اخبار – برای پنل های خورشیدی نصب شده روی سقف، اتفاقات زیادی می تواند بیفتد، از شاخه های درخت که روی آنها سایه می اندازند تا توپ بیسبال همسایه ترک خورده.
اکنون یک صاحب پنل خورشیدی می‌تواند با استفاده از یک ابزار نرم‌افزار جدید که داده‌های انرژی خورشیدی را به تصویر واضحی از تولید انرژی در طول زمان تبدیل می‌کند، بهتر درک کند که سیستمش چگونه عمل می‌کند. این ابزار می‌تواند نگهداری سیستم‌های خود را در طول سال‌ها برای دارندگان انرژی خورشیدی آسان‌تر کند و به آنها کمک کند برق تمیز بیشتری برای خانه‌ها و شبکه خود تولید کنند.
این نرم افزار که PVInsight نام دارد، عملکرد سیستم را در روزهای ابری در مقابل روزهای آفتابی نشان می دهد. موانع سایه بالقوه، مانند ساختمان ها یا پوشش گیاهی؛ یا تغییرات فاجعه بار تر، مانند گلوله های تگرگ که به پانل ها در طول طوفان آسیب می زند. این نرم افزار که توسط تیمی از محققان با آزمایشگاه یکپارچه سازی شبکه و تحرک آزمایشگاه SLAC (GISMo) ایجاد شده است، همچنین منبع باز است، به این معنی که هر علاقه مندی می تواند به آن دسترسی داشته باشد.
بنت مایرز، دانشمند SLAC، که در تیم GISMo کار می‌کند و رهبری توسعه نرم‌افزار را بر عهده دارد، می‌گوید: «کسی که پنل‌های خورشیدی روی سقف خود دارد ممکن است تعجب کند که آیا پنل‌هایش به اندازه زمانی که برای اولین بار نصب شدند، انرژی تولید می‌کنند. “از آنجایی که بسیاری از مردم پیشینه ای در علم داده یا مهندسی برق ندارند، نرم افزار ما دید مستقیم تری از سیستم های خود به آنها می دهد.”
تقاضای رو به رشد
تقاضا برای سیستم های خورشیدی روی پشت بام در حال افزایش است – نصب و راه اندازی در ایالات متحده از سال 2020 تا 2021 34٪ افزایش یافته است – و به همراه آن نیاز به نرم افزار کاربر پسندتری مانند PVInsight است.
چیزی مشابه در حال حاضر برای سیستم های انرژی خورشیدی بزرگ، مانند آرایه های خورشیدی در بیابان های کالیفرنیا وجود دارد. اما این سیستم‌های بزرگ‌تر اغلب دارای تیم‌هایی از مهندسان هستند که داده‌ها را تفسیر می‌کنند و سپس راه‌حل‌هایی برای تولید برق ایجاد می‌کنند. مهندسان این کار را با داده های آب و هوای قابل اعتماد و دانش مدل سازی سیستم PV انجام می دهند – چیزهایی که برای بسیاری از دارندگان روزانه خورشیدی یا جوامع محروم از خورشید در دسترس نیستند.
اگر سیستم‌های انرژی خورشیدی خانگی کوچک‌تر نگهداری می‌شدند، می‌توانستند الکتریسیته تمیز بیشتری تولید کنند – و قابل اطمینان‌تر، زیرا تولید برق آنها سازگارتر خواهد بود. منابع انرژی قابل اطمینان تر برای اپراتورهای شبکه برق در سراسر جهان اولویت بالایی دارد زیرا منابع متناوب بیشتری مانند خورشید و باد به شبکه متصل می شوند.
تبدیل نویزهای نامرتبط به موسیقی
محققان برای ایجاد نرم افزار خود، داده ها را از حدود 1000 سایت پنل خورشیدی در فواصل زمانی پنج دقیقه ای به مدت سه تا ده سال جمع آوری کردند. این داده‌ها به محققان کمک کرد تا به مجموعه‌ای از اصول طراحی الگوریتم، مانند نیاز به حداقل ورود داده‌ها و حداقل کارهای مهندسی، و شامل تخمین‌های خطا برسند.
به طور خاص، محققان برای ساختن نرم افزار بر تکنیکی به نام تجزیه سیگنال تکیه کردند. تجزیه سیگنال فقط داده‌های به‌دست‌آمده از یک سیستم پنل خورشیدی را می‌گیرد – دقیقاً چقدر انرژی تولید می‌شود، بنابراین هیچ داده‌ای از ایستگاه‌های هواشناسی وجود ندارد – و این داده‌ها را تجزیه می‌کند تا داستانی در مورد تولید انرژی سیستم بیان کند. این مثل مرتب کردن سر و صدایی است که از اتاقی که نمی‌توانید ببینید – اتاقی با بچه‌ها در حال دویدن، پخش موسیقی و پارس کردن سگ‌ها. تجزیه سیگنال صداهای مختلف اتاق را از هم جدا می کند، بنابراین می توانید یک صدا را در یک زمان بشنوید، بنابراین می توانید موسیقی را در نویز بشنوید.
سارا میسکوویچ، مهندس SLAC، که بخشی از GISMo و توسعه‌دهنده این پروژه است، می‌گوید: «داده‌های PV در ابتدا می‌توانند غیرقابل درک به نظر برسند». اما هنگامی که داده‌ها را از طریق تجزیه سیگنال اجرا می‌کنید، می‌توانید مواردی مانند روزهایی را ببینید که ابرها جلوی خورشید را گرفته‌اند یا زمانی که به دلیل چیزی که ممکن است روی یک پانل افتاده باشد، قدرت کامل از بین رفته است.
مایرز گفت: نکته مهم این است که این نرم افزار به لطف روشی که تیم تصمیم به کدنویسی الگوریتم ها گرفت، ایمن، قابل تفسیر و ممیزی است. به جای استفاده از محبوب تر هوش مصنوعی و تکنیک‌های کدگذاری شبکه‌های عصبی که می‌توانند درک گام به گام نرم‌افزار را سخت‌تر کنند، تیم کدها را به زبان رایانه‌ای آسان‌تر دنبال می‌کند. مایرز گفت که نرم افزار ایمن، قابل تفسیر و ممیزی به ویژه در صنعت انرژی که منابع ضروری را هر روز در اختیار جوامع قرار می دهد بسیار حیاتی است.
در حال حاضر، نرم‌افزار این تیم به افراد دارای سیستم‌های خورشیدی خانگی و سازمان‌های انرژی کمک می‌کند تا نمودارهای قابل درک انرژی تولید شده در طول زمان را دانلود کنند. این نمودارها نشان می‌دهند که چه زمانی یک خرابی سیستم رخ داده است یا زمانی که برق به دلایل نامعلومی کاهش یافته است – اولین بخش مهم دانش که همیشه برای اصلاح یک مشکل سیستم مورد نیاز است.
در آینده، محققان می‌خواهند این ابزار را کاربرپسندتر کنند تا افراد بیشتری در خانه بتوانند داده‌های خورشیدی خود را در یک برنامه تلفن درک کنند. مایرز گفت: در حال حاضر، کاربرانی که دارای ذهنیت فنی هستند می‌توانند مستقیماً با این الگوریتم‌ها تعامل داشته باشند، بنابراین محققان در حال کار بر روی این هستند که چگونه به کاربران فنی کمتر اجازه دسترسی به ابزارهای برنامه و رابط نقطه و کلیک را بدهند.
مایرز می گوید: «ما می توانیم از داده های خورشیدی چیزهای زیادی بیاموزیم. هر چه افراد بیشتری بتوانند اطلاعات خود را درک کنند، بهتر است.
