Maksymalizacja zysków z instalacji PV w 2023 roku – część 2
Część 2 wywiadu z Michałem Frysem – Maksymalizacja zysków z instalacji PV w 2023 roku: jak zwiększyć ilość produkowanej energii przy jednoczesnej optymalizacji kosztów operacyjnych.
W części pierwszej skupiliśmy się na najczęstszych wyzwaniach roku 2023 oraz znaczeniu jakości danych i analizy wydajności. Innowacyjne i inteligentne rozwiązania mogą pomóc nam w prawidłowym zarządzaniu budżetem oraz zwiększaniu efektywności farm solarnych. Czy możesz nam powiedzieć, czym właściwie jest Solar Spy?
Tak, to platforma, którą rozwijamy od 2019 roku. Powstała w odpowiedzi na potrzeby naszych klientów, o których mówiliśmy wcześniej. Nie byliśmy jednak w stanie odpowiedzieć na wszystkie wyzwania już od samego początku projektu. Na początku skupiliśmy się na wykorzystaniu naszych kompetencji w obszarze analizy obrazu i AI do automatycznego wykrywania usterek na modułach.
Efektem tych prac była możliwość zaoferowania wiarygodnej analizy stanu i wydajności farmy w danym momencie pomiaru. Nauczyliśmy się wykrywać, lokalizować i charakteryzować usterki z dokładnością do pojedynczego ogniwa oraz określać, w jakim stopniu obniżają one generację produkcji. W kontekście okresowej, pogłębionej analizy stanu instalacji jest to niezwykle wartościowa usługa. Taka analiza pokazuje jednak stan w momencie jej wykonania. Kolejnym wyzwaniem jest konieczność stałego mierzenia wydajności farmy oraz jak najszybszego wykrywania anomalii produkcyjnych, aby zminimalizować ich wpływ na generację energii.
Dlatego zainwestowaliśmy wiele czasu i wysiłku w rozwój funkcjonalności skupionej na ciągłej analizie wydajności farmy, czyli na wiarygodnym obliczaniu Energy Performance Index (EPI).
Opowiedz nam więcej o EPI.
Czym podejście Solar Spy różni się od innych rozwiązań dostępnych na rynku?
Fundamentem są wysokiej jakości dane o nasłonecznieniu (irradiacji). Aby zapewnić najwyższą możliwą dokładność danych, pozyskujemy je w 10-minutowych interwałach z wielu modeli pogodowych — ECMWF, GFS, ICM. Wykorzystujemy również dane historyczne z systemu CAMS, a jeśli są dostępne — dane ze stacji pogodowej znajdującej się bezpośrednio na instalacji.
Takie podejście ma kluczową przewagę nad pozyskiwaniem informacji tylko z jednego źródła, a tym bardziej — co gorsza — nad ich brakiem. Musimy pamiętać, że odczyty stacji mogą być obarczone błędem. Stacja może być zabrudzona lub z różnych przyczyn technicznych mogą wystąpić okresowe przerwy w dostarczaniu danych z instalacji. W takich przypadkach, dzięki ciągłej analizie danych o nasłonecznieniu z wielu źródeł oraz stałej analizie generacji energii i wykorzystaniu danych o wydajności, jesteśmy w stanie nawet retroaktywnie obliczyć, jaki był poziom nasłonecznienia w momencie utraty połączenia. Platforma została stworzona właśnie po to, aby weryfikować wiarygodność danych i gwarantować spójność oraz jakość analiz.
Uwzględniając całą specyfikację techniczną instalacji (topografię, komponenty — falowniki, moduły, a nawet straty wynikające z połączeń), obliczamy, ile energii powinno zostać wyprodukowane. Wynik ten porównujemy z maksymalną wartością, jaką farma powinna wyprodukować przy braku jakichkolwiek usterek. To jeden z obszarów naszych usług, który nazywamy PERFORMANCE.
Jesteśmy w stanie wykrywać i lokalizować istotne usterki na poziomie pojedynczego stringu instalacji, takie jak odłączone stringi, awarie, obniżoną wydajność falownika czy wyłączenie części lub całej instalacji. Nie poprzestajemy jednak na tym poziomie analizy.
