Rozhovor: Chasing slunečního světla s "Godfather of Solar"

Anonim

Rozhovor: Chasing slunečního světla s "Kmotr sluneční "

Energie

Nick Lavars

6. října 2018

3 obrázky

Ron Corio, generální ředitel Array Technologies (Credit: Array Technologies)

Ve výrobě sluneční energie se mnoho změnilo, protože Ron Corio poprvé vstoupil do hry před 37 lety. Známý jako "Kmotr slunečního svitu" pro kombinaci italského dědictví, výchovu v New Jersey a trvalou přítomnost v solárním průmyslu, Corio zaznamenal růst poptávky, snížil nárůst nákladů a nové technologie, aby získal maximální výkon od slunce. Posadili jsme se s ředitelem CIO společnosti Array Technologies v Melbourne, abychom diskutovali o nejnovějších novinkách v oblasti sledování slunečního záření a o tom, co může mít budoucnost pro tuto stále důležitější formu obnovitelné energie.

Corio byl ve městě předvádějící novou lesklou technologii sledování, která byla navržena tak, aby ovládala orientaci rozsáhlých modulů solárních polí. Použitím algoritmů strojového učení se tento takzvaný systém SmarTrack seznámí s podmínkami místa a provádí úpravy, aby získal co nejvíce sluneční energie, čímž se lépe ubíhá v tomto úkolu v průběhu času.

Na konferenci All Energy jsme se dostali na Coria a vybrali si jeho mozky o jemnějších detailech tohoto nového systému, o úloze průmyslových hráčů, jako je Tesla, ao cestě k obnovitelné energii. Co následuje, je přepis našeho rozhovoru, upravený o délku a jasnost.

Co je sluneční sledování a proč je to důležité?

Sledování slunečního záření je v podstatě po slunci po celý den, přičemž moduly jsou kolmé ke slunci, takže produkují co nejvíce energie. Vyrábíme to, co se nazývá horizontální jednoosé sledovací zařízení pro užitné měřítko, ale jsou zde také dvouosé sledovače, které byly použity v předchozích letech. Dnes je to skutečně o minimalizaci nákladů na vyrobenou energii a jednoosé sledovače poskytují vysokou hustotu a zároveň zvyšují výtěžnost elektrárny o 20 až 25 procent.

Jaké jsou některé z méně zřejmých způsobů, jak by počasí a podmínky na místě mohly ovlivnit sluneční výnosy, které si lidé nemohou být vědomi?

Myslím, že stavíte zařízení, které musí trvat 30, někdy 40 let a musíte navrhnout všechna počasí, které se v tomto období stane, veškerou korozi a trvanlivost samotného výrobku. Přicházíme s mnoha patentovanými a jedinečnými způsoby, jak to dosáhnout, jsme již 29 let v oboru, budovali jsme solární trackery pro vzdálené domy v raných dnech až po 10 GW trackerů.

Jednou z věcí, které děláme v boji proti povětrnostním vlivům, je patentovaný systém snižování větru pro náš tracker. Pro mnoho sledovatelů, když vítr vítr, mají anemometr, který měří vítr a vysílá rádiové signály všem jednotlivým sledovacím zařízením a řekne jim, aby šli do bezpečného místa, aby odolávali zatížení větrem.

S naším systémem, když vítá zátěž větru do systému, vytváří tuto sílu kloubového momentu (sílu potřebnou k posunutí ovládacího povrchu). Vnitřní pro každý řádek máme v podstatě mechanismus typu spojky, kde v případě, kdy je kloubový moment příliš velký, nebo tam, kde dochází k vibrační interakci tam, kde je zatížení vysoké, jeho uvolnění. Je to jako pojistný ventil, vítr, zabudovaný do všech řad.

Vnější okraje pole získají větší zatížení větru než vnitřní plochy. Takže co se může stát, obvykle se stane přibližně 100 km / h řízeným způsobem, vnější řady se ve skutečnosti otáčejí ve svislé poloze a vytvářejí v podstatě větrné oplocení pro zbytek pole.

Krása našeho systému je pouze to, že se brání vítr, když na ni působí vítr. Není to tak, že anemometr říká "uložte celé pole ", což může mít vliv na vaši produkci a závažnost výsledků může být velmi vysoká. Takže jsme, věříme, velmi holistický, pasivní a spolehlivý způsob minimalizace rizik a optimalizace výkonu v elektrárnách.

Kolik může tato technologie SmarTrack zvýšit sluneční výtěžky a proč představuje "příští generaci" sledování slunečního záření?

Pro SmarTrack jsou opravdu dvě hlavní součásti. Jedním z nich je zpomalování optimalizace a co to znamená, že budete sledovat slunce a panely udržovat kolmo na slunce ve směru východ-západ. Když dosáhnou svých hranic, slunce se zřetelně pohybuje a udržuje jeden řádek od zastínění druhého, začínáte odklánět, začnete odnímávat moduly od slunce, takže odstín z jednoho řádku neskrývá další.

