سیستمهای فتوولتائیک شناور (Floating PV) نسل جدیدی از نیروگاههای خورشیدی هستند که پنلهای خورشیدی بر روی سطح آب دریاچهها، سدها و حوضچههای صنعتی نصب میشوند. این ساختار علاوه بر کاهش تبخیر آب و بهبود بازده پنلها به دلیل خنکماندن طبیعی، با چالشهایی مانند تغییر زاویه تابش، رسوبگیری، خوردگی و نوسان دما در سطح آب مواجه است. در این میان، اینترنت اشیا (IoT) نقش کلیدی در پایش، تحلیل و بهینهسازی عملکرد این سامانهها دارد.
ساختار سامانه پایش مبتنی بر IoT
در این سیستم، هر واحد فتوولتائیک مجهز به مجموعهای از حسگرهای هوشمند است که پارامترهایی مانند شدت تابش، دمای پنل، ولتاژ خروجی، جریان، دمای آب و زاویه تابش را در زمان واقعی اندازهگیری میکنند. دادههای جمعآوریشده از طریق شبکههای ارتباطی کممصرف مانند LoRaWAN، NB-IoT یا LTE-M به درگاه مرکزی (Gateway) ارسال میشود. این درگاه با استفاده از پروتکلهایی مانند MQTT یا Modbus TCP/IP دادهها را به سرور ابری منتقل میکند تا تحلیل و کنترل خودکار انجام شود.
بهینهسازی عملکرد و مدیریت انرژی
الگوریتمهای تحلیلی مبتنی بر IoT در سامانه ابری، با تحلیل دادههای بلادرنگ، قادرند تغییرات زاویه تابش یا سایهزنی را شناسایی و زاویه پنلها را از طریق محرکهای موتوری (Actuators) تنظیم کنند. همچنین دادههای دمایی از سطح آب به کنترلکنندههای خنکسازی ارسال میشوند تا با مدیریت جریان آب زیر پنلها، دمای سلولها در محدودهی بهینه حفظ شود.
بهکمک مدلهای یادگیری ماشین (Machine Learning)، سیستم میتواند الگوهای افت عملکرد یا خرابی زودهنگام پنلها را پیشبینی کرده و قبل از بروز خطا، هشدار صادر کند.
نگهداری پیشبینانه و تشخیص خرابی
دادههای تاریخی ثبتشده توسط حسگرهای IoT به الگوریتمهای تشخیص ناهنجاری (Anomaly Detection) اجازه میدهد تا مشکلاتی مانند افت توان ناشی از رسوب نمک یا آلودگی سطحی را تشخیص دهند. در صورت شناسایی مشکل، سامانه بهطور خودکار عملیات شستوشوی موضعی را فعال میکند یا تیم تعمیرات را از طریق اعلان موبایلی مطلع میسازد.
همچنین ترکیب دادههای جریان، ولتاژ و دما با دادههای محیطی مانند رطوبت و سرعت باد، به تشخیص دقیقتر خرابیهای احتمالی مانند قطعی کابل، خوردگی اتصالات یا خرابی مبدلهای DC-AC کمک میکند.
در پروژهای آزمایشی در یک نیروگاه فتوولتائیک شناور در جنوب ایران، بیش از ۵۰۰ پنل خورشیدی به حسگرهای دمای سطح و زاویهی نصب متصل شدند. دادهها از طریق شبکه NB-IoT به پلتفرم ابری منتقل و در داشبورد مدیریتی نمایش داده شدند. پس از پیادهسازی الگوریتم کنترل زاویه، بازده تولید سالانه نیروگاه حدود ۷٪ افزایش یافت و هزینههای نگهداری نیز بهواسطهی تشخیص خودکار آلودگی سطح پنلها تا ۱۵٪ کاهش پیدا کرد.
مزایای کلیدی
افزایش بازده انرژی با تنظیم خودکار زاویه پنلها و کنترل دما
کاهش توقفهای ناگهانی با نگهداری پیشبینانه مبتنی بر داده
پایش از راه دور در شرایط محیطی دشوار (رطوبت بالا، امواج، خوردگی)
مدیریت هوشمند انرژی تولیدی و ذخیرهسازی باتریها
تحلیل بلندمدت عملکرد با استفاده از دادههای تاریخی
جمعبندی
ادغام فناوری اینترنت اشیا با سامانههای فتوولتائیک شناور، امکان گذار از کنترل دستی به مدیریت خودکار و هوشمند انرژی خورشیدی را فراهم کرده است. چنین زیرساختی، نهتنها بهرهوری نیروگاههای خورشیدی شناور را بهینه میکند، بلکه مسیر حرکت بهسوی نیروگاههای خودکار و پایدار نسل آینده را هموار میسازد.
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.