیستی و اجتماعی می‌شود.
8. تأمین منابع مالی: برای اجرای موفقیت‌آمیز خصوصی‌سازی، نیاز به تأمین منابع مالی کافی است. این شامل سرمایه‌گذاری‌ها، تسهیلات مالی و منابع دیگر مالی می‌شود.
9. مقابله با تغییرات فناوری: فناوری در صنعت انرژی به سرعت در حال تغییر است. برای اجتناب از منسوخ شدن و بروزرسانی فناوری‌ها، نیازمندی‌های فنی و فناوری باید به دقت مورد بررسی قرار گیرند.
10. مدیریت ریسک‌ها و بحران‌ها: صنعت انرژی ممکن است با ریسک‌ها و بحران‌های مختلف مواجه شود، از جمله حوادث طبیعی و مشکلات امنیتی. برنامه‌ها و استراتژی‌های مدیریت ریسک باید در نظر گرفته شوند.

 

 

راهکارها

با رسیدگی به این چالش‌ها و ایجاد راهکارهای مناسب، می‌توان خصوصی‌سازی صنعت انرژی را به یک فرصت بزرگ برای بهبود عملکرد و افزایش کارایی در این صنعت تبدیل کرد. برای مواجهه با چالش‌های خصوصی‌سازی صنعت انرژی، رویکرد کلی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

 

1. توسعه و اجرای قوانین و مقررات منطقی و منصفانه: ایجاد قوانین و مقرراتی که تعادل مناسبی بین آزادی بازار و حفاظت از منافع عمومی و محیط زیست را فراهم کنند، بسیار حائز اهمیت است. مقررات دولتی برای تضمین رقابت عادلانه و جلوگیری از اقدامات انحصاری ضروری است. قوانین تعامل را تعیین می کند و آزادی بازار را با حمایت از مصرف کننده متعادل می کند.
2. تضمین دسترسی عادلانه به انرژی: اطمینان حاصل کردن از اینکه همه افراد به انرژی مورد نیازشان دسترسی دارند و قیمت‌ها برای همگان مناسب است، بسیار مهم است.
3. توسعه زیرساخت‌ها و فناوری‌ها: سرمایه‌گذاری در توسعه زیرساخت‌های مرتبط با انرژی و به‌روزرسانی فناوری‌ها به منظور افزایش بهره‌وری و بهبود کارایی اجتناب‌ناپذیر است که البته در فرایند خصوصی سازی بازار انرژی میتواند از پتانسیل های مالی بخش خصوصی در جهت توسعه زیرساخت و فناوری بهره مند شد و از تعهدات مالی دولت در این حوزه کم کرد.
4. تشکیل نظارت موثر: برنامه‌ها و سیاست‌های نظارت بر شرکت‌های خصوصی باید به گونه‌ای باشد که منافع عمومی و محیط زیست محافظت شود.
5. ترکیب مناسب منافع عمومی و تجاری: توجه همزمان به منافع عمومی و تجاری و معماری مکانیزم‌ها و سیاست‌های مناسب برای تضمین کنترل و تعادل بین این دو، بسیار حائز اهمیت است.
6. توسعه راهبردها برای مدیریت ریسک: شناسایی و مدیریت بهینه ریسک‌های مرتبط با عملیات صنعت انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است.

به طور کلی، رویکردی که ترکیبی از قوانین مناسب، نظارت کارآمد، سرمایه‌گذاری استراتژیک و توجه به منافع عمومی و تجاری باشد، می‌تواند به موفقیت در خصوصی‌سازی صنعت انرژی کمک کند. کمااینکه نمونه هایی از طرح های خصوصی سازی موفق انرژی وجود دارد که میتوان به عنوان الگو از آن ها بهره گرفت. چندین کشور از جمله بریتانیا، آلمان، فنلاند، امریکا، استرالیا و ترکیه خصوصی سازی انرژی را با موفقیت اجرا کرده اند. این تلاش ها به بهبود کارایی و نوآوری در بازارهای انرژی مربوطه منجر شده است که در اینجا شرح مختصری از مثال‌های موفقیت‌آمیز از فرآیند خصوصی‌سازی صنعت انرژی در این کشورها را برای شما می‌آورم:

یکی از مثال‌های موفق خصوصی‌سازی صنعت انرژی در بریتانیا است. با اجرای این سیاست‌ها، شرکت‌های خصوصی وارد بازار شدند و رقابت بین آن‌ها فعال شد. این رقابت منجر به افزایش کارایی در تولید و توزیع انرژی شد. همچنین، با کاهش هزینه‌ها در نتیجه این رقابت، هزینه‌های انرژی برای مصرف‌کنندگان نیز کاهش یافت.

در استرالیا، با اجرای خصوصی‌سازی در بخش انرژی، شرکت‌های خصوصی به توسعه فناوری‌های پیشرفته در زمینه تولید و مدیریت انرژی پرداختند. این منجر به ارتقاء عملکرد انرژی و افزایش کارایی در این صنعت شد. همچنین، نوآوری‌های جدید در زمینه استفاده از منابع انرژی پاک و توسعه فناوری‌های حمل و نقل انرژی به وقوع پیوست.

