Chuẩn đoán nhiệt trong nhà máy điện mặt trời

Vấn đề về môi trường thế giới và nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên năng lượng không thể phục hồi là một lý do thúc đẩy việc tìm kiếm các nguồn tài nguyên năng lượng thay thế - Năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng không thể cạn kiệt. Nhờ vào các chương trình hỗ trợ của chính phủ cũng như các tổ chức trên thế giới việc xây dựng các nhà máy điện mặt trời càng được mở rộng. Do vậy, việc bảo trì, kiểm tra thường xuyên các tấm pin năng lượng mặt trời để tránh các vấn đề phát sinh khi vận hành trong nhà máy điện mặt trời càng trở lên bức thiết. Một phương pháp kiểm tra nhanh hơn, rẻ hơn và rất đáng tin cậy đã được sử dụng trong rất nhiều nhà máy quang điện trên toàn thế giới, có thể kiểm tra chất lượng của các tấm pin mặt trời trong một khu vực rộng lớn là Phương pháp chuẩn đoán nhiệt sử dụng hệ thống camera nhiệt tiên tiến đi kèm hệ thống máy bay không người lái (Drone).

1. Hiện trạng vấn đề

Mỗi một tấm pin năng lượng bao gồm từ 36 đến 96 tế bào (cell) silicon tinh thể hoạt động theo nguyên tắc hiệu ứng quang điện. Nguyên lý này rất đơn giản, tuy nhiên trên thực tế có rất nhiều các vấn đề gây ảnh hưởng đến việc hoạt động và sử dụng các tấm
pin năng lượng này. Trong quá trình sản xuất , lắp đặt và vận hành nhà máy điện mặt trời, các lỗi có thể xảy ra làm ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ hoặc hiệu suất của các tấm pin năng lượng.Thông thường được biết đến là các khuyết tật xoáy trên các tấm quang điện (xuất hiện khi bơm các phụ gia Oxi trong quá trình sản xuất).

Nhà máy điện mặt trời

 

Lỗi quy trình là các lỗi do chất lượng xây dựng kém, sử dụng pin năng lượng không đúng. Đối với người sử dụng, điều này có thể liên quan đến việc bất cẩn ( gây trầy xước, nứt hoặc làm vỡ các cell) hoặc bề mặt các tấm pin năng lượng bị che phủ ( bụi bẩn, cát...) khi việc bảo trì không được thực hiện đúng quy trình. Các lỗi trên gây hỏng hóc một số cell (tế bào) trong tấm pin năng lượng mặt trời.

Hầu hết các lỗi, hỏng hóc trên đều dẫn đến việc xuất hiện các điểm nóng bất thường, được gọi là các "Điểm nóng". Đây là nơi có sự tái hợp tăng dần của các electron và các lỗ trống. Năng lượng được giải phóng trong quá trình này tỏa ra không gian dưới dạng nhiệt. Những điểm nóng này quá nhiệt và có chênh lệch nhiệt độ so với các cell bình
thường có thể lên đến 50°C. Điều này thường dẫn đến thiệt hại không thể phục hồi cho các tế bào lỗi, cũng như toàn bộ tấm pin năng lượng.Việc kiểm tra từng cell quang điện là một nhiệm vụ khó khăn. Thường các tấm quang điện được đặt ở vị trí cao như mái nhà hoặc trên một diện tích lớn và yêu cầu nhiều cả về thời gian lẫn tài chính. Việc bỏ qua các việc bảo dưỡng, kiểm tra thường xuyên hàng năm có thể gây ra các hậu quả nghiêm trọng như hỏa hoạn.

 

2. Sử dụng camera nhiệt trong quá trình chuẩn đoán các tấm quang điện

Giải pháp lý tưởng cho vấn đề này là ứng dụng hệ thống camera nhiệt vì các điểm nóng sẽ hiển thị đáng kể trên hình ảnh nhiệt so với màu khu vực xung quanh. Trong hầu hết các trường hợp, con người không thể dùng camera nhiệt đến đo trực tiếp các tấm pin năng lượng một cách an toàn. Ví dụ : trong các trường hợp lắp đặt trên mái dốc, hoặc có nhiều chướng ngại vật khác nhau (cây cối, địa hình gồ ghề..). Vì những lý do này, một giải pháp đơn giản và hiệu quả là sử dụng camera nhiệt gắn trên các máy bay không người lái.

