دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 53151 + ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله

قابلیت اطمینان سیستم فوتوولتائی: از منظر اپراتور

کد مقاله سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی
53151 2013 6 صفحه PDF 14 صفحه WORD
خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.
عنوان انگلیسی
PV System Reliability: An Operator’s Perspective
منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE Journal of Photovoltaics, Page(s): 416 - 421 ISSN : 2156-3381 INSPEC Accession Number: 13188074

فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
عبارات شاخص
مقدمه
فلسفۀ برچسب‌زنی (تهیۀ گزارش) 
توصیف نهادها
نتایج
کلیت
جدول1:تعداد تکرار گزارش‌ها و تلفات انرژی مربوط برای هر ناحیه خطای کلی
جدول2:تعداد تکرار گزارش‌ها و تلفات انرژی مربوط برای هر دلیل اصلی کلی
شکل1. تلفات انرژی تجمعی ترسیم شده به عنوان تابعی از تعداد گزارش‌ها. گزارشات به صورت نزولی و برحسب تلفات انرژی مرتب شده‌‌اند. 
جدول3:تعداد تکرار گزارش‌ها و تلفات انرژی مربوط برای  5% بالای گزارش‌ها (طبق تلفات انرژی)
جدول4:تعداد تکرارهای گزارشات اینورتر و تلفات انرژی مربوط به قطعه
اینورترها
شکل2. گزارشات به ازای هر اینورتر- سال برای پنج سازندۀ اینورتر مرکزی و فروشندۀ اینورتر رشته‌ای (STR)، و میانگین‌هایی برای پنج فروشندۀ اینوتر مرکزی (“A-E”) و همۀ فروشنده‌های موجود. گزارشان اینورتریی برای دلیل اصلی کلی فیلتر شدند: سبز برای دلایل سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری، آبی برای تنها دلایل سخت‌افزاری. 
شکل3. نرخ خرابی سالیانه (معادل با تعداد گزارش‌ها به ازای هر اینورتر-سال) برای چهار سازندۀ اینورتر مرکزی.
 ماژول‌های فوتوولتائی
جدول 5:تعداد تکرار گزارش‌های ماژول PV
بحث
نتیجه‌گیری
کلمات کلیدی
اینورترها، ماژول‌ها، سیستم‌های فوتوولتائی (PV)، قابلیت اطمینان -
ترجمه چکیده
عملکرد بلندمدت سیستم فوتوولتائی (PV) یکی از دلایل اصلی ارزشمندی آن است؛ دلیل دیگر مقدار واحد انرژی تولیدی آن است. صنعت با این فرض کار می‌کند که یک سیستم فوتوولتائی بتواند با کمترین وقفه در خدمات در یک وضعیت کاملا قابل اطمینان به مدت 20 تا 25 سال که مدتی معمول برای قراردادهای خرید است، به عمل تبدیل فوتون‌ها به الکترون‌ها ادامه دهد. با این حال، سیستم‌های ماکروسکوپی (مقیاس بزرگ) دست‌ساز که شامل اجزایی با قسمت اعظم کار یدی، و اینکه تحت شرای کنترل نشده‌ای در خارج از ساختمان عمل می‌‌کنند، مسائل و مشکلاتی را از خود بروز می‌دهند. نرم‌افزار اینورتر که برای عملکرد آنها حیاتی است یک دلیل بالقوۀ دیگری از عیب‌های رخ داده محسوب می‌شود. در حالت یک اپراتور با حضور جهانی، اتکا به خدمۀ مونتاژ محلی و تغذیۀ اجزا از تعداد زیادی از منابع و تامین‌کنندگان، چالش برای حفظ صدها نیروگاه برق در شرایط عملکرد بهینه با تیم‌های منطقه‌ای از تکنسین‌های دوره‌گرد مسالۀ ساده‌ای نیست. قطعی زیرسیستم‌های با ماموریت‌های ضروری، 69% مسائل خدمات شناسائی شده را به خود اختصاص می‌دهند و مسئول 75% تلفات مربوط به بخش انرژی هستند. بیشتر مسائل در اینورتر رخ می‌دهد، اما خرابی‌های زیرسیستم ac و قطعی‌های خارجی رخ داده شامل سهم عمده‌ای از بزرگترین تلفات هستند. خرابی‌های ماژول بخش کوچکی از مسائل شناخته شده را به خود اختصاص می‌دهند.
ترجمه مقدمه
