כאשר אנרגיה סולארית פוגשת מדע - תפקידו של סולארי ניטור במחקר יישומי

הגבול בין חדשנות טכנולוגית למחקר יישומי הולך ונעשה דק יותר ויותר בנוף האנרגיה של ימינו. דוגמה קונקרטית לכך מגיעה משני פרויקטים ניסיוניים המעסיקים טיגו טכנולוגיה לאיסוף נתוני ביצועים ברזולוציה גבוהה ב קולט ברמה. פרויקטים אלה מקודמים על ידי Energy4Climate (E4C), אחד מותקן במצפה הכוכבים האטמוספרי SIRTA (Site Instrumental de Recherche par Télédétection Atmoshpérique) באזור פריז, והשני נמצא בקמפוס של אוניברסיטת פולינזיה הצרפתית (UPF).

מרכז Energy4Climate של המכון הפוליטכני של פריז מאגד כמעט 30 מעבדות העובדות על ארבעה נושאים חוצי תחומי פעילות להפחתת פליטות גזי חממה, שיפור יעילות האנרגיה, פריסת אנרגיה מתחדשת והצעת מדיניות אנרגיה רלוונטית. E4C מפתחת פלטפורמות ומדגימים על מנת לבחון, בתנאי חיים אמיתיים, שיטות, פתרונות ניהול ומידול. E4C נתמך על ידי התוכנית ^{השלישית} להשקעה באנרגיה (ANR-18-EUR-0006-02) ושני הפרויקטים המפורטים להלן ממומנים במשותף על ידי קרן אקול פוליטכניק (קתדרת מחקר " Défis Technologiques pour une Énergie Responsable " או "אתגרים טכנולוגיים לאנרגיה אחראית", במימון TotalEnergies).

פרויקט מס' 1 – ארבעה סולארי טכנולוגיות שנבחנו בטהיטי

הראשון מבין שני הפרויקטים מתארח בקמפוס UPF בטהיטי, סביבה טרופית עם תנאים מאתגרים במיוחד: רוחות חזקות, גשמים עונתיים נמוכים וסיכון גבוה להצטברות אבק ולכלוך על... סולארי קולטים .

הצמח כולל גם חד-פאציאלי וגם דו-פאציאלי סולארי קולטים , המאפשר ניתוח השוואתי של ביצועיהם בתנאי סביבה דומים. החלק הדו-פאציאלי של המערכת משלב קולטים מיצרנים מרובים, מה שמאפשר הערכה של טכנולוגיות ועיצובים שונים מבחינת תפוקת אנרגיה, אמינות ותגובה לתנאים משתנים. טיגו אופטימיזצי TS4 הותקנו כדי ניטור הביצועים של כל אדם קולט – מתח, הספק וזרם – ולשדר את הנתונים באמצעות API לפלטפורמת הניתוח datahub של E4C.

המטרה היא לנתח במדויק את השפעת התנאים הסביבתיים על כל אחד מהם. קולט סוג. להשלמת התמונה, מערכת ניטור סביבתי מתקדמת מספקת נתוני קרינה וטמפרטורה עבור כל מקטע, מה שמאפשר ניתוח צולב מדויק ביותר.

פרויקט מס' 2 – אנרגיה אגרוולטאית וביפאציאלית קולטים סינרגיות בין גידולים ו סולארי בצרפת

המיצב השני ממוקם ב-SIRTA, אחד ממצפי הצפה האטמוספריים המובילים באירופה, עם יותר מ-200 מכשירים המנטרים באופן רציף את סביבת האטמוספירה. המיצב הוא חלק מפרויקט AgriPV-ER , התורם ל- Pôle National de Recherche sur l'Agriphotovoltaïsme (או "מרכז המחקר הלאומי לאגרי-וולטאיקה") של INRAE. הפרויקט נתמך על ידי צרפת 2030 ועל ידי PEPR TASE (22-PETA-0007) .

פרויקט זה מתמקד בשילוב חקלאות ופוטו-וולטאית. בפאלאסו, בתוך מצפה הכוכבים SIRTA, מערכת אגרוולטאית משלבת גידול אספסת וחיטה עם התקנת אנרגיה דו-פאציאלית. סולארי קולטים מעל הגידולים. יותר מ-50 מכשירים פרוסים כדי ניטור מטאורולוגיה, קרקע, קרינה ו סולארי משתני מצב.