در ترکیه با بهره گیری از تجربه دست کم سه کشور اروپایی که در بالا نام برده شد با خصوصی‌سازی بخش‌های مختلف صنعت انرژی، توانسته‌اند به کاهش هزینه‌ها و بهبود عملکرد در زمینه تولید و انتقال انرژی بپردازند. همچنین، این فرآیند به توسعه فناوری‌های جدید در زمینه تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر کمک کرده است.

البته بومی سازی الگوهای موجود جز لاینفک پیاده سازی بازار آزاد انرژی در ایران است که میتوان با بررسی تجربیات بین‌المللی و تحلیل وضعیت فعلی بازار برق ایران از لحاظ ساختار، نظام قیمت‌گذاری، نقاط ضعف و قوت و مشکلات موجود با بررسی دقیق و جامع وضعیت فعلی بازار برق ایران به یک مدل مطلوب از بازار آزاد و تدوین مقررات مرتبط با تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی رسید که بیشترین تطابق با وضعیت و نیازهای ایران را دارد .

جهت اطمینان از بهترین مدل بومی شده از بازار آزاد در ایران میتوان آن را در مقیاس کوچک آزمایش و اجرا کرد و نتایج آن را مورد ارزیابی قرار داد. این اجراها به عنوان آزمون‌های نهایی قبل از اجرای کامل و بزرگ‌مقیاس مورد استفاده قرار می‌گیرند که پس از تایید کارکرد موفق در مقیاس کوچک، مدل سازی شده در سطح کشور اجرا می‌شود، ضمن اینکه سیستم نظارتی بر روند اجرا و عملکرد بازار آزاد انرژی باید ایجاد شود و تغییرات و بهبودهای لازم به منظور بهبود مستمر اعمال شوند تا تمامی شاخص ها جهت بومی سازی ساختار بازار در نظر گرفته شوند که شامل تعیین کننده‌هایی است که نحوه و ترتیب ارتباطات و تعاملات میان مشتریان، تولیدکنندگان، توزیع‌کنندگان و انتقال‌دهندگان را مشخص می‌کند. از مدل قیمت گذاری گرفته تا مقرراتی که کارکرد بازار را تنظیم میکنند و پشتیبانی از توسعه فناوری شامل ارتقاء فناوری‌های مرتبط با تولید، انتقال و مصرف برق تا فراهم کردن بهره‌وری و کیفیت بالاتر با توسعه زیرساخت‌ها که توانایی انتقال و توزیع برق تولیدی را به کاربران در سراسر کشور فراهم کنند و برای جلوگیری از حوادث و اتفاقات ناخواسته، مدیریت ریسک و امنیت سیستم‌ها را تامین کنند.

 

مدلسازی بازار برق ایران

با توجه به شاخص‌های اشاره شده در پاراگراف بالا، بومی سازی بازار برق در ایران باید با دقت و مطالعه دقیقی از شرایط و نیازهای محلی صورت پذیرد تا مدل دقیق با کمترین خطا ساخته شود که میتواند ترکیبی از مدل های موجود در دنیا باشد که از جمله مدل‌های متداول بازار خصوصی برق میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

 

1. مدل بازار انرژی Energy-Only Market))

   در این مدل، قیمت برق توسط ارائه‌کنندگان، تولیدکننده و تقاضاکنندگان مشخص می‌شود. این مدل بر پایه تعادل بین عرضه و تقاضا کار می‌کند و هزینه برق مستقیماً به قیمتی که از بازار دریافت می‌کنند پرداخت می‌شوند.

2. مدل بازار دوحالته (Two-Settlement Market)

   در این مدل، بازار برق به دو بخش تقسیم می‌شود: بازار انرژی و بازار قراردادهای آینده (فوروارد). در بازار انرژی، تبادل برق در زمان واقعی صورت می‌گیرد و در بازار قراردادهای آینده، قراردادهای خرید و فروش برق در زمان‌های آینده منعقد می‌شوند.

3. مدل بازار آزاد (Free Market)

   در این مدل، شرکت‌های تولیدکننده برق و توزیع‌کننده مستقل از هم عمل می‌کنند و قیمت برق توسط بازار تعیین می‌شود. این مدل از منافع رقابتی و افزایش کارایی در بازار برق حمایت می‌کند.

4. مدل بازار ترکیبی (Hybrid Market)

   این مدل ترکیبی از مدل‌های مختلف است که در آن عناصر از مدل‌های مختلف با هم ترکیب شده‌اند. مثلاً ممکن است در این مدل هم بازار انرژی وجود داشته باشد و هم بازار قراردادهای آینده.

5. مدل خرید تضمینی (Power Purchase Agreement – PPA)

   در این مدل، یک توافق بین تولیدکننده و خریدار (معمولاً یک سازمان یا صنعتگر) برای فروش برق بر اساس یک نرخ مشخص امضا می‌شود. این مدل بیشتر در پروژه‌های نیروگاه‌های برق خورشیدی و بادی استفاده می‌شود.

