Гиперспектралдык алыстан зонддоого негизделген фотоэлектрдик панелдин чаңын көзөмөлдөө

Бенбан күн электр станциясы Египеттин Асуан губернаторлугунун Бенбан аймагында, Каирден болжол менен 650 чакырым түштүктө жана Асуандан 40 чакырым түндүк-батышта жайгашкан чөлдүү аймакта жайгашкан. Жалпы кубаттуулугу 1650 мегаватт болгон бул Египеттин биринчи ири фотоэлектрдик электр станциясы жана учурда дүйнөдөгү төртүнчү ири күн электр станциясы. Курулуш 2018-жылдын февраль айында башталып, 2019-жылдын ноябрь айында аяктаган. Станциянын аянты 37,2 чарчы километрди түзөт жана ага 4 миллиард АКШ доллары сарпталган.

Долбоорго киришүү

Чөл аймагында жайгашкан бул электр энергиясын өндүрүү долбоору тынымсыз кум бороондорунан жапа чегип келет. Фотоэлектрдик модулдардын бетинде чаң оңой эле топтолот. Бул чаң күн нурун тосуп, айнектин өткөрүмдүүлүгүн азайтып, клеткаларга жеткен күн радиациясынын көлөмүн азайтып гана тим болбостон, жылуулук алмашуу процессин да өзгөртөт. Чаң күн радиациясын сиңирип, аны өзүнүн жылуулугуна айландырат, ошол эле учурда фотоэлектрдик модулдун капкак айнегинен жылуулуктун таралышына тоскоол болот. Кыскасы, чаң фотоэлектрдик электр станцияларынын иштөө катышына таасир этүүчү негизги маселелердин бири. Бул негизинен төмөнкү аспектилерде чагылдырылат:

1. Чаңдын күн радиациясына тийгизген таасири

△1-сүрөт. Чаң деңгээлинин жогорулашы фотоэлектрдик панелдерден диффузиялык чагылышууну пайда кылат.

Айнек беттериндеги чаң күн радиациясынын өткөрүмдүүлүгүнө олуттуу таасир этип гана тим болбостон, күн радиациясынын фотоэлектрдик модулдарга чейин диффузиялык чагылышын пайда кылып, модулдардын чагылдыруу жөндөмүн жогорулатат. Эксперименталдык өлчөөлөр көрсөткөндөй, айнек беттеринде топтолгон чаң күн радиациясынын 5%-30% жоготууга алып келиши мүмкүн.

2. Чаңдын кальцификацияланышынын жана чөкмөсүнүн жарыктын өтүшүнө тийгизген таасири

Чаңдын курамында көп өлчөмдө кальций жана магний оксиддери бар. Фотоэлектрдик модулдардын бетиндеги чаң жамгыр суусу менен байланышта болгондо, аз өлчөмдөгү кальций жана магний иондору жамгыр суусуна эрип, фотоэлектрдик модулдардын айнек бетине кайра жабышып, калың жана катуу кальций жана магний кабырчыктарын пайда кылат. Кабырчык пайда болгондон кийин, аны алып салуу оңой эмес жана фотоэлектрдик модулдардын электр энергиясын өндүрүү көрсөткүчтөрүнө олуттуу таасирин тийгизет. Оор учурларда, ал тургай кээ бир фотоэлектрдик элементтерде ысык чекиттер сыяктуу көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн.

• Чаңдын фотоэлектрдик модулдардын температурасына тийгизген таасири

Чыңалган айнектин бетине жабышкан чаң күн радиациясынын бир бөлүгүн сиңирип, аны жылуулук энергиясына айландырып, фотоэлектрдик модулдардын иштөө температурасын жогорулатып, жылуулуктун таркалышына таасир этип, фотоэлектрдик модулдардын жылуулук-температуралык таасирин андан ары күчөтүп, фотоэлектрдик энергия өндүрүүнүн натыйжалуулугуна таасир этиши мүмкүн.

Ошондуктан, фотоэлектрдик системаларды иштетүү жана техникалык тейлөө учурунда фотоэлектрдик беттеги чаңдын фотоэлектрдик энергия өндүрүүгө тийгизген таасирине өзгөчө көңүл буруу керек. Фотоэлектрдик модулдардын бетин таза кармоо жана электр станциясынын натыйжалуу иштешин камсыз кылуу үчүн өз убагында тазалоо зарыл.

Фотоэлектрдик модулдардагы чаңды мониторингдөө маселесин чечүү үчүн биз 2024-жылдын 1-январында максаттуу аймакты сүрөткө тартуу үчүн XIGUANG-003 гиперспектралдык спутнигин колдондук. Натыйжада алынган сүрөттүн жер үстүндөгү чечилиши 10 метр жана толкун узундугу 150 спектрдик тилке болгон. Биз фотоэлектрдик панелдердин аймактарын аныктап, бөлүп алдык жана чаңдын каптоосун чагылдырууга негиздеп бааладык.