Việc xây dựng phép đo như vậy đòi hỏi kinh nghiệm điều khiển máy bay không người lái kèm nhiệt kế. Do đó, người điều khiển máy bay luôn có mặt trong quá trình chuẩn đoán nhiệt, họ điều khiển hệ thống camera, hướng camera tới những điểm cần tập trung khi phát hiện sự cố và ghi lại hình ảnh để phân tích sau này. Một lý do thuyết phục để sử dụng camera nhiệt từ trên không là do việc phát hiệnsự bất thường về nhiệt được thực hiện tốt nhất ở các góc nhìn 70° gần đến 90° so với bề mặt pin mặt trời. Do yêu cầu này, sẽ không bao gồm việc sử dụng máy ảnh nhiệt cầm tay; ngược lại, một máy bay không người lái có gắn camera nhiệt có khả năng xoay, dễ dàng đáp ứng điều kiện này. Một số yếu tố giới hạn của môi trường có thể ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép đo: nhiệt độ, cường độ ánh nắng. Nhiệt độ môi trường xung quanh khoảng 25°C, cường độ ánh nắng mặt trời 1.000W/m2, ít mây. Trong trường hợp này, kết quả thu được trên camera nhiệt tốt nhất để xác định lỗi.

Một số hình ảnh nhiệt của nhà máy điện mặt trời với sự cố được phát hiện (điểm nóng) qua hình ảnh của camera nhiệt

 

3. Ưu điểm của hệ thống camera nhiệt

Hệ thống camera nhiệt bao gồm 1 camera nhiệt hoặc tích hợp 1 camera nhiệt và 1 camera ghi hình đi kèm hệ thống điều khiển cho phép người dùng kiểm tranhanh một khu vực diện tích rộng lớn trong nhà máy điện mặt trời. Trong suốt quá trình bay, người dùng có thể xem trực tiếp, ghi lại các bản ghi video, hình ảnh trong suốt chuyến bay. Hệ thống hồ sơ lưu lại sẽ được phân tích bằng phần mềm chuyên dụng có chức năng đo tiên tiến, các tùy chọn dễ dàng, nhanh chóng tạo báo cáo.
Hệ thống này còn cho phép chuyển đổi giao diện hình ảnh từ xa; ví dụ, để làm nổi bật những nơi có nhiệt độ vượt qua mức giới hạn dự kiến bằng cách chọn màu trong nhiệt kế. Các điểm nóng nóng hơn, chuẩn đoán nhiệt sẽ nhận dạng ngay từ bước đầu tiên và tập chung vào những điểm này trong quá trình kiểm tra chi tiết. Các tùy chọn đặt phạm vi của thang đo nhiệt độ giúp việc nhận dạng các điểm nóng dễ dàng. Các điểm nóng riêng lẻ trên tấm pin năng lượng hiển thị cùng nhiệt độ và không tự động thay đổi nhiệt độ bởi sự thay đổi nhiệt của khu vực giám sát như các hệ thống đơn giản khác.
 

 

4. Tổng kết

Hệ thống chuẩn đoán nhiệt từ trên không là hệ thống được khuyên dùng duy nhất cho bất kỳ hệ thống quang điện nào sau khi lắp đặt và trước khi cấp nguồn cũng như trong quá trình kiểm tra, bảo dưỡng thường xuyên để bảo đảm hiệu quả về công suất là tối đa với giá thành sửa chữa là nhỏ nhất. Tốc độ kiểm tra và độ tin cậy của camera nhiệt cao hơn nhiều lần so với các phương pháp kiểm tra thông thường. Đây là phương pháp rẻ nhất để xác định các vị trí lỗi trên bảng pin năng lượng mặt trời. Ngày nay, hình ảnh chuẩn đoán nhiệt cũng là một trong những tiêu chuẩn trong các yêu cầu báo cáo lỗi được nhiều công ty chấp thuận.

Mọi thông tin chi tiết xin vui lòng liên hệ:
Trung tâm Giải pháp Phần mềm và Thiết bị Công nghệ
Hotline: 0976 268 036 / 024 3974 1373