Wraz z dalszymi pracami badawczymi planujemy wdrożyć analizę charakterystyki spadków wydajności falownika. Na jej podstawie będziemy w stanie odpowiedzieć, z jakim rodzajem anomalii mamy do czynienia. Będziemy mogli zidentyfikować, czy przyczyną spadku generacji jest na przykład zabrudzenie instalacji (całej lub jej części), czy może wynika ono na przykład z awarii diody bocznikującej (bypass diode).
I właśnie w tym miejscu zaczyna się cała magia. Już na podstawie takiej analizy widzimy, jaki jest poziom strat generowanych przez zidentyfikowane usterki na danym stringu oraz czy opłaca się wysłać technika w celu naprawy, czy raczej zespół serwisowy do wykoszenia roślinności lub umycia danej części instalacji.
To istotne, ponieważ wielu zarządzających instalacjami nie zdaje sobie sprawy, jak poważnym problemem może być zabrudzenie i osadzanie się zanieczyszczeń. Z badań prowadzonych w USA i UE wiemy, że zabrudzenie paneli może obniżyć produkcję energii o 30–40%. Wartości te mogą się różnić w innych częściach świata, na przykład w regionie MENA, ale jedno wiemy na pewno — monitorowanie tego zjawiska oraz inteligentne planowanie prac konserwacyjnych ma naprawdę kluczowe znaczenie.
Czyli platforma Solar Spy pomoże podejmować właściwe, opłacalne decyzje?
Dokładnie tak. Naszym celem jest informowanie niemal w czasie rzeczywistym, na podstawie danych o zmianach napięcia, że na danym stringu wystąpiła usterka lub inne zdarzenie powodujące spadki produkcji.
Wyzwaniem jest tu automatyczna, inteligentna diagnoza obserwowanych spadków generacji na danym stringu. Chcemy uniknąć sytuacji, w której otrzymujemy fałszywe alarmy spowodowane na przykład chmurami przemieszczającymi się nad instalacją.
To bardzo trudne zagadnienie, ale dzięki umiejętnemu wdrożeniu algorytmów działających w tle platformy Solar Spy jesteśmy w stanie wskazać istotne spadki niemal natychmiast po ich wystąpieniu.
Właśnie dlatego Solar Spy jest wyjątkowy. Rozumiemy, jak ważne jest łączenie danych z wielu źródeł, o czym mówią nam nasi klienci. Posiadanie jednolitej platformy, która płynnie integruje i standaryzuje dane ze wszystkich urządzeń na obiekcie, w tym systemów SCADA, falowników oraz zewnętrznych danych pogodowych, ma kluczowe znaczenie dla uzyskania pełnego i dokładnego obrazu wydajności całego portfela PV. Centralizując wszystkie dane w jednym miejscu, można osiągnąć głębszy poziom analizy, którego po prostu nie da się uzyskać w żaden inny sposób. Oznacza to dostęp do wniosków, które wcześniej nie były możliwe do uzyskania — i to dla całego portfela, w jednej platformie. Prawda jest taka, że wiele urządzeń monitorujących obiekt przytłacza operatorów tak dużą ilością informacji i fałszywych alarmów, że wartość takich danych wyjściowych staje się bardzo niska. Odpowiedzią jest przekazywanie danych do inteligentnej platformy, która odfiltrowuje szum i dostarcza wyłącznie te wnioski i powiadomienia, na które faktycznie trzeba zareagować.
Wykorzystanie data science w generacji energii może również prowadzić do znaczącej redukcji kosztów. Według kilku badań, prawidłowe zastosowanie zaawansowanej analityki powinno przynosić oszczędności rzędu 5–7,5%. Potwierdza to wiele dostępnych online badań, w tym niedawne opracowanie McKinsey. To istotna wartość, którą organizacje działające w tej branży powinny brać pod uwagę, dążąc do poprawy efektywności swoich portfeli. Dzięki wdrażaniu rozwiązań do konserwacji predykcyjnej, optymalizacji operacji oraz precyzyjnemu monitoringowi wydajności, organizacje mogą zwiększyć dostępność operacyjną i ostatecznie osiągnąć takie oszczędności kosztów. Tych wartości nie należy lekceważyć — trzeba je uwzględniać, dążąc do zrównoważonej i rentownej produkcji energii.
