Chuẩn đoán nhiệt trong nhà máy điện mặt trời - Ứng dụng công nghệ nhiệt trong vận hành, kiểm tra, bảo dưỡng nhà máy điện mặt trời

06/04/2020

Lượt xem 52

Môi trường thế giới và nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên năng lượng thúc đẩy con người tìm kiếm các nguồn tài nguyên mới thay thế. Năng lượng mặt trời là một nguồn tài nguyên không thể cạn kiệt. Nhờ vào các chương trình hỗ trợ của chính phủ cũng như các tổ chức trên toàn thế giới việc xây dựng các nhà máy điện mặt trời càng ngày càng 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 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 năng lượng mặt trời trong một khu vực rộng lớn là Phương pháp chuẩn đoán nhiệt sử dụng hệ thống camera nhiệt tiên tiến kèm hệ thống máy bay không người lái ( Drone, AUV)

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 hoạt động của hệ thống này rất đơn giản, tuy nhiên trên thực tế có rất nhiều 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 luôn có thể xảy ra gây ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ hoặc hiệu suất của các tấm pin năng lượng. Nguyên nhân thông thường nhất đó là các khuyết tật xoáy trên các tấm quang điện ( xuất hiện khi bơm các phụ gia Oxi trong quá trình sản xuất). Các lỗi quy trình là các lỗi xuất hiện 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 đều 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 và được gọi là các "Điểm nóng". Tại các điểm nóng, phản ứng giữa electron và các lỗ trống tăng dần. 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 hỏng hóc 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 rất 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 thời gian lẫn tài chính. Không thực hiện bảo dưỡng, kiểm tra thường xuyên hàng năm có thể gây ra các hậu quả nghiêm trọng như cháy, nổ.

 

Sử dụng camera nhiệt phát hiện lỗi trên các tấm quang điện

Giải pháp lý tưởng cho vấn đề phát hiện, kiểm tra lỗi trên các tấm pin năng lượng mặt trời là ứng dụng hệ thống camera nhiệt vì các điểm nóng sẽ hiển thị trên hình ảnh nhiệt so với màu sắc của các 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, nhiều chướng ngại vật ( 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 này đòi hỏi kinh nghiệm điều khiển của người lái máy bay, người điều khiển luôn có mặt trong quá trình kiểm tra, chuẩn đoán nhiệt, họ điều khiển camera, hướng camera tới những điểm cần tập trung quan sát, sự cố được phát hiện 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 hiện sự bất thường về nhiệt được thực hiện tốt nhất ở các góc nhìn 70° gần đến 90° so với bề mặt pin mặt trời. Với yêu cầu này, máy ảnh nhiệt cầm tay sử dụng trong trường hợp này sẽ không thực sự hiệu quả; ngược lại, một máy bay không người lái có gắn camera nhiệt có khả năng quay, quét  dễ dàng đáp ứng điều kiện này. Một số yếu tố 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.

 

Ưu điểm

Hệ thống camera nhiệt bao gồm 1 camera nhiệt hoặc tích hợp 1 camera nhiệt và 1 camera ghi hình kỹ thuật số có độ phân giải cao đi kèm hệ thống điều khiển cho phép người dùng kiểm tra nhanh 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 video, hình ảnh trong suốt chuyến bay. Dữ liệu lưu lại được phân tích bằng phần mềm chuyên dụng cho các chức năng đo tiên tiến, nhiều tùy chọn, dễ dàng và 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 các điểm có nhiệt độ vượt qua mức giới hạn bằng cách chọn màu trong nhiệt kế. Các điểm nóng hơn sẽ được nhận dạng ngay từ bước đầu tiên và tập trung vào các điểm này trong suốt quá trình kiểm tra chi tiết. Nhiều tùy chọn đặt phạm vi thang đo nhiệt giúp việc nhận dạng các điểm quá nhiệt một cách dễ dàng.

 

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.

 

CIC có hơn 30 năm kinh nghiệm trong cung cấp phần mềm, giải pháp và thiết bị trong xây dựng, quản lý như: Siêu âm cọc nhồi, Thiết bị mô phỏng lái xe, Phần mềm xây dựng, ... Liên hệ chúng tôi để được tư vấn giải pháp phù hợp nhất cho doanh nghiệp của quý khách.

 

 

Tin liên quan:

https://cic.com.vn/cic-da-cung-cap-thiet-bi-do-tim-vet-nut-cho-duong-ham-song-sai-gon-con-goi-la-ham-thu-thiem-n123.html

https://cic.com.vn/giai-phap-thiet-bi-bay-khong-nguoi-lai-n32.html