‏محطة رصد الطقس الشمسي في Khavada، Gujarat

Aeron تنجز محطة رصد الطقس الشمسي المطابقة للفئة A وفق IEC 61724-1:2021 في Khavada، Gujarat

في مرحلة ما قبل التشغيل لمحطة طاقة كهروضوئية شمسية في Khavada، Gujarat، ركّبت Aeron Systems محطة رصد الطقس الشمسي مطابقة تمامًا للفئة A وفق معيار IEC61724-1:2021، وذلك ضمن مشروع بحثي معمّق. صُممت هذه المحطة لتوفير بيانات دقيقة عن البيئة والأداء الشمسي، بما يضمن عمل المحطة على النحو الأمثل في إحدى أقسى المناطق المناخية في الهند. وتستخدم المحطة أجهزة قياس متقدمة وتقنية تسجيل بيانات لالتقاط المتغيرات الحرجة التي تؤثر مباشرة في توليد الطاقة الشمسية.

Khavada، Gujarat: منطقة مناخية قاسية

تقع Khavada في منطقة Kutch في Gujarat، وتشهد ظروفًا بيئية قاسية، منها ارتفاع درجات الحرارة وشدة أشعة الشمس وتقلب الرطوبة. وتواجه المنطقة أيضًا تراكمًا كبيرًا للغبار وارتفاعًا في ملوحة الهواء وهطولًا موسميًا للأمطار، وكلها عوامل قد تؤثر في أداء أنظمة الطاقة الشمسية واحتياجات صيانتها. وتجعل هذه الظروف الصعبة من Khavada موقعًا مثاليًا لرصد أنظمة الطاقة الشمسية ودراستها في ظروف طقس قاسية.

المكونات الرئيسية لمحطة الرصد:

تزوَّدت محطة رصد الطقس الشمسي في Khavada بمجموعة من الأجهزة عالية الدقة المصممة لالتقاط بيانات البيئة والأداء الأساسية:

1. أجهزة قياس الإشعاع الشمسي (Pyranometers):

   • الإشعاع الأفقي الكلي (GHI): يقيس إجمالي الإشعاع الشمسي على سطح أفقي.

   • الإشعاع المائل الكلي (GII): يقيس الإشعاع الشمسي على سطح مائل، يتماشى عادةً مع ميل اللوح الشمسي.

   • الإشعاع الأفقي المنتشر (DHI): يقيس الإشعاع الشمسي الذي تشتته الجسيمات الجوية ويصل إلى سطح أفقي.

   • الإشعاع العمودي المباشر (DNI): يقيس الإشعاع الشمسي المباشر الواصل عموديًا من الشمس، وهو أساسي لتقييم كفاءة الألواح.

2. مقياس الألبيدو (Albedometer):

   • يقيس انعكاسية الأسطح المحيطة. ويساعد فهم الألبيدو على تقدير انعكاس ضوء الشمس عن الأرض أو الأسطح القريبة، وهو ما قد يؤثر في أداء النظام بإضافة إشعاع إضافي على الألواح.

3. مستشعرات حرارة الوحدات:

   • تراقب هذه المستشعرات درجة حرارة الألواح الشمسية. ولأن كفاءة الوحدات الشمسية تتراجع مع ارتفاع الحرارة، فإن بيانات الحرارة أساسية لفهم الفاقد الحراري في إنتاج الطاقة وإدارته.

4. مستشعر حرارة الهواء المحيط والرطوبة:

   • يتتبع في الوقت الفعلي حالة الحرارة والرطوبة في البيئة المحيطة، مما يتيح ربط إنتاج الطاقة الشمسية بالظروف الجوية.

5. مقياس المطر:

   • يقيس مستويات هطول الأمطار، وهي ضرورية لفهم أنماط الطقس ودورات التنظيف وأثر المطر في تلوث الألواح وأداء النظام ككل.

6. نظام قياس مؤشر فاقد التلوث بالأتربة:

   • يتتبع أثر تراكم الغبار والأوساخ في أداء الألواح الشمسية. ويكتسب هذا النظام أهمية خاصة في المناطق الجافة وشبه الجافة مثل Khavada، حيث قد يقلل التلوث كفاءة الألواح بدرجة كبيرة.