 

 

نتیجه

تحول به سمت بازار آزاد و خصوصی شده انرژی صرفاً یک تغییر پارادایم نیست. این جهشی به سوی آینده ای پایدارتر، کارامدتر و نوآورانه تر است. با از بین بردن انحصارات و توانمندسازی بخش خصوصی در صنعت انرژی، ما راه توسعه را روشن تر و هموارتر می کنیم. ضروری است که ما در این انتقال با تمرکز دقیق بر مقررات، مقرون به صرفه بودن و رفاه مصرف کننده حرکت کنیم. از مدل های موجود بازارهای آزاد انرژی الگوبرداری کنیم که البته هرکدام از این مدل‌ها ویژگی‌ها و مزایا و معایب خاص خود را دارند و بسته به شرایط و نیازهای هر کشور یا منطقه، انتخاب می‌شوند. این مراحل یک روش بومی سازی بازار آزاد انرژی در دنیا با مدلسازی بازار برق ایران را شامل می‌شود. برای هر مرحله، تخصص و دانش فنی لازم برای اجرا وجود دارد و تیم‌های متخصص مورد نیاز هستند که ما با هم می توانیم مسیری را به سوی بازار انرژی پویاتر روشن کنیم.

نویسنده: مهدی پارساوند

درآمدزایی نیروگاه‌های خورشیدی بستگی به عوامل مختلفی دارد از جمله موقعیت جغرافیایی نیروگاه، ظرفیت نیروگاه، راندمان تولید، هزینه‌های نصب و نگهداری، تعداد ساعات تابش آفتاب در منطقه و قیمت برق در بازار محلی وابسته است. همچنین، تکنولوژی استفاده شده در تجهیزات نیروگاه نیز تأثیر زیادی بر درآمدزایی آن دارد.

به طور کلی، نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند درآمدهای قابل توجهی تولید کنند، به ویژه در مناطقی که تابش آفتاب بالا و هزینه فروش برق نیز مناسب است. با توجه به پیشرفت تکنولوژی و کاهش هزینه‌های نصب، نیروگاه‌های خورشیدی به صورت گسترده‌تری در سراسر جهان راه‌اندازی می‌شوند.

در بسیاری از موارد، نیروگاه‌های خورشیدی به صورت قراردادهای خرید برق بلندمدت (Power Purchase Agreements)   عمل می‌کنند، که در آن یک شرکت یا دولت با نیروگاه قرارداد خرید برق منعقد کرده و برق تولیدی را خریداری می‌کند. قیمت برق در این قراردادها معمولاً بر اساس توافق بین طرفین تعیین می‌شود. بنابراین، درآمد زایی نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند متفاوت باشد و بسته به شرایط محلی و قراردادهای برق مورد استفاده، تغییر کند که در ایران توسط دولت به سه صورت خریداری میشود: حالت اول قرارداد خرید برق تضمینی 20 ساله با نرخ خرید 1750 تومان برای هرکیلووات تا ظرفیت 20 کیلووات و 1650 تومان برای ظرفیت های بالاتر از 20 کیلووات تا 3 مگاوات با وجود احداث نیروگاه خورشیدی در زمین شخصی و در فرمت دیگر عقد قرارداد دلاری با پایه 7 سنت دلار به مدت 6 سال و در فرمت سوم فروش برق در بورس انرژی که به مالکان نیروگاه خورشیدی این امکان را میدهد برق تولیدی خود را در بورس به قیمت درخواستی از طرف مشتریان برق عرضه نمایند که البته در این حالت مالک نیروگاه خورشیدی قرارداد PPA یا قرارداد خرید برق تضمینی نخواهد داشت.

مطالعه دقیق‌تری درباره شرایط محلی، هزینه‌ها و درآمدهای نیروگاه‌های خورشیدی در منطقه مورد نظر شما و مشاوره با اشخاص متخصص و متخصصان صنعت مربوطه، می‌تواند بهترین پاسخ را در خصوص میزان درآمد زایی نیروگاه‌های خورشیدی در آن منطقه ارائه دهد.

نیروگاه‌های خورشیدی به عنوان یکی از منابع تولید انرژی پاک و قابل تجدید، درآمد قابل توجهی برای مالکان و سرمایه‌گذاران خود ایجاد کرده‌اند. اما میزان درآمد زایی نیروگاه‌های خورشیدی به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

ظرفیت نصب و توان نیروگاه: میزان تولید برق از نیروگاه خورشیدی به توان نصب شده و ظرفیت آن بستگی دارد. نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند از چند کیلووات تا چند مگاوات ظرفیت داشته باشند. هرچه توان نیروگاه بیشتر باشد، تولید برق و درآمد آن نیز افزایش می‌یابد.

راندمان نیروگاه: راندمان نیروگاه خورشیدی نشان دهنده میزان بهره‌وری و تبدیل انرژی خورشید به برق است. هرچه راندمان بالاتر باشد، تولید برق بیشتر و درآمد بالاتری نیز تحقق می‌یابد.

منطقه جغرافیایی: شرایط آب و هوایی و میزان تابش خورشید در منطقه جغرافیایی می‌تواند تاثیر زیادی بر درآمد نیروگاه خورشیدی داشته باشد. مناطقی که در آنها تابش خورشیدی بیشتر است، قادر به تولید برق بیشتری هستند و درآمد نیروگاه بالاتر خواهد بود.

قراردادهای خرید برق: در برخی مناطق، مالکان نیروگاه خورشیدی می‌توانند با برق خود را به شبکه برق متصل کنند و برای این برق تولید شده قرارداد خرید برق بسته شود. در این صورت، قیمت خرید برق و مدت زمان قرارداد بر اساس توافقات مابین مالکان نیروگاه و مراجع مربوطه تعیین خواهد شد و به این ترتیب، درآمد نیروگاه مشخص می‌شود.