גם כאן, טיגו אופטימיזצי TS4 מאפשרים איסוף נתונים מפורטים קולט נתונים ברמה, החיוניים לניתוח ומידול האינטראקציה בין מחזורי גידול הצמחים לבין ביצועי האנרגיה של סולארי מַעֲרֶכֶת.

אחת הממצאים המעניינים ביותר מהמחקר נוגעת לשינוי העונתי של האלבדו , כלומר, יכולתה של הקרקע (או במקרה זה, של הצמחייה) להחזיר את אור השמש. בעונות מתונות יותר - ובמיוחד בין סוף מרץ לתחילת אפריל 2025 - נרשמה עלייה ניכרת באנרגיה המשוחזרת מהאופטימיזטורים, הנגרמת על ידי האלבדו הלא סדיר שנוצר על ידי כיסוי הצמחייה והצללה על חלק מהאזורים. סולארי קולטים נגרם על ידי המכשירים שנפרסו. במהלך תקופה זו, צמיחת הצמחים מגיעה לשיא ומצלה לחלוטין על הקרקע: השונות בצבע העלים והפיזור הלא אחיד יוצרים השתקפויות אור לא אחידות, מה שהופך את תפקיד הממטב לקריטי עוד יותר - לא רק לניטור ביצועים, אלא גם למקסום ייצור אנרגיה על ידי הפחתת השפעת חוסר ההתאמה.

ככל שהצמחים מתחילים לקמול, צבעם משתנה והאלבדו שלהם יורדים בהדרגה, מה שמשפיע באופן בלתי נמנע על תנובת הצמחים הדו-פניים. קולטים מצד שני, במהלך חודשי החורף, עליות נקודתיות באלבדו נגרמות עקב אירועי שלג קצרים, אך הייצור הכולל נשאר נמוך יותר עקב תנאי מזג אוויר קשים.

כמו כן, ראוי לציין כי המפעל ממוקם באזור עם אקלים גשום ולעתים קרובות מעונן, מה שמביא לתנודות טבעיות בייצור עקב כיסוי עננים. הודות ל טיגו עם האלקטרוניקה של ההספק, לא רק שאנרגיה מקסימלית מובטחת בכל תנאי, אלא שניתן גם לנטר את התנודות הללו בדיוק רב - ולהפוך אפילו תנאי סביבה מורכבים ומשתנים לנתונים יקרי ערך כדי לייעל את יעילות המערכת.

תפקידו של טיגו טכנולוגיה במחקר מדעי

" טיגו אופטימיזצי TS4 מספקים את הערכים הדרושים לנו כדי לחקור את הביצועים של כל אחד מהם. קולט ", כחלק ממערכת גדולה בהרבה", אמרה מוירה טורס, פוסט-דוקטורנטית במעבדת GeePs (Laboratoire de Génie Electrique et Electronique de Paris), חלק מסנטרל-סופלק . "זה מאפשר לנו להבין טוב יותר כיצד קולטים להגיב לתנאי סביבה שונים ולשפר את תחזיות הייצור. הנתונים שחולצו מ טיגו אופטימיזציות, מעובדות ומוצגות דרך פלטפורמת EI , בשילוב עם נתוני סביבה, משמשות לא רק לאימות מודלים קיימים אלא גם לפיתוח חדשים."

סיכום – נתונים המניעים חדשנות

פרויקטים אלה מציעים אישור חשוב: הנתונים שסופקו על ידי טיגו הטכנולוגיה לא רק תומכת בתפעול היומיומי של סולארי מערכות אלא גם הופך לכלי מפתח למחקר מדעי. בהקשרים שונים מאוד - מאקלים טרופי ועד נופים חקלאיים אירופיים - קולט אופטימיזציה של אנרגיה פוטו-וולטאית מוכיחה את עצמה כחיונית להבנה, חיזוי ושיפור ביצועי מערכות פוטו-וולטאיות של העתיד.

‍