Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Электрические аппараты | Электрические машины
Автоматизация | Робототехника | Возобновляемая энергетика | Тренды, актуальные вопросы | Научно-популярные статьи | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Альтернативная энергия / Тренды, актуальные вопросы / 10 основных тенденций в фотоэлектрической энергетике к 2025 году


 Школа для электрика в Telegram

10 основных тенденций в фотоэлектрической энергетике к 2025 году


По мнению экспертов Huawei, возобновляемые источники энергии (ВИЭ) станут важнейшим источником энергии в мире в ближайшие 5-10 лет. Особенно это касается фотоэлектрических электростанций (PV), у которых большое будущее. Однако, несмотря на растущую долю ВИЭ в общем производстве энергии, необходимо уделять первостепенное внимание их безопасности, надежности и экономической эффективности.

Будущее развитие фотоэлектричества к 2025 году сформирует 10 основных технических тенденций, которые включают следующие четыре аспекта:

  • более низкая общая стоимость производства солнечной энергии,
  • совместимость с энергосистемой,
  • интеллектуальная конвергенция,
  • также безопасность и надежность.

Фотоэлектрические установки

Тренд №1: Цифровизация фотоэлектрических станций

Ключевой момент: более 90% всех мировых фотоэлектрических станций будут оцифрованы.

Несмотря на динамично развивающийся мировой фотоэлектрический рынок, в современных фотоэлектрических установках все еще есть ряд «неинтеллектальных устройств», от производства энергии до связи. Эти устройства невозможно эффективно контролировать или они могут подавать ложные сигналы неисправности.

Ожидается, что благодаря быстрому развитию цифровых технологий, таких как 5G и облачные технологии, к 2025 году более 90% всех фотоэлектрических установок будут полностью оцифрованы. Это позволит фотоэлектрическим установкам быть интеллектуальными и получить эффективные инструменты для их управления.

В отличие от традиционной «исторической» центральной концепции энергетики, в будущем она будет преобразована в сторону децентрализации с акцентом на локальное производство и потребление энергии.

Именно благодаря умным цифровым технологиям энергетика будет постепенно трансформироваться в современную цифровую энергетику, где будут доминировать ВИЭ.

Тренд №2: Применение искусственного интеллекта

Ключевой момент: более 70% всех фотоэлектрических установок будут используют инструменты искусственного интеллекта (ИИ).

Специалисты по искусственному интеллекту могут предложить перспективные новые технологии для фотоэлектрических систем, в том числе:

  • упреждающую идентификацию и защиту фотоэлектрических модулей, диагностику неисправностей оборудования с использованием алгоритмов искусственного интеллекта;
  • оптимизацию алгоритма трекера за счет большого объема данных, а также возможность «самообучения» для более высокой отдачи;
  • а также автоматическую оптимизацию работы батареи с использованием ИИ в составе фотоэлектрической установки.

По мере снижения общей стоимости солнечной энергии и увеличения сложности эксплуатации и технического обслуживания методы на основе ИИ, вероятно, будут широко применяться в солнечной энергетике.

Тренд №3: Эксплуатация и обслуживание фотоэлектрических установок без оператора

Ключевой момент: более 80% всех операций с фотоэлектрическими объектами будут осуществляться без участия человека.

С развитием искусственного интеллекта и Интернета вещей (IoT) появятся новые интеллектуальные продукты и услуги, которые обеспечат более высокий уровень комфорта при эксплуатации и техническом обслуживании фотоэлектрических систем.

Благодаря интегрированному профессиональному опыту и постоянному «самообучению» ИИ будет широко использоваться, заменяя экспертов по эксплуатации и техническому обслуживанию во многих функциях диагностики и принятия решений.

Дроны и роботы помогут справиться с опасными и повторяющимися операциями по эксплуатации и техническому обслуживанию.

Эти действия, требующие неизменно высокого уровня точности, будут способствовать повышению производительности и безопасности фотоэлектрической установки. Таким образом, ожидается, что в будущем большая часть операций по эксплуатации и техническому обслуживанию фотоэлектрических электростанций будет полностью автоматизирована без необходимости вмешательства человека.

Фотоэлектрическая энергетика

Система управления солнечными батареями

Тренд №4: Проактивная поддержка распределительных сетей

Ключевой момент: фотоэлектрические установки изменятся от устройств, которые адаптируются к распределительной сети, к устройствам, поддерживающим работу распределительной сети.

ВИЭ уже являются экономически эффективными и конкурентоспособными без субсидий во многих странах мира. Поэтому доля ВИЭ в потреблении электроэнергии с каждым годом будет увеличиваться, что будет означать высокие требования к управлению традиционными распределительными сетями с учетом высокой волатильности ВИЭ.

