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行业展望:太阳能发电+无人机+机器人客户至上,以诚待人!

            华阳风科技网讯:太阳能价格直直落,太阳能大厂积极寻求增加附加价值,如今太阳能计划要用上无人机、机器人,还要能与农业结合,彻底利用土地,美国晶硅太阳能电池大厂太阳能源(SunPower)于2016年9月发布第三代“绿洲”(Oasis)大型太阳能计划平台,揭示大型太阳能计划的未来方向。

    太阳能发电站
     
      太阳能源表示,当前太阳能采购合约价直直落,必须在系统中检视每个细节,从中找出最佳化一切的办法。绿洲平台整合了发电场地规划设计工具、机器人、无人机以及与农业的整合,从最初的规画设计,到之后的营运与维修,全面寻求突破。目前已经有相当于700百万瓦(Megawatt)规模的太阳能计划应用绿洲平台,2017年,太阳能源所有的计划都将应用第三代绿洲平台。

      在美国能源部“射日计划”(SunShotInitiative)协助开发下,太阳能源第三代绿洲平台提供可配合无人机的软件设计工具,称为全球能源最佳化(globalenergyoptimization,GEO)系统,可由无人机飞越大量场址上空,快速拍下照片测量场址地形,上传至云端平台,软件自动最佳化场址设计,以这种方式规划发电场,设计速度比过去快上90%,还能适应不规则形状的场址,利用畸零地空间,而每增加10英亩可用土地面积,就相当于增加2~4百万瓦发电容量,对大型计划来说其影响不可小觑。

      在计划兴建完成后,无人机还可用来监测发电状况,如以红外线找寻有没有异常热点,有的话代表可能有短路等现象,派出无人机可快速大量勘查发电场地,比起派出人员检视更节省时间与人事成本。

      太阳能电池面板需要定期洗除灰尘,以免灰尘堆积遮蔽阳光影响发电能力,过去以人力清洁,不仅耗时、提高人事成本也更耗水。绿洲平台在营运阶段搭配机器人自动清洁,只需3名员工与一辆货卡车,就能在10小时内清洁10百万瓦太阳能面板,比传统方式快10倍,并节省75%用水,机器人技术来自2013年购并的Greenbotics,再加上射日计划协助持续开发而成。

      过去太阳能计划的主要成本都来自太阳能面板本身,随着硬件成本持续降低,如今后续营运维护成本占总成本比重越来越高,可达总计划成本的15%之多,而使用机器人可有效节省营运维护成本。过去太阳能开发商主要都将焦点集中在面板本身,如今更重视系统其他各环节的创新,应用无人机、机器人、云端软件,以减低成本,加快速度,并让太阳能更可靠。


    绿洲平台更利于与其他用途共存
      绿洲平台在太阳能面板支架与定日系统也有革新。过去大型太阳能计划的支架与定日系统是整排相连,这样的设计虽然装设较方便,并可节省马达动力元件,但是缺点是面板绑成了“连环船”导致对地形的适应能力变差,中间若有地形起伏就无法装设。绿洲平台的面板支架独立不相连,形状也较为正方,长度由90米缩短为45米,对地形的适应能力更强,竞争系统顶多能安装在倾斜6度的坡度上,绿洲平台可适应到10度,并由于长度较短,更能因应不同不规则形状的场址。

      宽度方面加倍,因此可容纳双倍的面板,让单一支架能产生双倍能源,如此一来,定日系统等成本就相对少了一半,过去太阳能计划不这么设计,是因为双倍的宽度,遇上大风,迎风面也是双倍,将容易遭到吹坏受损,但太阳能源认为以现有的材料与结构技术,已经可以完全克服抗风问题。另一方面,在系统设计上也加以整合简化,去除电路盒、集线架、马达电池等容易造成故障的元件,元件减少不仅可以加快安装速度,也能减少维修成本。

      过去定日系统以间接计算的方式,利用GPS定位,计算所处地点与太阳的角度来决定面板的角度,如今计算方式也升级为更直接,每个绿洲平台面板支架都有独立设备即时计算发电的电压与电流,据此计算是否处于最适角度,随时将面板朝向最佳角度。

      过去大型太阳能计划经常遭到诟病的一点是需要占用大量土地面积,而与农牧业互相竞争土地,若太阳能要能长久持续发展,必须要能在土地方面与其他用途共存才行。为此,太阳能源与加州大学戴维斯分校合作,研究如何让大型太阳能计划与其他用途共存。

      绿洲平台由于支架不再是“连环船”,可以彼此分开一段距离,不会成为长条形路障,因此比先前的设计更利于与其他用途共存。2015年时,太阳能源为苹果(Apple)在中国兴建可让牦牛自由在面板之间穿梭的太阳能发电场,太阳能源正积极往这个方向思考。

      太阳能源在其研发农场上,试验于太阳能面板的间隙种植翻潜与胡椒以及其他农作物,加州大学戴维斯分校研究团队在2010年已经成功在太阳能面板遮荫下种植作物,不过,还有许多方面需要研究与调整,首先是如何平衡发电能力与农作物产出的需求;作物的选择也是一大学问,番茄可能不是最适合的作物;面板的形状也需要调整,如今使用的方形面板,若要搭配农作物,可能需改变成其他形状,做出完全不同的设计。

      无人机、机器人与农业结合,太阳能不仅在面板本身技术上快速成长,随着应用日广,以及激烈竞争下的市场压力,在应用的思惟上也正在有革命性的转变。

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