To funguje perfektně na plochém místě, znáte své algoritmy, aby byl tento výpočet v pořádku, pokud je místo ploché. Pokud se ale dostanete do zvlněného místa, můžete tuto optimalizaci lépe optimalizovat. Takže to, co jsme vyvinuli se systémem SmarTrack, je systém, který skutečně sleduje výstup měniče, na který jsou tato pole připojena.

Během zpětného odpočinku víme, kde je úhel slunce a my jogging systém kolem jeho naprogramovaného bodu najít maximální výkon měniče pro stavbu stavby na místě. Poté vytvoříme tabulku, která říká, že když je slunce v tomto úhlu, sledovač, který provádí zpětný odraz, by měl být v jiném úhlu. A jakmile zaplníme tento stůl pro každý motor sledování, pak to bude navždy, už nebudeme muset vycítit nic, nebudeme muset mít žádné aktivní součásti a jeho geometrický vztah k úhlu slunce a sledovací pozice.

A kolik různých modulů nebo panelů mluvíme zde, přes celé pole?

Takže jeden z těchto motorů řídí dvě fotbalová pole modulů. Každý řádek je 90 modulů nebo 90 metrů (295 ft) dlouhý a pak spojujeme 32 řádků dohromady, takže je to významná oblast s jedním malým motorem. Optimalizujeme tento blok pro stavbu v budově a my to děláme během uvedení do provozu. Takže to je SmarTrack pro zpětné sledování a zjevně zisk, který z toho získáte, je opravdu o podmínkách specifických pro danou lokalitu, o tom, jak je vlnováno na tak dále a tak dále.

Další oblast SmarTracku je o zachycení difuzního světla. Vyráběli jsme v tomto průmyslovém optickém systému sledování a my jsme je pozorovali oblohu vzhůru, když mraky projížděly, protože hledali nejjasnější část oblohy.

Takže co je optický tracker?

Dnes používáme astronomické algoritmy, abychom říkali, že je toto datum, je to tentokrát, my jsme v této části Země a slunce je tady. Ve skutečnosti právě otevíráme smyčku, kde vypočítáme, kde je slunce, a pak posuneme pole do polohy a my na ni nevidíme nic. Optické sledovací systémy, které jsme již mnoho let stavěli v průmyslu vzdáleného domova a v rozvodné síti, jsou systémy, které skutečně hledají nejjasnější místo na obloze a pak ukazují pole směrem k tomu.

Máme spoustu těchto informací a zkušeností v průběhu let a to, co děláme s těmito systémy, abychom využili maximální výkon během zamračeného dne, jsou senzory, které se dívají na oblohu. Hodili jsme algoritmy pro strojové učení, které chápou, kdy se chceme pohybovat na obloze, nebo zplošťují pole, takže získává větší ozařování a vyšší výkon. Musíme také vědět, kdy se z toho dostat, a tak je to všechno součástí inteligentního zachycení.

Mohli byste se dostat trochu podrobněji na "self-learning" prvek těchto algoritmů? Jak se časem přizpůsobují a zlepšují?

Můžeme zkusit mapovat podmínky konkrétního místa. Víme, kolik krytu oblačnosti existuje, můžeme s tím souviset se sezónností a tak dále a my můžeme vyhladit, když budeme rovní. Trik toho není, aby se po každém oblaku dostal na plochu, protože tam je spousta pohybu a můžete mít jeden oblak kolem a věc se zplošťuje a pak se musíme znovu pohybovat.

Cílem je shrnout toto, přinejmenším na začátku, a dozvědět se o optimálních podmínkách, kdy jít v horizontální poloze, a také kdy opustit tuto horizontální pozici. A časem se můžete naučit z jedné stránky nebo jedné geografie a souviset s tím se sezónností a v podstatě vyhýbat těm časům, při kterých se rozhodnete "Chystám se pohybovat rovně " nebo "Já nebudu pohybovat plochě "a upřesnit tento algoritmus.

Takže spíše než aby někdo táhl struny na tom ručně, nastavíte tyto algoritmy.

.

a oni opakují v průběhu času, a oni mají datum a sezónu konkrétní. Je to stroj, který se učí o tom, jak lépe volit, kdy udělat určité věci.

Je to nová věc v solárním průmyslu?

Neřekl bych, že je to úplně nové, řekl bych, že se to dnes děje ve všech průmyslových odvětvích.

Jaké jsou hlavní technické překážky, které bráníte dalšímu přijetí sluneční energie?

Úložný prostor. Takže to dělám téměř tři desetiletí a já jsem sledoval, jak ceny solárních článků se pohybují od 12 dolarů na watt až 30 centů za den dnes, nebo méně. Takže jediná věc, kterou jsem se naučil, je pokles cen, trh je elastický a prostě roste. V mnoha částech světa, ne-li ve většině částí světa, je solární energie v kilowattech dnes s fosilními palivy konkurenceschopná.

