漂浮式光伏為提升太陽能發(fā)電能力創(chuàng)造了新的機會，對于人口密度高、可用土地緊缺的國家尤其如此。當前，中國大陸、臺灣、日本和韓國等國家和地區(qū)的漂浮式太陽能電站裝機總量達到 2,400MW，可為 24 萬戶家庭提供充足的電力。數(shù)據(jù)顯示，僅在短短六年內(nèi)，全球漂浮式太陽能的裝機容量就增長了 100 倍。據(jù)估計，在全球范圍內(nèi)，僅在人工和天然內(nèi)陸水域中建造漂浮式太陽能電站就具有高達 4 TW 的潛在總?cè)萘俊?/div>
雖然漂浮式光伏電站潛力巨大，發(fā)展前景良好，但也面臨重大挑戰(zhàn)。第一大挑戰(zhàn)就是建設經(jīng)久耐用的光伏電站。這與在地面上建設太陽能發(fā)電場不同，需要考慮多種特殊因素，例如安裝光伏樁的正確位置，如何將光伏樁固定在水底，以及如何處理系泊問題。第二是運維方面的挑戰(zhàn)。Carrera 指出：“它不像地面太陽能發(fā)電場那樣方便運維。傳感器和光伏電池板都安裝在島嶼上，對維護工作造成特殊挑戰(zhàn)?！币虼?，運維工作需要由經(jīng)過資格認證的人員進行。運維人員可能需要乘船前往遠離陸地的浮臺或島嶼上開展工作。另外，由于必須要確保運維人員的安全，天氣也成為這項工作的限制因素。例如，需要監(jiān)測風力載荷，避免強風作業(yè)。由于周圍環(huán)境不穩(wěn)定且不可預測，Carrera 表示：“你必須會游泳，以防溺水?！?/div>
傳感器和光伏電池板都安裝在島嶼上，對維護工作造成特殊挑戰(zhàn)。
如果缺少 IIoT 技術，電站將只能依靠例行檢查，由值班員工每天到現(xiàn)場對所有設備進行檢查。不管設備狀況如何，這些例行檢查都將成為固定支出。進行例行檢查，或者為換取合適維修工具而往返于岸邊與部署站點之間，往往會耗費很多時間。如果發(fā)生意外的電壓跌落，且在岸上無法確定其原因和位置，檢查人員就必須檢查每一個浮動模塊，直至找到故障模塊。整個過程就如同大海撈針，既漫長又乏味。
另外，濕度大、鹽分高的環(huán)境易引起腐蝕，因此板載電子設備的使用壽命會大大縮短。這些挑戰(zhàn)令部署 IIoT 技術成為必需，從而提升運維工作的效率和安全性。
解決方案
生態(tài)與技術的完美結(jié)合 —— 讓板載設備管理簡便易行
迄今為止，GPM 在超過 72 個國家和地區(qū)管理著超過32 GW 的可再生能源（太陽能、電能儲存和風能）。憑借在可再生能源領域的豐富經(jīng)驗，GPM 致力于為漂浮式太陽能行業(yè)設計解決方案，以應對運維人員面臨的多重挑戰(zhàn)。遠程監(jiān)測并解決問題的技術是助力運維人員應對前述挑戰(zhàn)的最佳方法。例如，通過使用傳感器、智能分析和監(jiān)控，可減輕運維人員的負擔，保障設備持續(xù)正常運行。
GPM 已為幾十座漂浮式太陽能電站提供了設備管理解決方案，采用 IIoT 互聯(lián)技術，讓電站所有者能通過 GPM SCADA 平臺實時監(jiān)控發(fā)電及設備狀況，并在設備出現(xiàn)故障時進行維護檢查。GPM SCADA 平臺也集成操作票 (ticketing) 功能，運維人員能以此追蹤所有設備活動和服務申請。該功能組件可直接與報警系統(tǒng)連接，并自動生成通知單，以實現(xiàn)無縫維護。
GPM 平臺的另一優(yōu)勢在于集成傳感器，用于收集數(shù)據(jù)并分析比較地面太陽能電站與漂浮式太陽能項目的優(yōu)劣。Carrera 表示：“有了這些數(shù)據(jù)，電站所有者就能在漂浮式和地面太陽能項目間做出更好的投資選擇?！背酥?，通過比較不同情況下的設備功能，GPM 能開發(fā)出新型機器學習算法，讓電站所有者預先確定潛在故障率，并對設備進行預測性維護，以避免永久性損壞。如濕度增加會導致設備內(nèi)部溫度升高，設備使用壽命可能因此大大縮短。新型機器學習算法能幫助電站所有者預測潛在故障，在濕度即將到達設定值時發(fā)出警告，并自動觸發(fā)防范措施。
解決方案
合作的力量 —— 不懼嚴苛環(huán)境，化挑戰(zhàn)為機遇