Постоянно растущее проникновение ВИЭ будет иметь все большее влияние, особенно на работу распределительных сетей. В течение следующих 5 лет фотоэлектрические станции должны постепенно перейти от оборудования, адаптирующегося к сети, к оборудованию, поддерживающему работу распределительных сетей.

Тренд №5: Комбинация фотоэлектрических установок и систем накопления энергии

Ключевой момент: Доля фотоэлектрических систем в сочетании с системами накопления энергии превысит 30%.

В связи с постоянно растущей долей ВИЭ операторы распределительных сетей будут повышать требования к показателям качества электрической энергии, в т. ч. к регулированию частоты и уравновешиванию пиков энергии.

В последние годы в связи с техническим прогрессом произошло значительное снижение стоимости аккумуляторных систем хранения энергии. В этом контексте ожидается, что будет возрастать взаимосвязь фотоэлектрических установок с системами накопления энергии. По оценкам, к 2025 году более 30% фотоэлектрических станций будут оснащены современными системами накопления энергии.

Тренд №6: Цифровые электростанции и распределенная генерация

Ключевой момент: более 80% бытовых фотоэлектрических станций будут подключаться и объединяться в сеть с цифровыми электростанциями.

В течение следующих 5 лет технологии ИКТ, такие как 5G, блокчейн и облачные сервисы, будут широко использоваться на распределенных электростанциях. Это позволит создать цифровые электростанции, которые позволят совместно управлять, а также участвовать в планировании, транзакциях и вспомогательных услугах для энергетических систем.

Развитие технологий, предназначенных для цифровых электростанций, будет стимулировать появление новых бизнес-моделей и привлекать новых игроков, что впоследствии даст возможность дальнейшего развития распределенных электрических сетей с фотоэлектрическими установками.

Тренд №7: Активная безопасность

Ключевой момент: Дуговой выключатель (устройство дуговой защиты) станет стандартной функцией для распределенных фотоэлектрических панельных систем и станет частью международных отраслевых стандартов.

С развитием распределенной фотогальваники безопасность зданий и людей станет основным направлением. Риски возникновения дуги из-за плохого контакта узлов в фотоэлектрических модулях, неправильного подключения разъемов или из-за старения или обрыва кабелей станут актуальной проблемой для фотоэлектрической промышленности.

Чтобы снизить эти риски, дуговая защита станет стандартной функцией для распределенных систем фотоэлектрических панелей и будет включена в международные отраслевые стандарты.

Солнечная электростанция

Тренд № 8: Высокая плотность энергии

Ключевой момент: плотность энергии инверторов увеличится более чем на 50%.

В связи со снижением общих затрат на производство солнечной энергии возрастают требования к более высокой номинальной мощности одного модуля, а также к простоте обслуживания фотоэлектрических инверторов.

Для достижения этой цели требуется более высокая плотность энергии. Ожидается, что благодаря прорывам в исследованиях широкополосных полупроводников на основе SiC и GaN, а также передовым алгоритмам управления удельная мощность инверторов увеличится более чем на 50% в течение следующих 5 лет.

Тренд №9: Модульная конструкция

Ключевой момент: основные компоненты, такие как инверторы, контроллеры и системы хранения энергии, будут иметь модульную конструкцию.

Инверторы, контроллеры и системы хранения энергии являются ключевыми элементами фотоэлектрической установки, что значительно влияет на доступность всей фотоэлектрической системы.

С ростом производительности и сложности фотоэлектрических систем традиционный, ориентированный на специалистов подход к обслуживанию на месте становится слишком дорогим.

Модульная конструкция становится стандартом, поскольку она обеспечивает гибкое развертывание, быстрое расширение и обслуживание без необходимости присутствия специалистов на месте. Это значительно сократит расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также улучшит доступность всей системы.

Тренд №10: Безопасность и надежность

Ключевой момент: безопасность и надежность станут необходимым требованием для фотоэлектрических систем.

Рост общей установленной мощности фотоэлектрических систем в мире и усложнение сетевой архитектуры увеличивают риски безопасности фотоэлектрических систем.

Кроме того, существуют более строгие требования к конфиденциальности и безопасности для пользователей распределенных фотоэлектрических систем.

Все эти тенденции предполагают, что фотоэлектрические установки должны обладать безопасностью и заслуживающими доверия возможностями с точки зрения надежности, доступности, гибкости и конфиденциальности.

Конвергенция 5G, облачных технологий и технологий искусственного интеллекта меняет мир, в котором все подключается, фиксируется и интеллектуально контролируется. Эти изменения происходят гораздо быстрее, чем мы можем себе представить.

Заключение

Обнародовав 10 основных тенденций в фотоэлектрической отрасли к 2025 году, Huawei стремится внести свой вклад и вдохновить на создание зеленого, умного мира с безграничным потенциалом новых энергетических решений.

Смотрите также: Интеллектуальная энергетическая сеть, Smart grid, умная сеть электроснабжения