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江苏中信博王士涛:人工智能跟踪技术助力平价上网

光伏零部件  来源:北极星太阳能光伏网    2019/6/4 15:41:20  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:第十三届(2019)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)论坛在沪火热进行中。6月4日光伏前沿技术主题论坛上,江苏中信博能源科技股份有限公司首席技术官者王士涛博士带来演讲,主题是“人工智能跟踪技术助力平价上网”。

以下为发言实录:

王士涛:谢谢主席先生,大家早上好!

今天我的演讲是“人工智能跟踪技术助力平价上网”。在我的演讲之前,大家都在讲电池技术,PV模块,现在我来讲一讲跟踪、解决方案。

大家都知道,我们必须有这样的解决方案,全球都有光伏电厂,大家都想用光跟踪技术,90%的平面追光技术,当然我们这边解决方案有很多。5、6年前,我们用不同的方式降低成本,但是安装了这么多光伏电厂,我们就发现土地不是平的,我们需要有独特的单体日光跟踪系统,但是我们用1000W总体技术,现在是双面模块,所以说原来的技术不一定就适用。

我们来看单模块跟踪技术,单模块有一个垂直,能够进行旋转,是两个模块,这两个模块合为一起,来进行旋转。如果是连接的多追踪系统,所有的供应商,我们都在使用一个追踪方式。但是对于双面的组件,我们看到是越来越常见了,人们也就会想要使用这两个组件,而不只是在我们的背面的遮挡,而且希望能够增加组件的高度,就像前面的演讲中提到的,如果说我们是提高了组件的高度,我们就可以有额外的增益,也就是我们等能量的收率可以得到提高。所以使用两个组件,就更容易得到更高的组件高度,一会我们会详细介绍,也会给大家看一些数据,是我们自己的测试台上的数据。

在来SNEC之前,也是推出了一个新的产品,是Skysmart2代技术,是100%由双面组件的,没有背面的接触,通过这个技术可以得到很高的瓦数功率。如果只是使用这种传统的串接在系统中间,很难保护整个的组件,之后我会给大家看,其实有很多要考虑到的层面,不只是系统本身,还有一些动态的,还有相应的变化,还有我们双面需要考量的因素。如果风比较大的话,会自动的锁定,通过旋转式的结构,我们会有4个固定的锁定点,这样就可以确保这4部分都是被锁定的,如果风比较大,系统也都不会有太多的晃动。

在五年前,大部分的电厂都会使用相联的系统,叫Linked系统,因为成本很低。系统中间会有一个驱动的部分,它会连接所有的部分,在早上的时候,所有的组件是固定在朝向的。在下午的时候,就会使朝向西向了。对于这个系统是可以支持250KW的容量,只需要一个驱动块就可以了。只需要把我们的传感器等控制设备大大减少了,通过这样的系统,我们知道要对所有的一些复杂的地势情况下,有些时候是不太适用的。

在很多年的研究,我们看到很多都是转向了单个系统,单系统也就是说每一个旋转的部分都是不会连接到,不会相互连接的,只有在中间会有一个驱动块。这个系统是可以有80到90个组件,在开始的时候,这个系统只是1000W,但是没有必要实现90个模组,或者组件。在1000W的瓦数下,你只需要80个组件,如果你升级到了1500W的系统,如果你想要更多的应变,你可能会要更多的组件,而这个系统就没有办法支持了。所以大家都会选择90个组件,也就是3个串接的。通过这样的系统,1MW你可能需要30-40个系统,如果太多的系统,你就没有办法有足够的电源供应。比如说电力的连接点没有办法有足够的电源供应,而且也需要很多的线缆,这部分的损耗也会很大,所以我们会使用串接,串接线可以到我们的电源供应点。

这个就是我们有一个电动电机在支持,同时我们要确保这个系统旋转是,对于这样的一个单系统是很容易进行使用。比如说在斜度是11.3,而且它的局限性很低。因为相互之间是没有相连,现在市场上有了双面的系统,如果说保持这样的一个系统,它对中间的背面会有很大的影响,所以我们就出了一个新的产品,在两年前,叫做SkySmart,这个系统单个的追踪系统其实是对于双面的组件来说非常适有。比如说一个上面的,以及下面的两个机件在中间是没有直接的连接,不会影响到双面组件的背部,所以我们会对双面的组件有很大的争议。上面的组件只是非常高的高度,这个距离跟地面都是保持高的距离,或许是5%-10%的收率。通过这样的一个系统,也是使用同样的控制单元,也就是我们的液体电池,然后控制单元。同时我们也是对于支柱有很多的节省,在这个市场上我们知道一个MW,或者1W的功率是4美分,我们通过支柱的数量减少,在绝缘方面就可以节约。