قابلیت اطمینان مفهومی است که آن را می‌توان در هر دو بافت تصادفی و دقیق فنی به کار برد. در سمت انتهایی این طیف، قابلیت اطمینان سیستم به این صورت تعریف می‌شود: "احتمال آن که یک سیستم شامل سخت‌افزار، میان‌افزار و نرم‌افزار وظیفه‌ای را که برای آن طراحی شده است یا قصد انجام آن را دارد برای یک زمان مشخص و در یک محیط مشخص شده، به طور رضایت‌بخش به سرانجام برساند" [1]. در عمل، یک سیستم فوتوولتائی (PV) ترکیبی از سیستم‌ها و اجزا است، از سخت‌افزارهای ساده‌ای چون اتصالات سیمی گرفته تا واحدهای پیچیده‌ای چون کنترلرهای تعقیبی و اینورترها، که رفتار سفت و سخت قابلیت اطمینان کل سیستم را به یک عمل چالش‌برانگیز بدل می‌کند؛ به جز یک مورد که برای تکامل رو به رشد صنعت ضروری است. این برای اپراتور ضرورت دارد که قادر به ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم باشد تا بتواند تصمیمات مربوط به طراحی، مهندسی، تدارکات، احداث و خدمات را بهینه کند. اولین گام در ارزیابی قابلیت اطمینان کل سیستم تعریف عملکرد رضایت‌بخش بر اساس طراحی است، که خود یک چالش به شمار می‌آید. دسترسی یک چنین متریک اساسی است، اما اما برای زیرسیستم‌ها کاربرد بیشتری دارد مثلا برای اینورتر یا زیرسیستم ac. نقص اولیۀ یک کاربرد سادۀ دسترسی به عنوان یک متریک برای سیستم‌های فوتوولتائی این حقیقت است که همۀ ساعات وزندهی یکسانی می‌شوند. این در راستای انگیرۀ اصلی اقتصادی فوتوولتائی که در حال حاضر تولید انرژی است نمی‌باشد. متریکی که تطبیق بهتری ارائه می‌دهد نسبت انرژی تولیدی اندازه‌گیری شده به مقدار تخمینی از یک مدل است. یک چنین نسبتی یا شاخصی می‌تواند در مورد عملکرد نسبت به انتظاراتی که در طی طراحی پلنت تدارک دیده شده بود و یا تا یک سطح تئوریک بر اساس اطلاعات تاریخی، به اپراتور اطلاع‌رسانی کند. موقع تجزیه و تحلیل عملکرد سیستم فوتوولتائی، تشخیص دو دستۀ بارز از خطاها حائز اهمیت است: قطعی و اختلال. قطعی وضعیتی است که در آن کل سیستم یا زیرسیستم حیاتی برای تولید در اختیار نیستند. بر عکس، یک اختلال وضعیتی است که در آن سیستم به عملکرد خود ادامه می‌دهد اما در یک سطحی پایین‌تر از انتظارات. این یک تمایز مهم از چند لحاظ است. شناسائی و تشخیص اختلالات زمان بیشتری لازم دارد و در بیشتر موارد به عملیات فوری اصلاحی نیازی ندارند. از سوی دیگر، قطعی‌ها تقریبا به ندرت نادیده گرفته می‌شوند، به راحتی مشخص شده و نیازمند توجه فوری هستند. سیستم در نظر گرفته شده برای این مطالعه به طور فعال در اندازه‌گیری و سطح اینورتر پایش می‌شود. برخلاف این واقعیت که اختلالات بطور اجتناب‌ناپذیری دست کم گرفته می‌شوند، تجربۀ سان‌ادیسون نشان می‌دهد که قطعی‌ها از نظر تاثیر تولید غلبه دارند. مطالعۀ ذیل هر دو موضوع قطعی و اختلال را در نظر می‌گیرد؛ با این حال، هر گونه ملاحظۀ اینکه آیا افزایش گسستگی پایش با یک تحلیل مقرون به صرفه از لحاظ هزینه، مطابقت دارد یا خیر خارج از بحث این مقاله است. همچنان، پلنتی که خرابی مکرر تجهیزات را از خود نشان می‌دهد کاربرد گسترده‌ای خواهد شد تا به سطوح عملکرد بلندمدت خود دست یابد: یک سیستم فوتوولتائی قابل اطمینان می‌تواند با اقتصادی‌ترین عملکرد به اهداف اجرائی خود برسد. هزینۀ عدم قابلیت اطمینان به دو شیوه ظاهر می‌شود: مقدار تولید محقق نشده و هزینۀ تعمیر. وقتی اجزا و عناصر در طی دورۀ گرانتی خود دچار نقص و خرابی شوند، هزینه‌های تعمیر (حاصل از گسیل افراد سرویس‌رسان و خدمات) نسبت خوبی با نرخ خرابی دارد. بنابراین، تاثیر تولید نماینده‌ای برای حساسیت سیستم به قابلیت اطمینان یک عنصر است، در حالی که نرخ خرابی یک عنصر را می‌توان به عنوان نماینده‌ای مستقیم برای قابلیت اطمینان آن به کار برد. الف. فلسفۀ برچسب‌زنی (تهیۀ گزارش) یک رویۀ استاندرد در محیط‌های سرویس‌دهی ثبت مسائل در یک پایگاه داده‌ای است. این رکوردها شامل اطلاعات مربوط به مسائلی چون زمان کشف، سیستم و تجهیز تحت تاثیر قرار گرفته، یادداشت‌های پرسنل میدانی، تاثیر محصول، هزینۀ خدمات و غیره است. در این مقاله ما موارد اشاره شده توسط مرکز عملیات تجدیدپذیر سان‌ادیسون در بلمونت، CA، را تحلیل می‌کنیم، جائی که در آن اپراتورها