مسجّل البيانات XG930 (دقة الفئة A وفق IEC 61724-1:2021):

تتكامل محطة الرصد مع XG930 مسجّل البيانات من Aeron، الذي يستوفي دقة الفئة A وفق IEC 61724-1:2021، وهو معيار دولي لرصد أداء الأنظمة الكهروضوئية. ويضمن XG930 ما يلي:

• أخذ عينات عالية الدقة كل ثانية واحدة وتسجيل البيانات على فترات دقيقة واحدة، مع التقاط بيانات البيئة في الوقت الفعلي.

• نقل موثوق للبيانات وتكامل سلس مع جميع المستشعرات، مما يجعله مناسبًا لجمع البيانات الشامل وتحليل الأداء.

المتانة ومقاومة التآكل:

نظرًا للظروف البيئية القاسية في Khavada، مثل ارتفاع درجات الحرارة والهواء المالح وعواصف الغبار المتكررة، فإن جميع المواد المستخدمة في التركيب مطابقة لمعايير فئة التآكل C5. ويضمن ذلك متانة المعدات وعمرها الطويل، ويحميها من التآكل، ويؤمّن تشغيلًا مستقرًا حتى في أقسى ظروف الطقس.

إدارة البيانات وتحليلها على السحابة:

تُرسل البيانات التي يجمعها نظام رصد الطقس كل دقيقة إلى منصة Live3 السحابية لتحليل البيانات وإدارتها. وتوفر هذه المنصة عدة مزايا:

• الوصول إلى البيانات في الوقت الفعلي: يمكن للمستخدمين النهائيين الاطلاع على البيانات الحية في أي وقت ومن أي مكان، مما يمنحهم رؤية كاملة لأداء المحطة.

• تحليلات بيانات متقدمة: توفر المنصة أدوات تحليل تساعد على تتبع الاتجاهات وتحسين توليد الطاقة والتنبؤ باحتياجات الصيانة بناءً على الظروف البيئية.

• مقارنة الأداء: تتيح مقارنة إنتاج الطاقة الشمسية الفعلي بالإنتاج المتوقع، مما يساعد على تحديد أوجه القصور مثل التلوث بالأتربة أو تراجع الأداء الناتج عن الحرارة.

المطابقة لمعيار IEC 61724-1:2021:

يلتزم نظام الرصد بأكمله بمعيار IEC 61724-1:2021، بما يضمن أن جميع المستشعرات ومعدات تسجيل البيانات تحافظ على دقة الفئة A. ويضمن ذلك جمع بيانات دقيقة وموثوقة، وهو أمر أساسي لرصد أداء محطة الطاقة الكهروضوئية الشمسية وتحليله بدقة.

الخلاصة:

تمثل محطة رصد الطقس الشمسي المركّبة في Khavada نظامًا متطورًا عالي الدقة يتتبع الأداء الشمسي والظروف البيئية في واحد من أصعب المناخات. وباستخدام أجهزة حديثة مثل أجهزة قياس الإشعاع الشمسي ومقاييس الألبيدو وأنظمة مؤشر التلوث بالأتربة ومستشعرات الحرارة، توفر المحطة بيانات قيّمة لتحسين أداء محطة الطاقة الكهروضوئية. ومع دمج مسجّل البيانات XG930 من Aeron XG930 data logger ومنصة Live3 السحابية، يستطيع المشغلون والباحثون الحصول على رؤى فورية، مما يتيح اتخاذ قرارات استباقية وإدارة أفضل لنظام الطاقة الشمسية.

يسهم هذا المشروع البحثي إسهامًا كبيرًا في فهم أداء الطاقة الشمسية في البيئات القاسية، ويقدم رؤى قيّمة لتحسين تصميم محطات الطاقة الشمسية وصيانتها وتشغيلها في مناطق مماثلة.

المؤلف: Saurabh Dey - GM (IoT BU)