比如说这个15W,SkySmar2,就是减少了支柱的数量,同时我们也看到了400W的组件,你只需要178个支柱。在这之前,是要330个支柱,也就是说通过我们的节省,我们的成本就可以降低50%。这样的话可能对系统来讲,对于组件来讲,我们只需要使用单个追踪的系统,就可以得到这样的成本下降。

代回到老的系统设计,从机械的追踪的角度来讲,力学的追踪,我们希望思考不同的层面。一般在第一层,第一层也就是说只是固定的静态的,在地表上的追踪并不是平稳,并不是一个平等的。如果到组件的表面,追踪系统会有不同的角度,我们需要了解到柱的力矩和它的压力,这也会影响到上面这一层的设计,还有要考虑到柱的压力,尤其是我们的横向力要考虑进去。当然了,没有一个标准的系统。

在市场中我们会有本地的建造的芯,每一个追踪系统都是同样的斜度,对于实际的情况下,在我们的光伏场地,我们可以看到,所有的追踪会有更多的负荷和负载,在这样的现场,每一个追踪器没办法这样的负担,所以你只使用这样的建筑来支撑,在外部是不够,内部又太多。还有系统外面这部分可能容易出现故障和失灵,而在系统内部,它可能又会有一部分到外部来了,所以这是远远不够的。第一层的追踪系统只是去收集到压力,也就是按风速的情况进行压力的收集。

在我们风洞的测试中,可以看到仍然是使用Level1获取PV光伏的跟踪系统数据和信息,但只是针对这种静态的。所以我们看到系统如果放在户外,我们的风会带来一些压力,这不是一种持续的压力,就像这样的风是间歇性的,一会会有压力,一会又没有,所以是间歇性的,也就是动态的。对于这样一个负荷和负载,稍稍会有,每一秒钟都是在改变的,可以这样说。所以当我们到了Level1的话,这是静态的,就到了Level2,这是动态层,这一块就要有另外的参数了,包括我们的一些系数相关的参数,这样的话就可能会有更好的系统设计结果。

在这两层之后,其实很多的公司就开始投入使用,我们看到了真正追踪的系统,如果在大的风速的安装下,这个系统会有一个稍稍的扭转,也就是说边缘处,这个角度跟在中间的角度是不一样的。所以这称之为它的弹性,也就是说我们要使用真正的角度来进行衡量。但是这个角度又是在不断变化的,你可以看到这是不断变化,当有风吹的时候,这个角度就开始变化了,它不是一直保持同一个角度。所以对于长和宽的系统,我们就需要去使用更多的固定件,这也就是说我们推出了SkySmart2这个产品,这样就会有更多的固定件在系统中固定系统,可以解决前面说到的问题。

这个追踪系统会使用无线的连接,因为所有的追踪系统条件和故障需要进行模拟,我们使用Lora,这是非常知名的,非常普遍的技术,物联网的技术,通过这些技术,我们就可以进行模拟,甚至使用人工追踪的技术。可以从应变得到功力,所有的控制起把它们放在PCP的板上。

人工智能也可以发挥作用,我们可以获得最优的,也就是按照你不同的条件,不同的负荷,传统来讲,我们的追踪系统主要是把地貌当做是平的,比如在上午和下午,其实我也看到了,其实并不是保持平的状态。通常地面不是平的,所以说系统效率不能达到总体最优。

双面多,加上多云的天气,所以辐射、反射我们就要加很多的传感器,前侧、后侧到反射,然后看反射量多大。通过这个可以提升功率,在哈尔滨工学家,我当时是工学院的院长,在研究的时候我们有单面、双面,比较一下它们总体的效率,我们看一下人工智能和非人工智能技术对比,双面加了人工智能,提升了4%,而这边是3%,那是没有人工智能的,我们就比较了实际工况,比较了有人工智能和无人工智能的对比。

我们介绍一下公司,公司是2009年成立的现在有19GW的光追踪技术,产品得以销售,我们有900名员工,在中国、印度、澳大利亚、美国和墨西哥等。这是我们的工厂,有自动化生产,大家看到这个是我们自己在制造组件,我们有实验室提升产品的可靠性,我们有70名研发工程师来支持设计,我是TC82IC委员会的主任,我们来开发相关的太阳能、追光系统标准,我们要确保可融资性、可靠性,而且我们有全球主要的证书,这些都是成功的案例。我们追光系统在印度、澳大利亚、墨西哥、美国都有应用,也有一些固定结构,在固定结构下面,我们也是内部生产来供货。谢谢大家的聆听!

(发言根据速记整理,未经本人审核)

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