اطلاعات جمع‌آوری شده از سراسر جهان توسط سیستم اطلاعات انرژی و زیست‌‌محیط سان‌ادیسون را پایش می‌کنند، سیستمی که با تعدادی زیرسیستم و اجزای نیروگاه برق (مثل اندازه‌گیر تولید، اینورتر، پایگاه هواشناسی و غیره) در ارتباط بوده و اطلاعات را به پایگاه دادۀ بنیاد ارسال می‌کند. به منظور بررسی منظم و سیستماتیک قطعی‌ها و اختلالات، سان‌ادیسون یکسیستم دو دسته‌ای دوسطحی را تعریف کرده است: یک دسته (ناحیۀ خرابی) شامل اطلاعاتی در مورد بخشی است که مساله‌ای را بروز داده است؛ دستۀ دوم (دلیل اصلی) به دنبال دلیل بروز حادثه است. در هر دسته اطلاعات در دو سطح جمع‌آوری می‌شود: کلی و اختصاصی. ناحیۀ خرابی کلی اشاره دارد به یکی از زیرسیستم‌های اصلی یک سیستم فوتوولتائی: ماژول PV، سازۀ پشتیبان، زیرسیستم dc، اینورتر، زیرسیستم ac، پایگاه هواشناسی، مخابرات، اندازه‌گیرها، خارجی (برای مسائلی که خارج از اندازه‌گیر تولید رخ می‌دهند). هر ناحیۀ کلی شامل نواحی اختصاصی است که متناظر با اجزائی است که هر زیرسیستم را تشکیل می‌دهند. یک رهیافت مشابه به دستۀ "دلیل اصلی" اعمال می‌شود که در آن مسائل مربوط می‌شوند به خطاهای احداث، خرابی‌های بخش و خطاهای نرم‌افزاری. به منظور دسته‌بندی همۀ موارد فقدان بهره‌وری، دلایلی چون موارد خارجی و نگهداری پیشگیرانه هم گنجانده می‌شوند. برای هر دلیل اصلی کلی، می‌توان یک مورد اختصاصی را انتخاب کرد، مثل احداث مکانیکی یا الکتریکی، نرم‌افزار فروشنده یا سان‌ادیسون و غیره. ب. توصیف نهادها تا زمان نوشتن این کار، سان‌ادیسون با بیش از 600 سیستم فوتوولتائی در چهار قاره کار می‌کند. اندازۀ سیستم‌ها از چند kWp تا 70 MWp بوده که قدیمی‌ترین آنها در سال 2005 احداث شده است. این سیستم‌ها شال بیش از 1500 اینورتر از 16 فروشنده و بیش از 2/2 میلیون ماژول PV از 35 تولیدکننده هستند. تقریبا همۀ فناوری‌های سلولی حجم بالا در این دسته می‌گنجند، از سیلیکون کریستالی با داشتن سهم اعظم (بیش از 60 درصد واحدها) گرفته تا CdTe و محصولات سیلیکون شیشه‌ای.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله قابلیت اطمینان سیستم فوتوولتائی: از منظر اپراتور

چکیده انگلیسی

The long-term performance of a photovoltaic (PV) system is one of the fundamental sources of its value; the other being the unit value of the energy it is generating. The industry operates under the assumption that a PV system can keep converting photons to electrons quite reliably with minimal interruptions in service for the typical 20–25-year duration of the energy purchase contracts. However, manually assembled macroscopic systems, comprising components with a high quotient of manual labor, and which operate outdoors under noncontrolled conditions, do tend to exhibit issues. The inverter software which is critical for their operation is an additional potential source of failure. In the case of an operator with global presence, relying on local assembly crews and sourcing components from a large number of suppliers, the challenge in keeping hundreds of power plants in optimal operation with regional teams of roving technicians cannot be easily overstated. Outages of mission-critical subsystems comprise 69% of identified service issues and are responsible for 75% of the associated energy losses. Most of the issues manifest at the inverter, but ac subsystem failures and externally caused outages comprise a large share of the biggest losses. Module failures represent a small fraction of identified issues.

خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.