Novel methods in control and monitoring of photovoltaic systems

Operation and maintenance is a crucial factor for Photovoltaic (PV) plants inspection and control activities which currently are quite hard to be performed due to manual and dispersive procedures. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are becoming a reliable and useful instrument in monitoring and diagnostic services in the energy field. The automation of the monitoring techniques will become in future an essential task in this market, and Unmanned Aerial System (UAS) technology can play a crucial role in it. The current doctoral thesis proposes a novel, comprehensive and innovative approach to automating the entire steps of inspection and prognostic procedure using designing a control system to provide accurate and reliable information on operating conditions of PV plants. The system can perform PV systems' monitoring, diagnosis, defects and failures reconnaissance, data processing and to propose remedial actions. The proposed complex control system is integrated with separate systems including the UAS, visual and Infrared IR cameras, monitoring cabinet, ground control station systems, programming and software, processing system, database and decision support system. Besides, each system contains various data acquisition system (DAS) and sensors (e.g. visual and infrared, pyranometer, data loggers, etc.) to collect the data and signals. Moreover, the systems are connected to each other through network and Radio Frequency (RF) channel, and they are controlled by the central ground control station. In the current research, various experimental tests have been designed and performed to examine the quality, accuracy, robustness, reliability, validity, capability and flexibility for different parts of proposed automated and control system in real and large-scale PV plants. The preliminary results have proven that automated the procedure of PV plants inspection is very promising being practical, precise and much faster than traditional monitoring methods, cost effective. In addition, the finding of current research has indicated that the inspection procedure of PV plants can be performed by integrated various monitoring systems in a single innovative system package to provide entire accurate information requirements for each PV system in large-scale plants.

il funzionamento e manutenzione e’ una fattore importante ed esenziale per ispezione e l’attivita del controllo del centrale fotovoltaico ; in questo momento, il manutenzione e funzionamento con iI metodi manuali e disparso e’ molto difficile . Velivoli senza pilota stanno diventando ai mezzi efficienti e affidabili per monitoraggio e manutenzione e per risoluzione dei problemi nel settore della enegia . in futuro il tecnico automazione in monitoraggio diventera’ un elemento essenziale in questo mercato e la tecnologia dei sistemi veicolo aereo senza pilota sono in grado di svolgere un ruolo importante in esso . In questo tesi di dottorato si parla di un nuovo metodo golobale , innovative che tutti I passi da ispezine a risoluzione dei problemi si fa con uso di un sistema di controllo automatico con informazione affidabile e precisa in un centrale fotovoltaico . Il sisema consigliato puo’ implementare monitoraggio dei sistemi fotovoltaici a trovare I problemi , rileva difetti , elabora dei dati e in conseguenza puo’ consigliare azioni correttivi per correggere I difetti . Il complicato sistema monitoraggio proposto include sistemi separati che comprende : u I s , telecamerre termiche ordinario , cassa monitoraggio , stazione di controllo a terra , programazione , applicazione , sistema di elaborazione , database e sistema di supporto decisionale ; ogni sistema comprende anche una serie sistema di acquisizione dati (DAS) e di sensori per raccogliere dati e segnali corrispondenti ; in piu , questo sistema attraverso I reti e canali radio frquenza sono collegati l’uno all’altro e sono controllati da una stazione di controllo a terra . In questo ricerca, i vari prove pilota sono stati progettati e realizzati in centrali fotovoltaiche reali su larga scala finche qualita’ , precisione , Potenza , abilita’ , capacita’ , affidabilita’ , flessibilita’ di diverse parti del sistema di controllo automatico in questione , essere testate . I risultati preliminari hanno dimostrato che l’automazione del processo di ispezione di impianti fotovoltaci in esercizio sono molto promettenti e rispetto ai metodi tradizionali sono molto piu precisi , piu efficienti e piu veloci ; inoltre , i risultati della presente ricerca hanno dimostrato che il processo di ispezione dei impianti fotovoltaici dall’integrazione di vari sistemi di monitoraggio in un sistema monitoraggio puo essere implementato finche tutte le informazioi precise e dettagliate necessarie venga fornita per tutti sistemi fotovoltaici su larga scala in centrali .