سیاست‌های دولتی و حوزه‌های مالیاتی: سیاست‌ها و قوانین دولتی و حوزه‌های مالیاتی نیز می‌تواند تأثیر بزرگی بر درآمد نیروگاه خورشیدی داشته باشد. برخی دولت‌ها تسهیلات و تخفیفات مالیاتی را برای مالکان نیروگاه‌های خورشیدی فراهم می‌کنند تا این صنعت را تشویق به رشد و توسعه کنند.

لازم به ذکر است شرکت آرا نیرو این امکان رو برای مشتریان خود فراهم نموده است تا با تسهیلات بانکی بتوانند با شرایط پرداخت هزینه های خرید تجهیزات را پرداخت نمایند.

به طور کلی، میزان درآمد زایی نیروگاه‌های خورشیدی به عوامل متعددی بستگی دارد و به طور مستقیم و براساس عوامل فوق قابل تعیین نیست. اما با توجه به رشد رو به افزایش این صنعت و پتانسیل بالای تولید برق خورشیدی، می‌توان درآمد قابل توجهی را انتظار داشت.

درآمدزایی از نیروگاه خورشیدی معمولاً به دو روش انجام می‌شود: تولید و فروش برق و استفاده از سیستم‌های حمایتی مالی.

تولید و فروش برق: در این روش، نیروگاه خورشیدی از طریق تبدیل انرژی خورشید به برق، برق را تولید می‌کند و آن را به شبکه برق ارسال می‌کند. در بسیاری از کشورها، اپراتور نیروگاه خورشیدی برق تولید شده را به شبکه برق محلی متصل می‌کند و با شرکت برق محلی یا شرکت توزیع برق قرارداد برق فروش می‌کند. در این حالت، درآمدزایی اصلی از فروش برق به عنوان یک تولید کننده برق است. اپراتور نیروگاه خورشیدی بر اساس قراردادهای برق فروش، پرداختی معین برای هر واحد برق تولید شده دریافت می‌کند. درآمد زایی بیشتر از نیروگاه خورشیدی وابسته به قیمت برق، سیاست‌های حمایتی دولت، ظرفیت تولید نیروگاه و عملکرد بهینه آن است.

سیستم‌های حمایتی مالی: برخی کشورها و دولت‌ها سیستم‌های حمایتی مالی را برای تشویق سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های خورشیدی ایجاد کرده‌اند. این سیستم‌ها شامل تسهیلات و امتیازهای مالی متنوعی می‌شوند که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم به اپراتور نیروگاه خورشیدی ارائه می‌شود. مثال‌هایی از این سیستم‌ها عبارتند از: تعلیق مالیات بر ارزش افزوده برای تجهیزات نیروگاه، سبسیدی مستقیم برای تولید برق از منابع خورشیدی، خرید برق با قیمت تضمین شده توسط دولت، قراردادهای طولانی‌مدت برای فروش برق به دولت یا شرکت‌های دولتی، و برنامه‌های حمایتی مالی دیگر.

به طور کلی، درآمدزایی از نیروگاه خورشیدی بستگی به عوامل متعددی دارد که شامل قوانین و مقررات محلی، سیاست‌های دولت، قیمت برق، هزینه‌های نیروگاه و کارایی عملکرد آن می‌شود. همچنین، شرایط محلی میزان تابش خورشید و تقاضای برق نیز بر درآمدزایی تأثیرگذار است

 

 

 

 

چکیده: رشد سریع صنعت در انرژی خورشیدی نشان دهنده علاقه به انرژی های تجدید پذیر است. اهمیت برق شبکه های هوشمند حاصل از نیروگاه ها، تشخیص زودهنگام خطا یا ناهنجای در سیستم‌های فتوولتائیک (PV) را ضروری می سازد تا با کاهش اتلاف یا هدررفت پتانسل انرژی خورشیدی بتوانیم نیروگاه های خورشیدی بهینه در دوره بهره برداری داشته باشیم.

از این نظر، استفاده دقیق از آخرین و به‌روزترین  فناوری هوش مصنوعی ضروری است تا به موقع ناهنجاری های مختلف سیستم افشا شود. این مقاله با ارزیابی این موضوع به آن می پردازد.

عملکرد طرح‌های مختلف هوش مصنوعی و استفاده از آن‌ها برای تشخیص ناهنجاری‌ها، قطعات فتوولتائیک طرح‌های زیر ارزیابی می‌شوند:

AutoEncoder Long Short-Term Memory (AE-LSTM), Facebook-Prophet, and Isolation Forest

این مدل ها می توانند رفتارهای واقعی سالم و غیرعادی سیستم PV را شناسایی کنند، نتایج ما بینش روشنی برای شکل گیری یک راه حل ارائه می دهد. راه حل آگاهانه، به ویژه با مبادلات تجربی برای چنین فضای پیچیده ای، در این صنعت راه گشا خواهد بود.

