شماره ركورد
34121
پديد آورنده
مهرداد احمدي
عنوان
بهينهسازي عملكرد سيستم تميزكننده گرد و غبار در پنلهاي فتوولتائيك با استفاده از يادگيري ماشين
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي سيستم هاي انرژي گرايش انرژي و محيط زيست
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/29
استاد راهنما
روح الله احمدي
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
فناوري هاي نوين
چكيده
تميزكاري بهموقع و مؤثر پنلهاي فتوولتائيك از الزامات اصلي در بهرهبرداري پايدار نيروگاههاي خورشيدي است، چرا كه گرد و غبار بهويژه در مناطق بياباني موجب افت محسوس راندمان سيستم ميشود. در اين پژوهش، با هدف بهينهسازي فرآيند نگهداري و تميزكاري پنلها، ابتدا روشهاي مختلف پاكسازي و سامانههاي تشخيص ميزان آلودگي سطح مورد بررسي قرار گرفت و در نهايت سيستم برس و آب همراه با آشكارساز نوري گرد و غبار بهعنوان گزينههاي مناسب انتخاب شدند. سپس با بهرهگيري از الگوريتمهاي يادگيري ماشين تقويت گرادياني و جنگل تصادفي و با اتكا به دادههاي اقليمي و آلودگي محيطي، مدلهايي براي زمانبندي بهينه تميزكاري در نيروگاه خورشيدي واقع در استان سمنان توسعه داده شد. نتايج نشان داد كه رويكرد پيشنهادي ضمن كاهش دفعات غيرضروري پاكسازي، سبب افزايش راندمان توليد تا 1/2% و مقرون به صرفه بودن نسبت فايده به هزينه به مقدار 49/3 براي تميزكاري رباتيك يك نيروگاه خورشيدي در ايران و عليالخصوص در مناطق بياباني با گردوغبار بالاتر ميگردد. بر اين اساس، تعداد روزهاي موردنياز براي تميزكاري متناسب با ميزان گرد و غبار منطقه هدف، در 32 الي 33 روز بهينه شده و عملكرد نيروگاه بهطور معناداري بهبود يافته است. همچنين موجب كاهش هزينههاي سالانه تميزكاري به ميزان 49% شده است. دوره بازگشت سرمايه پياده سازي سيستم تميزكننده رباتيك نيز كمتر از 12 ماه محاسبه شد. اين دستاورد ميتواند در صنعتيسازي فرآيند نگهداري هوشمند نيروگاههاي خورشيدي و كاهش تلفات ناشي از آلودگي سطحي نقش مؤثري ايفا كند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/11
عنوان به انگليسي
Optimizing the performance of the cleaning system in photovoltaic panels from soiling with machine learning
تاريخ بهره برداري
10/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهرداد احمدي
چكيده به لاتين
Timely and effective cleaning of photovoltaic (PV) panels is one of the key requirements for the sustainable operation of solar power plants, as dust accumulation—particularly in desert regions—causes a significant decrease in system efficiency. In this study, aimed at optimizing the maintenance and cleaning process of PV panels, various cleaning methods and surface contamination detection systems were first reviewed. Finally, a brush-and-water cleaning mechanism combined with an optical dust sensor was selected as the most suitable option. Subsequently, using the XGBoost and Random Forest machine learning algorithms and based on climatic and environmental pollution data, predictive models were developed for optimal cleaning scheduling in a solar power plant located in Semnan Province, Iran.
The results showed that the proposed approach not only reduces unnecessary cleaning operations but also increases power generation efficiency by about 1.2% and improves the cost–benefit ratio (BCR) to 3.49 for robotic cleaning in solar plants—particularly in dusty desert regions of Iran. Accordingly, the optimal cleaning interval was adjusted in proportion to the dust concentration of the target area, resulting in an optimal cycle of 32–33 days and a 49% reduction in annual cleaning costs. Furthermore, the payback period for implementing the robotic cleaning system was calculated to be less than 12 months, demonstrating the economic feasibility of the proposed method.
This achievement can play an important role in industrializing the intelligent maintenance of solar power plants and reducing efficiency losses caused by surface contamination.
كليدواژه هاي فارسي
عملكرد فتوولتائيك , يادگيري ماشين , بهينه سازي , گرد و غبار , آلودگي سطح پنل فتوولتائيك , دوره تميزكاري , نسبت فايده به هزينه , بازده
كليدواژه هاي لاتين
photovoltaic performance , machine learning , optimization , dust , soiling , cleaning cycle , cost–benefit ratio , efficiency
Author
Mehrdad Ahmadi
SuperVisor
Rouhollah Ahmadi