光伏中的數(shù)據(jù)流
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太陽(yáng)的光線出現(xiàn)在生活中的每一個(gè)地方,人們的生活已經(jīng)離不開太陽(yáng),太陽(yáng)能不僅為植物生長(zhǎng)提供光源,而且也能為人類提供能源,現(xiàn)在的光伏發(fā)電就是很大程度上利用了太陽(yáng)能。太陽(yáng)能比常規(guī)電源具有巨大的優(yōu)勢(shì)。它更清潔,在世界許多地方,它比傳統(tǒng)電力便宜,而且它很受消費(fèi)者歡迎。另外,越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到,太陽(yáng)能將在進(jìn)一步降低能源成本和推動(dòng)清潔能源利用方面起主導(dǎo)作用。
然而,隨著日益增多的裝機(jī)量,一個(gè)尚未被人們認(rèn)識(shí)到的挑戰(zhàn)逐漸出現(xiàn)在視野中:
光伏發(fā)電將產(chǎn)生巨量的數(shù)字信息,尤其是在智能化和數(shù)字化的時(shí)代。行業(yè)專家通過測(cè)算分析,一個(gè)1GW的化石能源或燃煤發(fā)電廠平均產(chǎn)生大約10,000個(gè)數(shù)據(jù)流,一個(gè)類似規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)可能產(chǎn)生51,000個(gè)數(shù)據(jù)量,是化石能源發(fā)電形式的5倍。而同樣大小的光伏電站將產(chǎn)生436,000個(gè)數(shù)據(jù)流。
產(chǎn)生數(shù)據(jù)流量巨大差異的主要原因在于光伏發(fā)電的分布特性。大型化石能源電站和風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)通常數(shù)量少但價(jià)值高,而光伏電站建設(shè)的特點(diǎn)是發(fā)電單元價(jià)值較低卻數(shù)量巨大。
以風(fēng)電為例,一個(gè)140MW的風(fēng)電場(chǎng)擁有80-90臺(tái)風(fēng)機(jī)。相比之下,一個(gè)140MW的光伏電站需要30萬(wàn)塊光伏組件。不僅每塊組件不僅會(huì)生成有關(guān)發(fā)電量、溫度和其他參數(shù)的信息數(shù)據(jù),逆變器、跟蹤器、接線盒同樣會(huì)產(chǎn)生有關(guān)其當(dāng)前狀態(tài)或可能存在問題的連續(xù)數(shù)據(jù)流。這還沒有算上對(duì)30萬(wàn)塊組件的運(yùn)維,以及將來(lái)可能采用智能組件(有新技術(shù)稱需要對(duì)組件實(shí)現(xiàn)組串級(jí)甚至電池片層面的發(fā)電量控制)。
此外,建造同樣發(fā)電規(guī)模的傳統(tǒng)電站、風(fēng)電場(chǎng),和建造同樣規(guī)模的光伏電站,建造該電站所需要生產(chǎn)發(fā)電設(shè)備、配套電器設(shè)備及材料所需要的勞動(dòng)力、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)等,也是完全不在同一個(gè)數(shù)量級(jí)的。
這么龐大的數(shù)據(jù)流,對(duì)于電站運(yùn)行維護(hù)、電網(wǎng)控制是利是弊?盡管更多數(shù)據(jù)意味著可以通過智能控制降低運(yùn)維成本,讓發(fā)電量最優(yōu)化,讓電網(wǎng)控制更智能、安全。另一方面,更多數(shù)據(jù)意味著需要更高計(jì)算能力的設(shè)備,以及額外的云儲(chǔ)存、傳輸費(fèi)用。
光伏發(fā)電成本的下降是中國(guó)為全球貢獻(xiàn)的本世紀(jì)最引人注目的技術(shù)奇跡。彭博新能源財(cái)經(jīng)的數(shù)據(jù)顯示,光伏發(fā)電成本從2010年到2019年下降了85%,預(yù)計(jì)到2050年將再下降63%。在光伏度電成本大大降低的同時(shí),光伏裝機(jī)量也迅猛增長(zhǎng),由此帶來(lái)對(duì)電網(wǎng)的巨大沖擊。為了能更好地控制、運(yùn)用光伏發(fā)電,電網(wǎng)需要對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行數(shù)據(jù)化、精細(xì)化、智能化管理。
到目前為止,這方面的成本尚未引起足夠的重視。但可以預(yù)見,接下來(lái)的30年,光伏發(fā)電將成為電網(wǎng)的主要供電來(lái)源,由此帶來(lái)的數(shù)據(jù)處理、分析、運(yùn)用成本可能是行業(yè)所需要重視的一個(gè)挑戰(zhàn)性課題。太陽(yáng)能雖然可以產(chǎn)生很大能量,但是現(xiàn)在的技術(shù)還不足以保證人類所有的運(yùn)轉(zhuǎn),這就需要我們保護(hù)能源,從自己做起,從身邊的點(diǎn)滴做起,節(jié)約能源,是我們?nèi)祟惷恳粋€(gè)人應(yīng)盡的責(zé)任。