کلمات کلیدی: تشخیص ناهنجاری. فراگیری ماشین؛ تجزیه و تحلیل سری زمانی؛ همبستگی

مقدمه

در دهه گذشته، توسعه و گسترش سریع انرژی های تجدید پذیر از جمله نیروگاه ها صورت گرفته است. انتظار می‌رود توسعه‌ و توانایی تولید انرژی پاک و مقرون به صرفه و ایجاد رشد اقتصادی باعث پیشرفت ما شود. در نتیجه، چالش های تولید انرژی خورشیدی اخیرا توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده است. یک نگرانی پیشرو، شناسایی و بومی سازی الگوهای غیرعادی در نیروگاه های خورشیدی است و تکنیک های داده محور به تشخیص و پیشگیری از چنین ناهنجاری هایی کمک زیادی میکند.

سیستم های هوش منطقی می توانند ثابت کنند تجهیزات فتوولتائیک (PV)  در بسیاری از موارد کارآمد است، که با استفاده از شبکه های عصبی کانولوشن برای پیاده سازی هوش مصنوعی قابل پیاده سازی است.(شبکه عصبی کانولوشنال کلاسی از شبکه عصبی مصنوعی است که بیشتر برای تجزیه و تحلیل تصاویر بصری استفاده میشود).

عملکرد مقیاس پذیر و منسجم سیستم های خورشیدی PV به ابزارهای پیشرفته برای نظارت نیاز دارد، تکامل دینامیکی پارامترهای سیستم و انتشار هشدارهایی در مورد ناهنجاری ها به تصمیم گیرندگان و نظارت آنلاین سیستم های PV از نظر فنی برای کمک به اپراتورها مفید است. شکست در شناسایی خطاهای فاجعه بار در آرایه های فتوولتائیک (PV)  براین اساس کاهش می یابد. توان تولید شده و عدم کنترل حفاظتی، در واقع خطرات آتش سوزی را ایجاد می کند که ابتدا ناهنجاری درنمای بیرونی پنل های خورشیدی ظاهر می شود، اگر دارندگان پنل زودتر از وجود ناهنجاری ها مطلع شوند، آنها می توانند ناهنجاری ها را از بین ببرند تا از کمبود توان بیشتر جلوگیری کنند. بنابراین، سرعت و روش‌های تشخیص ناهنجاری برای بهبود قابلیت اطمینان و ایمنی و عملکرد سیستم های فتوولتاییک PV ( نیروگاه خورشیدی ) مهم هستند.

نیروگاه های خورشیدی PV معمولاً در نتیجه اشکال مختلف ناهنجاری ها به اندازه کافی اجرا نمی شوند. این ناهنجاری ها یا داخلی یا خارجی هستند. خطاها در سیستم خورشیدی PV بوجود می آیند و باعث می شوند تولید در روز صفر شود. خطاهای رایج عبارتند از خرابی در یک قطعه، جداسازی سیستم، خاموش شدن اینورتر، سایه اندازی و نقطه حداکثر توان اینورتر. عوامل خارجی مانند سایه، رطوبت، گرد و غبار و دما به عنوان ناهنجاری های خارجی قابل توجهی در نظر گرفته می شوند که سیستم های فتوولتاییک PV ( نیروگاه خورشیدی ) را تحت تاثیر قرار می دهند و تولید برق آن را تضعیف می کنند.

چندین ابتکارعمل برای رسیدگی به ناهنجاری قبلی پیشنهاد شده است.

کاربرد شبکه عصبی مصنوعی(ANN)  در مدل‌سازی دستگاه‌های خورشیدی بررسی می‌شود، که در مقایسه با تجربه مطالعات انجام شده، به آزمایش های تجربی کمتری برای تعیین اتصالات ورودی/خروجی نیاز دارد، بنابراین باعث صرفه جویی در زمان و کاهش هزینه های مالی می شود. یک حافظه کوتاه مدت طولانی طرح شبکه عصبی (LSTM) برای پیش‌بینی بازده عکس‌های خورشیدی استفاده می‌شود. هوش مصنوعی می تواند آمارهای دریافتی، در یک بازه زمانی مشخص را برای شکل گیری الگوهای کنترل به کار گیرد. به همین ترتیب، طرح‌های مبتنی بر هوش مصنوعی مانند مدل LSTM و بهینه‌ساز شعله پروانه برای پیش‌بینی بازده دستگاه‌های تقطیر آب خورشیدی. LSTM بهینه شده بهتر از طرح LSTM مستقل عمل کرد.

کاربرد روش‌های یادگیری عمیق (DL) را در زمینه‌های مختلف بازبینی کردند، از جمله تولید برق از توربین های بادی و پنل های خورشیدی، پزشکی، کشاورزی و داده کاوی.

موارد مهم مقاله به شرح زیر است:

1. بررسی سه مدل شناخته شده تشخیص ناهنجاری: Autoencoder LSTM (AE-LSTM)، پیام رسان فیسبوک ، و محدوه ایزوله سازی. آزمون های مقایسه ای انجام شد: بررسی دقت و عملکرد این مدل ها با بهینه سازی هایپرپارامترها
2. تعریف و طبقه بندی عوامل داخلی و خارجی که باعث ایجاد ناهنجاری در نیروگاه فتوولتاییک میشوند، بررسی تاثیر آنها بر دقت مدل و مطالعه اثر همبستگی و تاثیر آن در تشخیص ناهنجاری ها.

در ادامه این مقاله، بخش 2 پیشینه مقاله و مرتبط را مورد بحث قرار می دهد و بخش 3 الگوریتم های یادگیری ماشین استفاده شده را مشخص می کند. بخش 4 مجموعه داده های جمع آوری شده را مشخص می کند و بخش 5 خروجی ها و پارامترهای آزمایشی را نشان می دهد.

