《電子技術(shù)應(yīng)用》
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機(jī)器人太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域——發(fā)電量增37%

2013-07-09

利用機(jī)器人逐個(gè)調(diào)整太陽(yáng)能電池板的朝向以提高發(fā)電效率,這種獨(dú)特的百萬(wàn)瓦級(jí)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)已在美國(guó)(加利福尼亞州兩處、亞利桑那州一處)啟動(dòng),。

這種陽(yáng)光追蹤系統(tǒng)是由2010年成立的美國(guó)風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)QBotix公司開發(fā)的,,機(jī)器人沿著軌道前進(jìn),橫向和縱向調(diào)整各支架的軸,,使電池板始終面向太陽(yáng)(圖1,、圖2)。機(jī)器人每40分鐘沿著軌道轉(zhuǎn)一圈,,調(diào)整所有電池板的朝向,。一個(gè)系統(tǒng)可管理200個(gè)支架。每個(gè)支架可設(shè)5枚~6枚電池板,。

 

圖1:QBotix的實(shí)證場(chǎng)地位于加利福尼亞州Menlo  Park

圖2:調(diào)整QBotix電池板的機(jī)器人自動(dòng)移動(dòng)巡查并調(diào)整電池板的朝向

配備GPS,,掌握太陽(yáng)位置

機(jī)器人裝有全球定位系統(tǒng)(GPS),根據(jù)時(shí)間和位置計(jì)算太陽(yáng)所在的方向,,不管天氣如何都去改變電池板的朝向,。不過,可以通過互聯(lián)網(wǎng)指揮機(jī)器人,,在刮臺(tái)風(fēng)時(shí)將電池板調(diào)到水平方向,,以減小風(fēng)的阻力,在下雪天將電池板大幅傾斜,,以防止積雪,。為提高可靠性,一個(gè)系統(tǒng)設(shè)兩臺(tái)機(jī)器人,,輪流巡查調(diào)整電池板,。

機(jī)器人不僅負(fù)責(zé)調(diào)整電池板的朝向,還負(fù)責(zé)收集每枚電池板的發(fā)電量及電池板所承受的風(fēng)力等信息,。機(jī)器人無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng),,將數(shù)據(jù)保存到云服務(wù)器上。由于由機(jī)器人代替人進(jìn)行巡查,,因此可以降低維護(hù)費(fèi)用,。

并且,通過發(fā)電量數(shù)據(jù)可知道電池板發(fā)生了故障,,因此還具有能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,、將損失降到最小的優(yōu)點(diǎn),。

電池板價(jià)格降低,設(shè)置成本也要降低

不僅是降低維護(hù)費(fèi)用,,QBotix還為降低設(shè)置成本而進(jìn)行了改進(jìn),。由于機(jī)器人行走的軌道和電池板支架實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,因此只要按照說明書組裝,,任何人都可以在短時(shí)間內(nèi)輕松設(shè)置完成,。

近幾年,電池板的價(jià)格大幅下滑,,憑借電池板價(jià)格已經(jīng)不會(huì)產(chǎn)生多大差距,。設(shè)置百萬(wàn)瓦級(jí)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵已是如何降低設(shè)置成本和維護(hù)費(fèi)用。QBotix在開發(fā)系統(tǒng)時(shí)重視了這一點(diǎn),。

將QBotix的系統(tǒng)與其他方式進(jìn)行比較,,便會(huì)發(fā)現(xiàn)QBotix系統(tǒng)的成本優(yōu)勢(shì)(表1)。以發(fā)電能力為10MW的百萬(wàn)瓦級(jí)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)為例,,QBotix的系統(tǒng)與普通的固定型相比,,每發(fā)電1MWh成本低6美元。并且也比其他跟蹤太陽(yáng)方式低,。

QBotix系統(tǒng)成本低的原因在于發(fā)電量,。即使電池板的發(fā)電能力相同,通過跟蹤陽(yáng)光提高了發(fā)電量,。從表1可以看出,,其發(fā)電量比固定型增加了37%。因此,,即使初始投資高出10%左右,,增加的發(fā)電量也能彌補(bǔ)這一部分。

日本也開始驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)際上,,日本也已經(jīng)開始行動(dòng)起來(lái),。化學(xué)企業(yè)JNC公司旗下的Chiba  Fine  Chemical公司于2013年5月開始在千葉縣市原市開展采用QBotix技術(shù)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),。

Wasiq   Bokhari稱,,對(duì)日本各地每年的陽(yáng)光照射量數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,其結(jié)果顯示,,“QBotix的跟蹤方式即使在日本光照較少的北海道也具有優(yōu)勢(shì)”,。如果能證明在土地價(jià)格高的地方也具有成本優(yōu)勢(shì),那么QBotix系統(tǒng)在日本就很有可能普及,。

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