A czy jesteście w stanie identyfikować usterki ze 100% pewnością? Czy możliwe jest zlokalizowanie anomalii w obrębie modułu, na którym występują, precyzyjne sklasyfikowanie ich rodzaju oraz wpływu na produkcję energii?
Tutaj odpowiedzią jest funkcjonalność, którą nazwaliśmy MAINTENANCE — była to pierwsza faza rozwoju platformy Solar Spy. Po przeanalizowaniu danych zebranych za pomocą drona, przedstawiamy — w formie raportu — szczegółowy przegląd aktualnego stanu instalacji oraz analizę poziomu jej bieżącej wydajności.
Jak przebiega ta analiza i dlaczego warto ją wykonywać?
Pierwszym krokiem jest zebranie niezbędnych danych podczas lotu drona. Wykonując około 3000 zdjęć RGB i termowizyjnych dla farmy o mocy 1 MW, uzyskujemy wystarczającą ilość informacji, by przeprowadzić profesjonalną analizę rzeczywistego stanu instalacji PV.
Pozyskane zdjęcia są przesyłane na naszą platformę i przetwarzane przez algorytmy AI, które rozpoznają i klasyfikują usterki na każdym module. Efektem tych prac jest przejrzysty i zrozumiały raport, dostępny na naszej platformie. Aby miał on wartość biznesową dla inwestora, zarządzającego aktywami czy firmy O&M, zawiera trzy kluczowe elementy.
Po pierwsze, pokazujemy lokalizację zidentyfikowanych usterek z dokładnością do pojedynczego ogniwa modułu. Raport wskazuje, gdzie znajduje się dana usterka, jakiego jest typu — czy jest to aktywna dioda bocznikująca, hot spot, pęknięte szkło czy PID — a następnie wskazuje dokładny wpływ (obliczony w kWh) na produktywność modułu, a w efekcie pokazuje wielkość generacji energii dla całej instalacji. Wszystko to, wraz z klasyfikacją usterek, wykonujemy zgodnie z najnowszym europejskim standardem IEC TS 62446-3:2017.
Polecam tutaj nasze studium przypadku, które pokazuje, jak znaczące były spadki spowodowane przez PID u jednego z naszych klientów.
Skoro mowa o wartości biznesowej — dlaczego warto inwestować w taki raport?
Celem analizy jest przedstawienie wszystkich kluczowych informacji dotyczących aktualnego stanu instalacji w formie przejrzystego raportu wraz z rekomendacjami.
Na tej podstawie inwestor lub zarządzający aktywami może podejmować opłacalne decyzje — czy usunąć daną usterkę, czy nie, oraz w jakiej kolejności usterki powinny być naprawiane.
Algorytmy AI potrafią również oznaczać zdarzenia jako „kwestie bezpieczeństwa” — czyli takie, które muszą zostać usunięte natychmiast ze względu na bezpieczeństwo instalacji lub techników. Należą do nich usterki takie jak pęknięte szkło czy silnie nagrzana dioda bocznikująca, które mogą stanowić zagrożenie pożarowe lub, co gorsza, grozić porażeniem prądem technika.
Podsumowując, inwestycja w analizę stanu farmy, poparta wiarygodnym raportem, zdecydowanie się opłaca. Pierwszym obszarem zwrotu jest wiarygodna ocena instalacji i możliwych zagrożeń, kluczowa zarówno dla jej bezpiecznego funkcjonowania, jak i dla bezpieczeństwa pracowników wykonujących zadania.
Ponadto, wykrywając usterki i szacując ich wpływ na wielkość produkcji, możemy podejmować szybkie, trafne i opłacalne decyzje dotyczące istotnych napraw, priorytetyzując w pierwszej kolejności usuwanie usterek odpowiedzialnych za największe spadki generacji.
Korzystamy również z optymalizacji pracy technika, który — znając lokalizację i rodzaj zdiagnozowanych usterek — jest w stanie zaplanować optymalną kolejność zadań i zabrać ze sobą części zamienne niezbędne do naprawy.
Wreszcie, taki raport to cenny dokument, który można wykorzystać w wielu procesach operacyjnych, o których jeszcze nie wspomnieliśmy — na przykład podczas współpracy z innymi podmiotami.
