Специалисты компании Huawei высказали мнение, что важнейшими источниками энергии в мире в ближайшие 5‒10 лет станут возобновляемые (ВИЭ). Но несмотря на их растущую долю в общем производстве энергии, необходимо уделять первостепенное внимание их безопасности, надежности и экономической эффективности.
1. Цифровизация фотоэлектрических станций
Главное: свыше 90 % фотоэлектрических станций в мире будут оцифрованы.
Планируется, что вследствие бурного развития IT-технологий (например, 5G, Cloud) к началу 2025 года свыше 90 % фотоэлектрических станций подлежат цифровизации. Это даст возможность сделать их интеллектуальными и оптимально управляемыми.
Именно из-за развития современных смарт-технологий энергетика будет оснащаться цифровыми приборами. Они станут органичной частью будущего, где будут преобладать возобновляемые источники.
2. Использование искусственного интеллекта
Главное: свыше 70 % фотоэлектрических станций будут применять элементы искусственного интеллекта.
Эксперты по ИИ способны разработать перспективные технологии для установок. Эти технологии включают в себя:
- Распознавание и защиту фотоэлектрики, диагностику неполадок с применением методик искусственного интеллекта;
- Оптимизацию функций трекера благодаря объёму информации, опцию «самостоятельного обучения» для повышения эффективности;
- Автоматизированную оптимизацию работы АКБ с применением искусственного интеллекта в составе фотоэлектрики.
Так как суммарная стоимость солнечной энергии уменьшается, а сложность эксплуатации и ТО увеличивается, применение ИИ, скорее всего, в энергетике Солнца будет расширяться.
3. Эксплуатация и ТО фотоэлектрических станций без оператора
Главное: свыше 80 % глобальных операций с фотоэлектрикой будет производиться без человеческого участия.
По мере развития ИИ и Интернета вещей будут разрабатываться современные интеллектуальные продукты и услуги на их основе. Они поднимут уровень комфорта при использовании фотоэлектрических устройств на более высокий уровень. Роботы окажут помощь в случае опасных и регулярно повторяющихся операций по текущей работе и сервисному обслуживанию.
4. Проактивное распространение распределительных систем
Главное: фотоэлектрические устройства претерпят изменения, если они будут не адаптироваться к распределительным сетям, а поддерживать их функционирование.
Возобновляемые источники уже по сути эффективны с точки зрения экономики и во многих странах составляют конкуренцию традиционным вариантам. Поэтому их вклад в генерацию электроэнергии ежегодно будет расти. Как следствие, будут расти требования к управлению распределительными сетями.
5. Комбинирование фотоэлектрики и систем накопления электроэнергии
Главное: вклад фотоэлектрики в комплексе с системами накопления энергии составит более 30 %.
В связи с регулярно возрастающим вкладом возобновляемых источников персонал распределительных систем будет ужесточать требования к качественному уровню электроэнергии, включая частотные показатели и регулированию скачков напряжения.
В настоящее время цена аккумуляторных средств сохранения электроэнергии существенно снизилась. Поэтому, скорее всего, вырастет взаимосвязь фотоэлектрических станций с накопителями энергии. К 2025 году свыше 30 % фотоэлектрики будет оборудовано современными средствами накопления энергии.
6. Цифровые станции и распределённая выработка энергии
Главное: больше 80 % фотоэлектрики в быту будет подсоединено в общую систему друг с другом и с цифровыми электрическими станциями.
В ближайшие 5 лет информационная коммуникация (5G, Cloud, блокчейн) будет повсеместно применяться на распределённых станция. Это даст возможность создания цифровых станций, которые предоставят возможность управления, планирования, транзакций, оказания дополнительных услуг для энергосистем.
7. Активная безопасность
Главное: устройство защиты от дугового разряда будет везде использоваться для распределённых фотоэлектрических сетей и будет закреплено в мировых отраслевых документах.
С распространением распределённых фотогальванических систем безопасность объектов и людей будет главной целью. Вероятность появления дуги вследствие плохого контакта внутри фотоэлектрики, неверного подключения разъёмов, либо из-за устаревшего состояния, обрыва проводников необходимо исключить, чтобы избежать серьёзных проблем для фотоэлектрических систем.
Для снижения данных рисков дуговая защита будет возможностью «по умолчанию» в распределённых сетях фотоэлектрики и будет включена в отраслевую нормативную базу.
8. Повышенная плотность электроэнергии
Главное: плотность электроэнергии инверторов возрастёт на 50% и более.
Так как суммарные расходы на генерацию солнечной энергии будут уменьшаться, поднимутся требования к рабочей мощности каждого модуля и к упрощению ТО фотоэлектрических инверторов.
Чтобы решить данную задачу, необходима более высокая плотность электроэнергии. Планируется, что прорывы в разработке широкополосных п/проводников на базе карбоната кремния и нитрида галлия повысит удельную производительность инверторов больше, чем на 50 % в ближайшие пять лет.
9. Построение на базе модулей
Главное: базовые элементы (инверторы, контроллеры) будут построены из модулей. Они, наряду с системами сохранения электроэнергии, - основные компоненты фотоэлектрической станции. Это оказывает существенное влияние на управляемость всей установки фотоэлектрики.
По мере повышения мощности и усложнения фотоэлектрики стандартные методы обслуживания специалистами на местах значительно дорожают. Проблему решает модульный принцип. Он обеспечивает гибкую реакцию, оперативное развёртывание. При этом не обязательно присутствие специалиста на месте. Это существенно уменьшает затраты на эксплуатацию и ТО.
10. Безопасность и надёжность
Главное: данные факторы будут определяющими при рассматривании фотоэлектрических сетей.
Постоянное повышение мощности фотоэлектрики и усложнённость сетевой архитектуры повышают вероятность проблем безопасности. Помимо этого, растут требования к неразглашению данных и безопасности для клиентов систем фотоэлектрики.
В итоге подразумеваются, что фотоэлектрические станции должны быть безопасными и в то же время соответствовать уровню надёжности, доступности, гибкости настроек.
Внедрение современных коммуникаций и применение ИИ меняет окружающий мир. В нём постоянно происходят подключения, фиксация знаковых событий, подлежащих интеллектуальному контролю.