در پایان، ما نتایج خود را جمع آوری می کنیم و برخی از جهت گیری های آینده را در بخش 6 ارائه می دهیم.

2. Related Work

چندین روش تکنیک های تشخیص ناهنجاری در نیروگاه های فتوولتائیک (PV) را بررسی کرده اند. به عنوان مثال، روش های متعددی را برای افشا و مقایسه دسته بندی ناهنجاری های حاوی مدل میانگین متحرک یکپارچه رگرسیون خودکار (ARIMA)، شبکه‌های عصبی، ماشین‌های بردار پشتیبان و طبقه‌بندی  k-نزدیک‌ترین همسایه‌ها.

طرحی برای چیدمان سیستم های فتوولتاییک PV ( نیروگاه خورشیدی ) این مدل برای پیش بینی تولید برق AC پیاده سازی شده است. ساخته شده بر روی ANN، که تولید برق AC را با استفاده از تابش خورشیدی و دمای داده های پانل سیستم های فتوولتاییک PV ( نیروگاه خورشیدی ) یک تکنیک جدید برای تشخیص ناهنجاری پیشنهاد شده است.

در پردازش تصویر حرارتی با ابزار SVM که ویژگی ها را به عنوان عنصر معیوب و انواع غیر معیوب طبقه بندی می کند.

یک تکنیک تشخیص ناهنجاری مبتنی بر مدل بخش DC و سایه لحظه ای از سیستم های فتوولتاییک PV ( نیروگاه خورشیدی ) برای بازرسی پیشنهاد شده است. در ابتدا، یک مدل بر اساس یک دیود برای تشریح ماهیت معمولی سیستم PV نظارت شده و تشکیل شده است. باقیمانده برای تشخیص عیب در مرحله بعد، یک فرآیند ماشین بردار پشتیبانی یک کلاس SVM)) به باقیمانده ها که با مدل در حال اجرا برای افشای خطا شروع می شود، اجرا می شود. روشی بدون حسگر برای آشکارسازی خطاهای هر پنل از آرایه های خورشیدی روش مدل محور SunDown بر تعاملات بین توان خروجی پنل ها تأثیر می گذارد. تولید توان توسط پنل های مجاور برای تشخیص نابرابری ها از تولید پیش بینی شده بررسی میشود.

این مدل می‌تواند خطاهای همزمان را در بسیاری از پنل‌ها مدیریت کند و ناهنجاری‌ها را برای تصمیم‌گیری ممکن طبقه‌بندی کند؛ منابعی از جمله برف، برگ ها، زباله ها و خرابی های الکتریکی.

ابزار جدیدی به نام ISDIPV) ) ارائه شده است که قادر به تشخیص ناهنجاری ها است و عیب یابی آنها در نیروگاه خورشیدی PV  شامل سه عملیات اساسی است: مواردی برای جمع آوری داده ها، تشخیص ناهنجاری و تشخیص ارائه شده، تفاوت در عملکرد منظم دو شکل از روش های مدل سازی اجرا شده است.

برای توصیف عملکرد معمولی پیش بینی شده: توابع انتقال خطی (LTF) و مدل های شبکه های عصبی ساخته شده بر روی رسپترون های چند لایه (MLP)  یک پاسخ داده محور برای تشخیص و طبقه بندی ناهنجاری کافی ارائه کرد که جریان های آرایه های سیستم های فتوولتاییک PV ( نیروگاه خورشیدی ) را به عنوان نشانه هایی برای افشا و طبقه بندی ناهنجاری های سیستم های فتوولتاییک PV ( نیروگاه خورشیدی ) اعمال کرد. رویکرد تشخیص ناهنجاری پیشنهادی از تکنیک‌های هوش مصنوعی بدون نظارت استفاده می‌کند. این رویکرد شامل دو مرحله، به ویژه تشخیص سیستم هوشمند محلی  (LCAD) و تشخیص ناهنجاری هوشمند در بستر جهانی (GCAD). شناسایی ناهنجاری های مربوط به مصرف سوخت ایستگاه های پایه و

داده های ثبت شده با استفاده از ژنراتور به عنوان مبدأ قدرت. ناهنجاری ها شناسایی شده از طریق یادگیری الگوهای مصرف سوخت با استفاده از چهار روش طبقه بندی: ماشین‌های بردار پشتیبانی (SVM)، k-نزدیک‌ترین همسایگان (KNN)، رگرسیون لجستیک (LR)  و پرسپترون چند لایه (MLP)  نتایج نشان داد که MLP بیشترین کارایی را در این زمینه دارد.

 

تفسیر اندازه گیری

یک تکنیک جدید برای نظارت بر سیستم های نیروگاه خورشیدی فتوولتاییک PV با تشخیص ناهنجاری ها ارائه شده است. با استفاده از “k-نزدیکترین همسایگان  (kNN) و “ماشین بردار پشتیبانی یک کلاس OCSVM)) الگوریتم های خودآموز به طور قابل توجهی تلاش اندازه گیری را کاهش داده و پشتیبانی می کنند که از پایش قابل اعتماد خطاها از الگوریتم k- نزدیکترین همسایه استفاده کردند و یک پرسپترون چند لایه برای پردازش داده ها از یک حسگر DC و تشخیص اختلاف جریان الکتریکی یک المان و تشخیص بدون حسگر پیشنهاد شده است. که توسط کاهش سریع جریان محصور شده توسط دو نقطه حداکثر توان کنترل می شود. شبیه سازی نمونه برداری ردیابی شده (MPPT) در نیروگاه های خورشیدیPV  برای اعتبار سنجی اجرا شد.