△2-сүрөт. Чөлдөгү фотоэлектрдик электр станциясынын схемалык диаграммасы

△3-сүрөт. Фотоэлектрдик панелдерди үзгүлтүксүз тазалоо

△4-сүрөт. Бенбан фотоэлектрдик станциясынын жайгашкан жери

△5-сүрөт. Изилдөө аймагынын бириктирүүдөн кийинки гиперспектралдык чыныгы түстүү сүрөтү

Биз жогорку чечилиштеги гиперспектралдык маалыматтарды алуу үчүн жогорку чечилиштеги панхроматикалык маалыматтарды гиперспектралдык маалыматтар менен айкалыштырабыз, андан кийин беттик чагылдыруу маалыматтарын алуу үчүн радиометриялык калибрлөөнү жана атмосфералык коррекцияны жүргүзөбүз, ошону менен фотоэлектрдик панелдин аймагындагы ар бир тилкенин чагылдыруусун талдайбыз.

△6-сүрөт Бенбан фотоэлектрдик станциясынын жанындагы эстелик белгилер

△7-сүрөт. Бенбан фотоэлектрдик станциясынын жанындагы жер үстүндөгү объектилердин чагылдырылышы (чагылуу маанилери 1000 эсе чоңойтулган)

6 жана 7-сүрөттөрдө көрсөтүлгөндөй, фотоэлектрдик панелдердин, борборлоштурулган сугарылуучу айыл чарба жерлеринин жана башка жер беттеринин үлгүлөрү белгиленген. Бул үч типтеги жер өзгөчөлүктөрүнүн чагылдыруу ийри сызыктары олуттуу айырмачылыктарды көрсөтүп турганын көрүүгө болот. Чөл беттеринин чагылдыруу ийри сызыктары бардык толкун узундуктарында жогору, ал эми айыл чарба жерлеринин чагылдыруу ийри сызыгы 450-560 нм диапазонунда фотоэлектрдик панелдерге караганда жогору жана андан кийин төмөндөйт. Ошондуктан, чагылдыруудагы бул айырмачылыктарга таянып, машиналык окутуу ыкмалары жердин өзгөчөлүктөрүн классификациялоо үчүн колдонулушу мүмкүн.

△8-сүрөт. 2023-жылы изилдөө аймагынын шамал розасынын диаграммасы

Ошондой эле, биз 2023-жылы изилдөө аймагы үчүн күнүмдүк шамалдын багыты жөнүндө маалыматтарды алдык жана 8-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, чаңдын топтолушунун мейкиндиктеги бөлүштүрүлүшүн текшерүү үчүн шамалдын багытынын жыштыгын эсептеп чыктык. Изилдөө аймагындагы басымдуу шамалдын багыттары түндүк-батыш жана түндүк-түндүк-батыш болуп саналат. Биз басымдуу шамалдын багыттарын чаң каптоо картасында 10-сүрөттө белгиледик.

*Маалымат булагы: Дүйнөлүк энергетикалык ресурстарды божомолдоо

△9-сүрөт. Чаңдын топтолушунун ар кандай деңгээлиндеги фотоэлектрдик панелдердин чагылдыруу жөндөмдүүлүгүнүн айырмачылыктары

10-сүрөт. 2024-жылдын 1-январына карата изилдөө аймагынын чаң каптоо картасы

Фотоэлектрдик панелдердин чагылдыруу жөндөмдүүлүгүндөгү айырмачылыктарга таянып, биз чаңды каптоо картасын түздүк. Андан кийин, 9-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бул чагылдыруу айырмачылыктарын текшерүү үчүн эки аймакты, түндүк-батыш жана түштүк-чыгыш аймактарын тандап алдык. Чаңды каптоо деңгээли жогору болгон фотоэлектрдик панелдер чагылдыруу жөндөмдүүлүгүнүн бир кыйла жогорулаганын көрсөттү. Андан тышкары, чаңды каптоонун мейкиндиктеги бөлүштүрүлүшү түндүк-батыштан түштүк-чыгышка карай төмөндөө тенденциясына ээ болду, бул көбүнчө басымдуу шамалдын багыты менен дал келди. Чыныгы шарттарга фотоэлектрдик панелдердин бурчунун өзгөрүшү же ар кандай зоналаштыруу схемалары таасир этиши мүмкүн болсо да, бул карта чаңдын топтолушуна салыштырмалуу интуитивдик сереп берет.

Көп көрүнүштүү маалыматтарды алгандан кийин, убакыт катарларынын маалыматы аркылуу чаңдын топтолуу схемаларын андан ары талдоо, метеорологиялык маалыматтарды бириктирүү менен чаңдын каптоосун алдын ала айтуу, кийинки тазалоо убактысын так эсептөө жана электр энергиясын өндүрүү статистикасын бириктирүү менен тиешелүү тазалоо циклдерин эсептөө, ошону менен тазалоо тапшырмаларын алдын ала рационалдуу пландаштыруу, өндүрүштүн натыйжалуулугун жогорулатуу жана тазалоо чыгымдарын азайтуу мүмкүн. Ошол эле учурда, чаңдын каптоосун мониторингдөөнүн тактыгын андан ары жогорулатуу үчүн чаңдын чагылуусу менен чыныгы сандык баалоо ортосундагы байланышты талдоо үчүн жердеги эксперименттерди айкалыштырууга болот.