افزایش استفاده از سامانههای خورشیدی در نیروگاههای بزرگ و مجتمعهای صنعتی، نیاز به ابزارهای دقیق برای پایش سلامت و عملکرد پنلهای فتوولتائیک را به شدت افزایش داده است. یکی از فناوریهای نوظهور در این حوزه، حسگرهای میکروتر (Micro-Thermal Sensors) هستند که با دقت بالا تغییرات حرارتی سطح پنل را شناسایی کرده و دادههای حیاتی را از طریق اینترنت اشیا (IoT) به مراکز کنترل منتقل میکنند. این ترکیب، امکان پایش لحظهای، تشخیص خرابیهای موضعی و بهینهسازی بازده انرژی خورشیدی را فراهم میسازد.
سازوکار عملکرد حسگرهای میکروتر
حسگرهای میکروتر روی سطح پشت یا جلوی پنلهای فتوولتائیک نصب میشوند و اختلاف دمای میکروسکوپی میان سلولهای سالم و معیوب را در حد چند دهم درجه سانتیگراد تشخیص میدهند. این دادهها از طریق ماژولهای ارتباطی بیسیم مانند LoRaWAN، Zigbee یا NB-IoT به گیتوی مرکزی منتقل میشوند. سپس دادهها با استفاده از پروتکل MQTT یا Modbus TCP/IP به سرور ابری ارسال و در آنجا پردازش میشوند.
تحلیل دادههای حرارتی امکان شناسایی پدیدههای مخربی مانند Hot Spot، ترک خوردگی سلول، آلودگی سطح، افت اتصال یا تخریب EVA Layer را در مراحل اولیه فراهم میکند؛ امری که در روشهای سنتی پایش تصویری (Infrared Camera) بهمراتب دشوارتر است.
یکپارچگی IoT با دادههای میکروتر
سیستم پایش مبتنی بر IoT دادههای حرارتی را با سایر پارامترهای عملیاتی مانند جریان، ولتاژ، شدت تابش و دمای محیط ترکیب میکند تا مدل جامعی از سلامت پنل ایجاد شود. با بهرهگیری از الگوریتمهای یادگیری ماشین، سامانه میتواند الگوهای غیرعادی را شناسایی و پیش از بروز خرابی، هشدار صادر کند.
در معماریهای پیشرفته، دادهها در لبه شبکه (Edge Devices) پیشپردازش میشوند تا فقط دادههای مهم به ابر ارسال شوند؛ این کار مصرف پهنای باند و انرژی را کاهش میدهد.
در یک پروژه واقعی در یک نیروگاه خورشیدی ۲۰ مگاواتی در استان یزد، بیش از ۱۲۰۰ حسگر میکروتر در پنلها نصب شد. دادههای دمایی از طریق شبکه LoRaWAN جمعآوری و به سرور ابری منتقل گردید. با استفاده از مدل یادگیری ماشین، نقاطی که دمای آنها بهطور غیرعادی ۵ درجه بالاتر از میانگین بودند، بهعنوان سلولهای در معرض Hot Spot شناسایی شدند. این سیستم توانست نرخ خرابی سالانه پنلها را تا ۳۰٪ کاهش دهد و بازده کلی نیروگاه را حدود ۴٪ افزایش دهد.
مزایای فنی
تشخیص سریع خرابیها و نقاط داغ پیش از ایجاد آسیب ساختاری
افزایش طول عمر پنلها با مدیریت حرارتی هوشمند
کاهش هزینه تعمیر و نگهداری با تحلیل پیشبینانه
پایش لحظهای از طریق داشبورد تحت وب یا اپلیکیشن موبایل
سازگاری با پروتکلهای صنعتی مانند Modbus، MQTT و OPC UA
امکان همگامسازی با سامانههای SCADA و BMS
بهکارگیری حسگرهای میکروتر در کنار زیرساخت اینترنت اشیا، رویکردی نوین برای پایش دقیق سلامت پنلهای خورشیدی محسوب میشود. این ترکیب با فراهم کردن دادههای دمایی دقیق و بلادرنگ، نهتنها از بروز خرابیهای پرهزینه جلوگیری میکند بلکه عملکرد کلی نیروگاههای خورشیدی را نیز بهینه میسازد. در آینده، این نوع حسگرها به استانداردی ضروری در طراحی نیروگاههای خورشیدی هوشمند تبدیل خواهند شد.
اگر به دنبال پیادهسازی این سیستم در پروژههای صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.