امکان تعیین ناهنجاری ها در برابر موارد نوسانی، صرف نظر از درجه اختلاف و تابش یک چارچوب با تشخیص ناهنجاری سلول های خورشیدی مونو کریستالی پیشنهاد شده است.

این چارچوب دو مرحله دارد: در مرحله اولیه، یک شبکه مولد غیرهماهنگ (GAN) برای ساخت یک مدل تشخیص ناهنجاری استفاده می شود. این مدل امکان تشخیص ترکیبات غیر طبیعی که فقط از نمونه های غیر معیوب برای تمرین استفاده می کنند.

شبکه کانولوشن

یک طرح تحلیلی برای بررسی آنلاین ویدیوی خام تصویربرداری از سطح پنل های نیروگاه خورشیدی ارائه شده است. جریان های ترموگرافی هوایی این طرح ترکیبی از پردازش تصویر و آمار است. روش های هوش مصنوعی طرح ارائه شده به اجزا قدرتمند بستگی دارد. تجزیه و تحلیل (RPCA)، که بر روی تصاویر سطح پنل های نیروگاه خورشیدی PV برای تشخیص و محصور کردن همزمان استفاده می شود از ناهنجاری ها علاوه بر RPCA، روش‌های پس از پردازش نیز برای آن پیشنهاد شده‌اند. کاهش نویز تصویر و تقسیم بندی مدل های متمایز برای نیروگاه انتخاب می شوند. بررسی داده های این مدلهای خطی، مدلهای مبتنی بر مجاورت، مدل‌ها، مجموعه‌های ناهنجاری و شبکه‌های عصبی که بالاترین نرخ تشخیص را دارند، احتمالات هستند.

SolarClique، یک روش مبتنی بر داده، برای تشخیص ناهنجاری ها درتولید برق تاسیسات نیروگاه خورشیدی است که این روش به هیچ دستگاه سنسوری نیاز ندارد. برای تشخیص خطا/ناهنجاری در عوض، منحصراً به نتیجه مونتاژ آرایه نیاز دارد

و آرایه های نزدیک برای تشخیص ناهنجاری عملیاتی به کار گرفته میشوند.

یک تکنیک دیگر تشخیص ناهنجاری استفاده از یک مدل یادگیری نیمه نظارتی برای از پیش تعیین کردن نرخ تولید با اطلاع از میزان تابش خورشید پیشنهاد شده است. شرایط پنل های خورشیدی برای شرایطی که پنل خورشیدی نمی تواند برق تولید کند مورد آنالیز قرار میگیرد. در نتیجه خراب شدن تجهیزات این روش از مدل خوشه بندی برای اعمال منظم فیلتراسیون و مدل شبکه عصبی، Autoencoder، برای ایجاد طبقه بندی ناهنجاری یا خطا ها استفاده می کند.

یک طرح کلی، بدون نظارت و صرفا مقیاس پذیر برای تشخیص ناهنجاری ها و خطاهای نیروگاه خورشیدی ارائه شده است.

در داده ها در قالب یک بازه زمانی که می توانند به صورت آفلاین و آنلاین اجرا شوند. این طرح از یک مدل بازسازی به دنبال رمزگذار خودکار متغیر تشکیل شده است. رمزگذار و رمزگشا هر دو پارامتری هستند که با شبکه های عصبی دامنه دار برای تشخیص در بازه زمانی داده های دریافتی نتایج را بررسی کرده و نشان می‌دهد که مدل می‌تواند شرایط غیرعادی را با استفاده از معیارهای ترمیم احتمالی مانند ناهنجاری تشخیص دهد.

مدل رویکرد تشخیص ناهنجاری یا خطاهای بالقوه (به عنوان مثال، ولتاژ بالا/پایین) مجموعه ای با مدل های رگرسیون غیر خطی و آمار و ارقام ناهنجاری پس از مطالعه همبستگی که برای تشخیص نفوذ فیزیکی اقتباس شده است.

این الگوریتم بر داده های ورودی، شکل ناهنجاری ها، داده های خروجی و دانش متکی است.

 

3. مواد و روش ها: الگوریتم های ML

تکنیک ها و روش های مختلف مورد استفاده در این مقاله در این بخش مورد بحث قرار می گیرد.

یعنی، ما با الگوریتم‌های ML نور بیشتری را مورد استفاده قرار دادیم AutoEncoder Long Short-

روش تحقیق معماری های این الگوریتم به شدت مورد بحث قرار می گیرند و درک کاملی از آن ایجاد می کنند.

3.1. AutoEncoder حافظه کوتاه مدت /بلند مدت (AE-LSTM)

AutoEncoder (AE) یک ANN بدون نظارت است. دارای سه ساختار متقارن است: لایه ها: ورودی پنهان و یک لایه خروجی (بازسازی) . دارای فرآیندهای رمزگذاری و رمزگشایی داخلی است. رمزگذاری از ورودی شروع می شود لایه پنهان، در حالی که رمزگشایی لایه پنهان را به لایه خروجی هدایت می کند. AE شایستگی یادگیری موثر داده ها بدون برچسب برای پیش بینی از بردار ورودی را دارد. شکل 1ساختار AE را نشان می دهد.

