I ricercatori in Cina hanno sviluppato una nuova tecnica di monitoraggio localizzato dell’accumulo di polvere per array fotovoltaici distribuiti che si basa esclusivamente sull’hardware degli inverter esistenti, eliminando la necessità di dispositivi aggiuntivi o connettività internet.
“Per i sistemi fotovoltaici distribuiti con ricavi dalla produzione di energia relativamente modesti, la dipendenza da dispositivi extra o servizi esterni aumenta inevitabilmente l’investimento iniziale e prolunga i periodi di ammortamento,” ha spiegato il team. “Inoltre, questi metodi spesso comportano procedure complesse difficili da implementare per i non specialisti. Per rispondere alla necessità di un monitoraggio della polvere economico e pratico, questo studio propone un approccio di monitoraggio localizzato.”
Il nuovo metodo sfrutta il funzionamento di più pannelli all’interno della stessa area locale, consentendo al sistema di distinguere costantemente gli stati di accumulo di polvere sulla base dei dati operativi. In questa configurazione, gli inverter raccolgono e filtrano i dati pertinenti, che vengono poi compressi utilizzando uno schema migliorato di codifica differenziale (DE) applicato a tensione, corrente e alle loro durate.
Un modello di intelligenza artificiale a unità ricorrente con gate (GRU) estrae successivamente le caratteristiche e identifica i pattern, mentre un algoritmo semi-supervisionato K-means raggruppa i dati in cluster puliti e sporchi utilizzando esempi etichettati. I risultati giornalieri vengono aggregati statisticamente, e quando emergono pattern consistenti, il sistema emette un avviso. I dati raccolti prima e dopo ogni operazione di pulizia vengono trattati come nuove istanze etichettate, aggiornando il set di campioni per il monitoraggio futuro.
Per valutare il sistema, i ricercatori hanno testato tre gruppi di array fotovoltaici: Gruppo 1 con pannelli in silicio policristallino da 230 W, sette anni di servizio, topologia 1×13 e una capacità totale di 2,9 kW; Gruppo 2 con pannelli in silicio policristallino da 275 W, otto anni di servizio, topologia 2×9 e una capacità totale di 4,9 kW; e Gruppo 3 con pannelli in silicio monocristallino da 135 W, due anni di servizio, topologia 2×6 e una capacità totale di 1,6 kW.
Tutti gli inverter erano di tipo trifase a ponte completo con una potenza nominale di 10 kW. I dati sono stati raccolti per 12 giorni in condizioni di sole, nuvolosità e cielo coperto, con ogni gruppo fotovoltaico testato sotto quattro diversi scenari di copertura di polvere simulati utilizzando film plastici con trasmittanze dell’85%, 72% e 61%. Sui 302.400 punti dati raccolti, 4.139 sono stati mantenuti dopo il filtraggio, con 3.139 utilizzati per l’addestramento e 1.000 riservati per i test.
Il sistema ha dimostrato un’accuratezza del 96,5%, leggermente inferiore al 98% di accuratezza degli approcci collaborativi cloud-edge di riferimento.
“L’approccio proposto raggiunge basso costo, bassa complessità operativa e alta accuratezza nel monitoraggio dell’accumulo di polvere, riducendo così le spese di manutenzione e gestione per i sistemi fotovoltaici distribuiti e migliorando la redditività dei proprietari,” ha concluso il team.
Il nuovo approccio è stato descritto in “Localized dust accumulation monitoring for distributed photovoltaic arrays,” pubblicato su Solar Energy. Il team di ricerca era composto da scienziati della Shandong University of Science and Technology e della Shandong University cinesi.
I presenti contenuti sono tutelati da diritti d’autore e non possono essere riutilizzati. Se desideri collaborare con noi e riutilizzare alcuni dei nostri contenuti, contatta: editors@nullpv-magazine.com.
Inviando questo modulo consenti a pv magazine di usare i tuoi dati allo scopo di pubblicare il tuo commento.
I tuoi dati personali saranno comunicati o altrimenti trasmessi a terzi al fine di filtrare gli spam o se ciò è necessario per la manutenzione tecnica del sito. Qualsiasi altro trasferimento a terzi non avrà luogo a meno che non sia giustificato sulla base delle norme di protezione dei dati vigenti o se pv magazine ha l’obbligo legale di effettuarlo.
Hai la possibilità di revocare questo consenso in qualsiasi momento con effetto futuro, nel qual caso i tuoi dati personali saranno cancellati immediatamente. Altrimenti, i tuoi dati saranno cancellati quando pv magazine ha elaborato la tua richiesta o se lo scopo della conservazione dei dati è stato raggiunto.
Ulteriori informazioni sulla privacy dei dati personali sono disponibili nella nostra Politica di protezione dei dati personali.