Jakiego rodzaju sytuacje masz na myśli?
Na przykład taki raport stanowi część protokołu odbiorowego pomiędzy firmą EPC, czyli podmiotem odpowiedzialnym za budowę instalacji, a firmą serwisową O&M, przejmującą zarządzanie instalacją. Jest to potwierdzenie dla obu stron wydajności farmy w momencie jej przekazania.
Polecam tutaj nasze studium przypadku dotyczące lokalizowania usterek przed zakupem farmy fotowoltaicznej.
Raport może mieć również ogromne znaczenie z perspektywy uzyskania odszkodowania od ubezpieczyciela. Jeśli konieczna jest likwidacja szkody, na przykład po zdarzeniu losowym takim jak pożar, brak raportu potwierdzającego prawidłowość wykonania i podłączenia instalacji może narazić inwestora na brak odszkodowania.
Jako ostatni przykład pokażę zupełnie inny przypadek wykorzystania raportu z inspekcji dronowej. Dotyczy on momentu w cyklu życia farmy, gdy kończy się gwarancja na moduły.
Analiza zawiera oszacowanie spadku wydajności modułów spowodowanego nadmierną degradacją. Klient może wykorzystać taki dokument, składając reklamację do producenta, próbując uzyskać wymianę modułów na nowe lub inną formę rekompensaty.
Doskonałym przykładem jest nasze studium przypadku dotyczące oceny stopnia delaminacji modułów cienkowarstwowych.
Dziękuję. Wróćmy do optymalizacji kosztów operacyjnych utrzymania farmy. Czy Solar Spy oferuje jakieś rozwiązania w tym obszarze?
Tak, tutaj również myślimy o potrzebach naszych obecnych i przyszłych klientów. Zastanawialiśmy się, jakim kolejnym obszarem optymalizacji powinniśmy się zająć. Odpowiedzią okazały się dwa najczęściej powtarzające się przez klientów wyzwania: koordynacja wszystkich zdarzeń zachodzących na farmie oraz łatwość ich powiązania ze sobą. W efekcie oznacza to podsumowania w formie okresowego raportu, pokazującego wpływ przeprowadzonych działań operacyjnych, ze szczególnym uwzględnieniem przywracania zdolności produkcyjnej farmy.
Niezależnie od źródła, z którego wykrywamy dany problem związany ze spadkiem wydajności, rejestrujemy zdarzenia w dzienniku zdarzeń. Na tej podstawie Manager O&M lub Manager Obiektu decyduje, jakie działania powinni podjąć technicy, przekształcając w ten sposób zarejestrowane zdarzenia w tak zwane zgłoszenia (tickety).
I tutaj przechodzimy do kolejnych rozwiązań naszej platformy — czyli systemu zgłoszeniowego (Ticketing System) wraz z aplikacją mobilną. Patrząc na to operacyjnie — gdy Manager O&M zdecyduje, że wykryta usterka jest istotna, tworzy dla niej „zgłoszenie”, które automatycznie trafia do aplikacji mobilnej technika.
To jednak nie wszystko. Mając na uwadze dalsze optymalizacje operacyjne, polegające na przyspieszeniu reakcji na zdarzenia i minimalizacji zaangażowania ludzi, planujemy podzielić zidentyfikowane zdarzenia na te, które już opisałem, oraz tak zwane „zdarzenia krytyczne”, które mogą znacząco obniżyć wydajność farmy.
Mam na myśli zdarzenia takie jak wyłączenie całej farmy lub spadek generacji całej instalacji o 15–30%. Wówczas platforma może automatycznie wysłać powiadomienie do technika przypisanego do danej farmy, który akurat pełni dyżur, informując jednocześnie Managera O&M o takim zdarzeniu.
To szczególnie istotne rozwiązanie, gdy mówimy o problematycznych dniach, takich jak weekendy czy święta. Wiemy, że wielu naszych klientów traciło znaczące przychody w takich okolicznościach, ze względu na brak dostępności personelu, który mógłby zareagować na nagłe zdarzenia.