GPM 通過與 IIoT 互聯(lián)硬件技術伙伴 Moxa 合作，為客戶提供綜合性解決方案。事實證明，Moxa 通訊及計算設備，即使部署于嚴苛環(huán)境，如戶外水體中，也始終可靠耐用。安裝于漂浮式光伏板上的設備都要經(jīng)受陽光的直接照射，因此必須采用耐高溫設計。Moxa 通訊及計算設備可在高達 75℃的環(huán)境下作業(yè)，保證運行順暢、不受干擾。一直以來，Moxa 憑借經(jīng)久耐用的高品質(zhì)產(chǎn)品和對客戶的堅定承諾享譽業(yè)內(nèi)。Carrera 談到：“雖然水和電是一對天生冤家，但我們在光伏島項目上從未遇到任何設備問題，這多虧了 Moxa 的產(chǎn)品，他們無可替代。”有了 Moxa 的支持，GPM 才能更好地兌現(xiàn)向客戶提供長期服務的承諾。Carrera 進一步指出：“目前我們?nèi)〉玫某晒?，離不開與硬件技術伙伴Moxa 的合作。我們相信，與 Moxa 的伙伴關系是我們未來成功的關鍵?！?/div>
過去十年里，GPM 一直與 Moxa 合作，為全球客戶提供高質(zhì)量硬件設備。兩家公司已合作超過2,000 個項目，其中包括日本和歐洲的 15 個漂浮式太陽能光伏裝置。GPM 解決方案集成了 Moxa硬件產(chǎn)品及數(shù)據(jù)互聯(lián)技術，包括：用作數(shù)據(jù)記錄器的 Moxa UC 系列工業(yè)無風扇計算機、用于讀取變電站傳感器信息的 ioLogik I/O 系列產(chǎn)品，以及 EDS 系列網(wǎng)管型以太網(wǎng)交換機。EDS 系列采用 Turbo Ring 自愈冗余技術，構(gòu)建可靠網(wǎng)絡，經(jīng)由光纖將數(shù)據(jù)傳輸至逆變器等電力資產(chǎn)。GPM 也定期與 Moxa 分享信息，為 Moxa 開發(fā)適用光伏太陽能電站的新產(chǎn)品及新功能提供建議。
“我們相信合作的力量。Moxa 是我們的關鍵合作伙伴，幫助我們?yōu)榭蛻籼峁┒ㄖ苹鉀Q方案。”
Albert Carrera
GPM 亞太區(qū)總經(jīng)理
合作成果
未來可再生資源的完美融合
強大的硬件、高效的運維及先進的技術解決方案三者結(jié)合，顯著提高了電網(wǎng)中可再生資源，尤其是漂浮式太陽能電力的比例。這項太陽能和水能的完美融合將極大造福地球，能為土地稀缺的地區(qū)創(chuàng)造清潔能源。
此外，Carrera 提到：“建立漂浮式太陽能電站會創(chuàng)造環(huán)境效益，因為漂浮能源島可以減少水資源蒸發(fā)，這一點尤其有利于易受干旱影響的地區(qū)。另外這項技術還能減少有毒藻類的大量繁殖?！?/div>
GPM 綜合性解決方案幫助電站建造者和所有者應對技術挑戰(zhàn)，解決漂浮式太陽能電站的安裝、使用和護難題。借助大量安裝經(jīng)驗，GPM 也在不斷改進解決方案，比如，GPM 通訊和監(jiān)控功能經(jīng)過長期發(fā)展，能選擇合適的轉(zhuǎn)換器（帶有太陽能過濾功能）和協(xié)議，以最大程度降低通訊噪音。
GPM 也與其母公司 DNV GL 合作，參與了一個聯(lián)合工業(yè)項目 (JIP)，該項目邀請漂浮式太陽能業(yè)內(nèi)人士，共同分享經(jīng)驗和最佳實踐，以進一步完善安裝技術。Carrera總結(jié)道：“我們相信，該聯(lián)合工業(yè)項目產(chǎn)生的最佳實踐，將是推動漂浮式太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大助力?！闭雇磥?，GPM 將繼續(xù)促進混合能源及太陽能等系統(tǒng)的發(fā)展，并與不同的團隊合作，增強每一種發(fā)電能源的優(yōu)勢。
“我們相信，該聯(lián)合工業(yè)項目產(chǎn)生的最佳實踐，將是推動漂浮式太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大助力?！?/i>
Albert Carrera
GPM 亞太區(qū)總經(jīng)理