شناسایی و پایش گردوغبارروی پنل های خورشیدی با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره ای

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: شناسایی و پایش گردوغبارروی پنل های خورشیدی با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره ای

ارائه دهنده: Provider: سهیل قربانی زند - مهندسی عمران

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر مرتضی حیدری مظفر

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکترحسن ختن لو -دکترحسین ترابزاده خراسانی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 12 - 1404/7/29

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 43

چکیده: Abstract: با رشد فزاینده‌ی تقاضای جهانی برای انرژی‌های پاک، استفاده از سامانه‌های فتوولتائیک (PV) به‌عنوان گزینه‌ای کارآمد برای تولید برق در کشورهایی با پتانسیل تابشی زیاد، از جمله ایران، گسترش چشمگیری یافته است. با این حال، یکی از مهم‌ترین چالش‌های بهره‌برداری از نیروگاه‌های خورشیدی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، پدیده‌ی رسوب و انباشت گردوغبار بر سطح پنل‌ها است که می‌تواند تا ۲۵٪ از بازدهی تولید انرژی بکاهد. این پدیده با ایجاد سایه، افزایش دمای سطحی و کاهش عبور تابش، موجب افت قابل‌توجه بازده الکتریکی می‌شود. هدف این پژوهش، شناسایی و پایش میزان گرد و غبار انباشته بر پنل‌های مزارع خورشیدی فتوولتائیک با بهره‌گیری از داده‌های ماهواره‌ای Sentinel-2 و Landsat-8 در محیط سنجش از دور است. بدین منظور، تصاویر ماهواره‌ای مربوط به بازه‌ی زمانی ژانویه ۲۰۲۰ تا ژانویه ۲۰۲۱ پس از انجام تصحیحات رادیومتریکی و اتمسفری، با استفاده از شاخص‌های طیفی NDSI (شاخص تفاضلی نرمال‌شده‌ی خاک)، RNDSI (شاخص خاک بهبودیافته) و DBSI (شاخص روشنایی و ساختار گردوغبار) مورد پردازش قرار گرفتند. به‌منظور بررسی اثرات حرارتی پدیده‌ی غبار، شاخص LST (دمای سطح زمین) از داده‌های حرارتی باند TIRS ماهواره‌ی Landsat-8 استخراج شد. تحلیل فضایی و زمانی شاخص‌ها در چهار منطقه‌ی منتخب ـ بشیک‌تپه، قهاوند، نیک‌آباد و هندوستان (به‌عنوان ناحیه‌ی مقایسه‌ای مرطوب) ـ انجام گرفت . نتایج نشان داد که افزایش مقادیر DBSI و NDSI با افزایش دمای سطح زمین هم‌زمان است، به‌طوری‌که وجود لایه‌های گردوغبار موجب افزایش میانگین LST و افت بازده انرژی پنل می‌شود. بررسی‌های فضایی و زمانی در مناطق بشیک‌تپه، قهاوند، نیک‌آباد و هند بیانگر همبستگی مثبت و معنادار بین شاخص‌های غبار و دمای سطح زمین بود. همچنین مشخص گردید که شاخص DBSI نسبت به سایر شاخص‌ها توانایی بیشتری در تشخیص نواحی آلوده به غبار دارد و می‌تواند به‌عنوان نشانگر اصلی آلودگی سطحی در مزارع خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد. از نظر آماری، نتایج مدل‌های رگرسیونی چندگانه نشان داد که در منطقه بشیک‌تپه، ضریب تعیین R^2=0.56 ، در منطقه قهاوند، R^2=0.53 و در منطقه نیک‌آباد نیز R^2=0.83   ثبت شد.در مجموع، نتایج تحقیق بر کارایی سنجش از دور در پایش غبار سطح پنل‌ها و قابلیت استفاده از شاخص‌های طیفی در برنامه‌ریزی تعمیر و نگهداری نیروگاه‌های خورشیدی کشور تأکید می‌کند