Figure 1. The AutoEncoder (AE) model.

 

فرآیند رمزگذاری به شرح زیر است:

H = f1(Wi . X + bi)              (1)

 

که Wi و bi پارامترهای وزن و بایاس در بین ورودی و لایه پنهان هستند.

X ورودی اولیه، H نمایش میانی داده های اولیه و f1 است.

تابع فعال سازی به عنوان مثال، ReLU، لجستیک (Sigmoid)  و (TanH)  به همین ترتیب، رمزگشایی فرآیند به صورت زیر بیان میشود:

 

Xˆ = f2(Wh . H + bh)             (2)

 

که در آن Wh و bh وزن ها و پارامترهای بایاس بین مخفی و خروجی هستند.

bX خروجی است که از داده های ورودی بازسازی می شود.

AE آموزش داده شده با هدف به حداقل رساندن اختلاف بین خروجی bX و the بردار ورودی X از طریق مربع خطا همچنین به نام خطای بازسازی.

 

Figure 2. Long Short-Term Memory (LSTM) unit.

 

4. داده های جمع آوری شده

داده های مورد استفاده در دو نیروگاه خورشیدی در هند جمع آوری شد (نیروگاه 1 نزدیک گاندیکوتا، آندرا، و نیروگاه 2 در نزدیکی ناسیک، ماهاراشترا) در مدت 34 روز، هر کدام با فواصل 15 دقیقه ای هر نیروگاه شامل 22 حسگر متصل به هر اینورتر بود و سطوح تولید نیروگاه برای اندازه گیری نرخ تولید (یک عامل داخلی که می تواند باعث ناهنجاری ها شود)، مانند توان های AC وDC  در سطح اینورتر نیروگاه، اندازه گیری شد. تابش، دمای محیط و ماژول (آن عوامل خارجی که می توانند ناهنجاری ایجاد کنند) داده های اندازه گیری شده آب و هوا که منتشر شده.

Figure 3. Correlation matrix computing the linear correlation among the characteristic elements for power plants 1 and 2.

 

 نتایج و بحث

این بخش ارزیابی تجربی انجام شده برای اعتبار سنجی و ارزیابی را توضیح می دهد.

شرح کاملی از تنظیمات آزمایشی ارائه شده است. ما یافته ها و نتایج خود را با جزئیات تجزیه و تحلیل می کنیم.

سیستم های نیروگاه خورشیدی PV  ممکن است انواع مختلفی از ناهنجاری ها را داشته باشند. برای مقایسه مناسب بین الگوریتم‌های تشخیص ناهنجاری، آزمایش‌هایی برای بررسی اثر انجام شد. عوامل داخلی و خارجی و همچنین اثر همبستگی بر روی داده های همه اینورترها با بررسی دیتاهای سنسورهای این دو نیروگاه با مقایسه AC تولید شده انجام شد. توان اینورتر و نرخ تابش نیروگاه شماره 1 ، در شکل 4 نشان داده شده است.

قابل توجه است که در دوره های 7 و 14 خرداد (ژوئن) افت برق متناوب داشته است.

این اخطار می تواند نشان دهنده خرابی در سطح اینورتر باشد.

Figure 4. Signal comparison between AC, DC Power, Irradiation, and the Module Temperature signals from inverter number 12.

 

تعداد سیگنال های خطا یا ناهنجاری 13 عدد است که در تاریخ  7 و 14 خرداد (ژوئن) برعکس، برای سایر اینورترها مانند اینورتر شماره 12، افتی وجود نداشت. همانطور که در تولید برق AC، در شکل 5 نشان داده شده است.

 

Figure 5. Signal comparison between AC, DC Power, Irradiation, and the Module Temperature signals from inverter number 12.

6. نتیجه گیری

تشخیص خطا یا ناهنجاری در نیروگاه های خورشیدی مدرن، استفاده از رویکردهای داده محوربرای کاهش زمان های خرابی و افزایش کارایی حیاتی است. در این مقاله، سه عملکرد مدل ها مبتنی بر هوش مصنوعی برای مدلی که می تواند مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، نشان داده شد که میتواند به طور دقیق خطاها یا ناهنجاری های موجود در سیستم نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک (PV)  را تعیین کند. همبستگی ضرایب بین پارامترهای ویژگی داخلی و خارجی نیروگاه تعیین شد و برای تجزیه و تحلیل کارایی مدل های هوش مصنوعی در تشخیص ناهنجاری ها استفاده می شود.

AE-LSTM ناهنجاری ها و سیگنال سالم را با موفقیت شناسایی کرد. در آینده بررسی تکنیک‌های کاهش ناهنجاری، هوشمند می‌شود که روند هوش مصنوعی، یعنی هوش مرکزی، در نیروگاه های انرژی خورشیدی هوشمند در مقیاس بزرگ به کار گرفته خواهد شد.

 

نویسندگان مقاله چاپ شده در مجله MDPI:

Mariam Ibrahim

Ahmad Alsheikh

Feras M. Awaysheh

Mohammad Dahman Alshehri