Πως θα προστατευθούν τα φωτοβολταϊκά σε ακραίες καιρικές συνθήκες

Με τα αποτελέσματα της κλιματικής κρίσης να γίνονται εντονότερα κάθε χρόνο και τα ακραία καιρικά φαινόμενα να χτυπούν πολλές περιοχές, ερευνητές από πανεπιστήμιο της Γαλλίας , πρότειναν ένα ψηφιακό πλαίσιο λήψης αποφάσεων για την προστασία των φωτοβολταϊκών πάνελ από ακραίες καιρικές συνθήκες.

Η ερευνητική εργασία "Συνδυάζοντας τη μηχανική μάθηση και τη υπολογιστική ρευστοδυναμική για τη βελτιστοποίηση της γωνίας κλίσης των ηλιακών πάνελ σε ακραίους ανέμους", που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physics of Fluids, αναφέρει ότι δεν υπάρχει επί του παρόντος βέλτιστη πρακτική για το πώς να αποθηκεύονται οι ηλιακοί συλλέκτες υπό συνθήκες ισχυρού ανέμου.

Οι παραδοσιακές μέθοδοι προστασίας των ηλιακών πάνελ από τους ισχυρούς ανέμους περιλαμβάνουν συχνά την είσοδο των πάνελ σε μια προκαθορισμένη ασφαλή θέση αποθήκευσης παράλληλα με το έδαφος όταν επιτυγχάνεται μια συγκεκριμένη ταχύτητα ανέμου. Ενώ αυτό έχει αποδειχθεί αποτελεσματικό σε ορισμένες περιπτώσεις, τα φωτοβολταϊκά χάνουν απόδοση ενέργειας σε αυτήν τη θέση και συχνά δεν προστατεύονται από τις υψηλότερες ταχύτητες ανέμου. Το νέο πλαίσιο της ομάδας έχει σχεδιαστεί για να προτείνει μια θέση που αξιοποιεί τη αυξανόμενη χρήση ενεργοποιητών ηλιακών ιχνηλατών και επιτρέπει στα πάνελ να ρυθμίσουν μια βέλτιστη γωνία σε σχέση με τον ήλιο για να συνεχίσουν να μεγιστοποιούν την παραγωγή ενέργειας.

Το πλαίσιο συνδυάζει προηγμένες προσομοιώσεις ανέμου με μηχανική μάθηση για τη βελτιστοποίηση των γωνιών κλίσης των μεμονωμένων ηλιακών πάνελ υπό συνθήκες ισχυρών ανέμων. "Συνδυάζοντας την προηγμένη ρευστοδυναμική και την τεχνητή νοημοσύνη, είδαμε μια ευκαιρία να αντιμετωπίσουμε τους κινδύνους ζημιάς από τον άνεμο καινοτόμα και να συμβάλουμε στην ανθεκτικότητα των συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας", δήλωσε ο Elie Hachem, συγγραφέας της έκθεσης.

Σε αντίθεση με προηγούμενες μεθόδους που αναπτύχθηκαν για την προστασία των πάνελ, το νέο πλαίσιο αντιμετωπίζει τα πάνελ ως ανεξάρτητους αποφασίζοντες παράγοντες και εντοπίζει λύσεις που βασίζονται σε δεδομένα για τη μείωση του στρες και την υπεροχή έναντι των τρεχόντων μέτρων ασφαλείας. "Είναι σαν να διδάσκεις τα πάνελ να χορεύουν με τον άνεμο, ελαχιστοποιώντας τη ζημιά ενώ προστατεύεις την παραγωγή ενέργειας κατά τη διάρκεια υψηλών ταχυτήτων ανέμου", πρόσθεσε ο Hachem.

Η ερευνητική ομάδα διεξήγαγε μια σειρά πειραμάτων δοκιμάζοντας το πλαίσιο τους έναντι διαφόρων πιθανών αιτιών θραύσης, όπως ρήξη, κραδασμοί και κόπωση. Διαπίστωσαν ότι η προτεινόμενη προσέγγισή τους ελαχιστοποίησε τις αεροδυναμικές δυνάμεις σε δισδιάστατες και τρισδιάστατες διατάξεις έξι εδαφοσυνδεδεμένων πάνελ υπό ταχύτητα προσπίπτοντος ανέμου 50 km/h. Διαπιστώθηκε επίσης ότι υπερέχει των πρακτικών ασφαλείας αναφοράς που εξετάστηκαν στη βιβλιογραφία που περιλαμβάνεται στην ερευνητική εργασία κατά αρκετές δεκάδες τοις εκατό. "Αυτό δίνει ελπίδα ότι, αλληλεπιδρώντας με το περιβάλλον υπολογιστικής ρευστοδυναμικής του με δοκιμή και λάθος, ένας πράκτορας βαθιάς ενισχυτικής μάθησης μπορεί να μάθει απροσδόκητες λύσεις σε αυτό το σύνθετο πρόβλημα λήψης αποφάσεων και να προτείνει καινοτόμες, εφαρμόσιμες λύσεις ικανές να διαχειριστούν ηλιακά περιουσιακά στοιχεία κλίμακας κοινής ωφέλειας κατά τη διάρκεια γεγονότων ισχυρού ανέμου ενώ συμπληρώνουν αποτελεσματικά τη μηχανική διαίσθηση και την πρακτική εμπειρία", αναφέρουν οι ερευνητές.