System zgłoszeniowy i aplikacja mobilna to funkcjonalności, które planujemy wdrożyć od początku tego roku. Jak wspomniałem, technik otrzyma konkretną informację o tym, gdzie na instalacji i na którym module wystąpił problem, wraz z sugestią, jakie działania podjąć.
Mając dostępną procedurę w aplikacji lub niezbędne instrukcje, może od razu przystąpić do pracy. Dodatkowo aplikacja działa nawet w sytuacjach braku łączności, a gdy technik znajdzie się w zasięgu sieci, system automatycznie synchronizuje dane.
Istotne jest, że aplikacja stanie się również narzędziem do efektywnego raportowania pracy technika. Po wykonaniu działań może on jednym przyciskiem zgłosić, co zrobił w ramach naprawy, lub nagrać notatkę — na przykład czy udało mu się naprawić usterkę, czy będzie potrzebował dodatkowych części zamiennych. Sama aplikacja dostarczy najważniejsze informacje na pulpit Managera O&M, ponieważ rejestruje obliczone czasy od zgłoszenia, czas znalezienia rozwiązania itd. To istotne informacje, które chcemy analizować, aby zobaczyć wskaźniki wydajności związane z zespołem O&M.
Czyli system zgłoszeniowy wraz z aplikacją da Wam dokładny wgląd w to, jak dobrze zarządzana jest instalacja?
Tak. Na podstawie wszystkich zdarzeń związanych zarówno z ciągłą analizą wydajności instalacji, jak i skutecznością zespołów technicznych, które się nią zajmują, będziemy analizować dane przekrojowo. Będziemy mogli wejść na pulpit platformy i zobaczyć wszystkie automatyczne wskaźniki KPI i SLA — zarówno dla zespołów O&M, jak i dla samej instalacji.
Dlaczego takie podejście do analizy tych obszarów?
Wszystkie kierunki rozwoju produktu, które wybraliśmy, wynikają z potrzeb rynku. To właśnie od klientów wiemy, że w piątek o 17:10 wystąpił problem, koordynator z centrum sterowania wyszedł do domu o 16:59, a instalacja pozostała wyłączona przez cały weekend.
Wracając do omawianego systemu powiadomień — wszyscy zainteresowani będą wiedzieć, że wystąpił dany problem. Dodatkowo, mając nasze trzecie narzędzie Solar Spy — FORECASTING, czyli prognozowanie generacji — wiemy na przykład, czy weekend będzie słoneczny, czy nie. Dzięki temu jesteśmy w stanie określić, ile generacji klient straci w ciągu weekendu — a ta informacja również trafi do Managera O&M. Na tej podstawie osoba zarządzająca instalacją będzie mogła podjąć decyzję: albo szybko zlecić technikowi przywrócenie generacji, albo — w przypadku złej pogody — zaoszczędzić koszty, przekładając naprawę na dzień roboczy. Dzięki temu nie poniesie dodatkowych kosztów ewentualnego zlecenia naprawy w weekend.
Czy narzędzie FORECASTING zostanie również wzbogacone o nowe funkcjonalności?
FORECASTING to obszar platformy, który pierwotnie stworzyliśmy z myślą o wsparciu obrotu energią (trading). Może być jednak wykorzystywany również do innych celów, w tym w O&M. To bardzo przydatne narzędzie do planowania prac serwisowych i alokacji czasu w momencie najmniejszego nasłonecznienia. Dzięki temu strata generacji, związana z wyłączeniem stringów lub całej instalacji, jest zminimalizowana. Na przykład, gdy widzimy problemy z generacją, ale na jutro prognozowana jest bardzo pochmurna pogoda, to w przypadku dni niepracujących nie zawsze musimy reagować natychmiast. Jednak w przypadku planowanych napraw czy prac serwisowych, takich jak wymiana falownika, warto je zaplanować i przeprowadzić w porze dnia, gdy pogoda nie będzie tak korzystna dla produkcji, dzięki czemu strata będzie mniejsza. Ta sama zasada dotyczy działań typu „konserwacja predykcyjna” (predictive maintenance), gdzie planowane inspekcje lub wymiana degradujących się elementów również powinny być dobrze zaplanowane. Dzięki usłudze FORECASTING możemy zarówno planować prace serwisowe, jak i decydować, jak szybko reagować na zdarzenia związane ze spadkami wydajności.