To je to, kde jsme teď. Problémem je, že můžeme vyrábět energii, když svítí slunce, ale energie potřebujeme 24/7. Musíme posunout solární elektrárnu tak, aby děláme věci, které tradiční elektrárny dělají, s věcmi, jako jsou frekvenční předpisy sítě, a to se děje dnes se solární energií. Ale skutečným cílem je poskytnout síťovou zátěžovou sílu.

Abychom to udělali, musíme ukládat energii. Existuje mnoho způsobů, jak ukládat energii, tam je voda, existují mechanické prostředky, tam jsou lithium-iontové baterie, tam je tok baterií, tam je mnoho různých technologií venku vying pro jejich pozici, tam je dokonce i vytváření vodíku. Jste to jméno, existuje mnoho způsobů, jak vzít elektřinu a dát ji do něčeho, co můžete uložit a používat později.

Je zřejmé, že lithium-ion roste, především kvůli dopravnímu průmyslu a používání elektrických vozidel. Zjistíme, který z nich vyhrává, ale jak jsem říkal, sluneční energie dosahuje 12 dolarů za watt, nyní je 30 centů za watt.

Mám pocit, že jí dáme čas, necháme technologii vyvíjet, necháme ji vyrábět v škále, abychom snížili náklady, inovace se uskuteční. Energie poháněná technologií zatarasí fosilní paliva, protože fosilní paliva, které musíte vykopat ze země, je musíte dopravit, musíte je spálit, nechtějí ani mluvit o znečištění a znečištění je velkou věcí. Technologické zdroje energie z obnovitelných zdrojů jsou neustále na cestě ke snižování nákladů, efektivnosti a zlepšování.

Možná jste si byli vědomi baterie Tesla, kterou nainstalovali v jižní Austrálii, největší světovou baterii. Jak vidíte roli tohoto a příklad, který představuje jako důkaz koncepce ukládání energie?

Takže tyto všechny začínají jako důkazy o konceptu a pak se stávají stále většími a většími a to je nový důkaz koncepce v měřítku.

Nejsem odborník na úložiště, nemohu volat, zda budou lithiové ionty vydělávat nad jinými technologiemi, ale určitě má za sebou nějaký impuls, protože se používá v měřítku.

Myslím, že to rozbíjí nějakou bariéru?

To je správně. A to, co se stalo se solární cestou, když to bylo 12 dolarů za watt, to bylo proto, že celý křemík byl vyroben pro kalkulačky a počítače a velmi malé množství. A když se objevily průlomy v těžbě křemíku a výrobě vysoce kvalitního křemíku, to se stalo, když se snížila cena solárních modulů.

A myslím si, že totéž platí při skladování. Zajímavou věcí o skladování je, že existuje několik způsobů, jak to udělat. Průtokové baterie jsou zajímavé, protože máte jednotku a můžete v zásobníku uložit spoustu energie a protékat baterií. Ale všechny tyto technologie mají různé aplikace, ne? Některé jsou vhodnější pro dopravu, což může být stejná technologie, která funguje pro úložiště, ale nemusí. Zbývá být vidět.

Kde vidíte solární průmysl za 10 let, pokud jde o jeho příspěvek k našim celkovým energetickým potřebám?

Teď vidíme, jak se svět probudí na sluneční energii, protože, jak jsem řekl, je na paritě roštu s jinými zdroji, je snadno přístupný a přichází s nulovým nákladovým rizikem. Jakmile ji postavíte, slunce je volné, takže pokud víte, jaké jsou vaše náklady na provoz a údržbu, víte, jaké jsou celkové náklady.

Je velmi nízkorizikové a snadno nasazitelné. Malé systémy, velké systémy nebo obytné střechy, můžete je nasadit na mnoha místech. Myslím, že sluneční energie bude i nadále klesat v ceně, bude se nadále efektivněji a myslím, že trh prokázal, že je neuvěřitelně pružný a bude pokračovat v růstu. Vidím obnovitelné zdroje, sluneční, větrné a možná hydroelektronické, stále přebírají stále více a více světového trhu s energií, dokud nezabrání téměř všemu.

Je to cesta budoucnosti, myslím, že je to mega trend v oblasti energie pro příštích 50 let a právě to prochází tím, že "vyrábíme jen energii, když slunce svítí" "poskytujeme větší hodnotu " a pak "poskytujeme hodnotu základního zatížení. " A to je cesta pro obnovitelné zdroje. Zajímavou věcí je, že na většině míst může dnes sluneční soustava vyrobit 30 procent sítě, aniž by to mělo příliš velký dopad na síť. Takže tam je spousta trhu pro dnešní sluneční energie právě teď, a to nám dává přistávací dráhu k Solar 2.0 na Solar 3.0.

Ron Corio, generální ředitel Array Technologies (Credit: Array Technologies)

Technologie solárního sledování, jako je technologie nabízená společností Array Technologies, může zvýšit výkony slunečního záření automatickým posunem orientace panelů (Credit: Array Technologies)

Jedna ze solárních zařízení Array Technologies (Credit: Array Technologies)