Solar Spy Forecasting
Jeśli chodzi o obrót energią, usługa FORECASTING może być wykorzystywana do prognozowania wielkości generacji z godziny na godzinę, co z kolei minimalizuje koszty bilansowania. To obszar, który bardzo intensywnie rozwijamy, ponieważ chcemy dodać dane satelitarne do danych zbieranych dotychczas z wielu niezależnych źródeł meteorologicznych. Pozwoli nam to na tworzenie ultrakrótkoterminowych prognoz, zwiększając dokładność prognozowania do interwałów 15-minutowych.
Trzecim obszarem zastosowania usługi FORECASTING jest wykorzystanie generowanych danych do automatycznego raportowania do sieci przesyłowej. Łączymy tutaj możliwość precyzyjnego prognozowania wielkości produkcji z automatyzacją, którą stworzyliśmy. Dzięki temu, niezależnie od dnia roku, dni niepracujących czy ewentualnych nieobecności pracowników, każdego dnia do wymaganej godziny platforma wysyła do sieci przesyłowej wymagane dane związane z prognozą generacji na kolejne 10 dni.
Raportowanie pomiędzy interesariuszami instalacji fotowoltaicznej to istotny, ale też trudny temat. Jak Solar Spy zamierza wspierać raportowanie pomiędzy O&M a asset managerami oraz między asset managerami a inwestorami?
Na początku roku planujemy wdrożyć obszar odpowiedzialny za automatyczne raportowanie, czyli DASHBOARDS, tak aby asset manager lub Manager O&M otrzymywał comiesięczną informację o różnicy między przewidywaną a rzeczywistą produkcją danego dnia. Wykorzystujemy tutaj najnowszy wskaźnik wydajności, czyli wspomniany na początku naszej rozmowy EPI (Energy Performance Index). Dzięki temu mamy obliczony UPTIME, czas działania w słońcu, a także ilość wyprodukowanej z niego energii. BACK LOG zawiera dane o zdarzeniach, które obniżyły generację produkcji i które na koniec miesiąca lub innego okresu rozliczeniowego muszą zostać rozliczone z O&M.
Z perspektywy O&M możliwe jest bardzo wiarygodne wykazanie, czy spadki generacji wynikały z przyczyn zależnych, czy niezależnych od ich działań, oraz czy dane zdarzenie było objęte umową, czy nie.
Na przykład, jeśli spadnie śnieg, spadek generacji energii nie powinien być liczony jako część gwarantowanego wskaźnika utrzymania wydajności w umowie O&M. Jeśli jednak, mimo zapisów w SLA, nie było reakcji na takie zdarzenie w ciągu 12 godzin i na przykład działanie zostało podjęte dopiero po 48 godzinach lub później, można taki problem wykryć, obliczyć związane z nim koszty utraty produkcji i odpowiedzieć na pytanie — co można zrobić w przyszłości, aby zapobiec ponownemu wystąpieniu takiej sytuacji.
Czy chciałbyś coś dodać na zakończenie?
Podsumowując, w obecnej sytuacji zmian oraz rosnących kosztów utrzymania farm fotowoltaicznych kluczowe znaczenie ma skupienie się na obszarze maksymalizacji efektywności produkcji oraz optymalizacji kosztów operacyjnych farm PV.
Rozwiązania Solar Spy pozwalają w przystępny i opłacalny sposób analizować, jak działa Twoja instalacja, wykrywać spadki produkcji oraz dostarczać wiarygodne dane na temat stanu i możliwych usterek — szybko, spójnie i rzetelnie. Ponadto wykorzystanie algorytmów sztucznej inteligencji (technologii AI i ML) na platformie pomaga w jeszcze lepszym zarządzaniu aktywami oraz w podejmowaniu opłacalnych decyzji dzięki inteligentnym rekomendacjom.
Platforma Solar Spy może zostać wdrożona zarówno dla dużych, jak i małych instalacji fotowoltaicznych. To doskonałe rozwiązanie na 2023 rok, które nadal rozwijamy, aby pomóc produkować jeszcze więcej zielonej energii i ograniczyć straty produkcyjne naszych klientów do absolutnego minimum.
