Interview: Jagen op zonlicht met de "Godfather of Solar"

Anonim

Interview: Chasing sunlight with the "Godfather of Solar "

Energie

Nick Lavars

6 oktober 2018

3 afbeeldingen

Ron Corio, CEO van Array Technologies (Credit: Array Technologies)

Er is veel veranderd in de productie van zonne-energie sinds Ron Corio 37 jaar geleden voor het eerst in het spel kwam. Sommigen kennen de 'Godfather of Solar' als een combinatie van Italiaans erfgoed, opvoeding in New Jersey en blijvende aanwezigheid in de zonne-industrie. Corio zag de vraag groeien, de kosten dalen en nieuwe technologieën om maximale kracht van de zon te krijgen. We gingen met de CIO (Chief Innovation Officer) van Array Technologies in Melbourne zitten om de nieuwste innovaties op het gebied van solar tracking te bespreken, en wat de toekomst kan betekenen voor deze steeds vitalere vorm van hernieuwbare energie.

Corio toonde in de stad een glimmende nieuwe trackingtechnologie die is gebouwd om de oriëntatie van grote modules van zonnepanelen tijdens de vlucht te regelen. Met behulp van algoritmes voor het leren van machines maakt dit zogenaamde SmarTrack-systeem kennis met de omstandigheden op de site en voert het aanpassingen uit om zoveel mogelijk zonne-energie te onttrekken, zodat het beter wordt in die taak naarmate de tijd vordert.

We kregen Corio te pakken tijdens de All Energy-conferentie en grepen zijn hersens op de fijnere details van dit nieuwe systeem, de rol van spelers in de industrie zoals Tesla en het pad voorwaarts voor hernieuwbare energie. Wat volgt is een transcript van onze chat, bewerkt voor lengte en duidelijkheid.

Wat is solar-tracking en waarom is het belangrijk?

Het volgen van de zon volgt in principe de zon gedurende de dag, waardoor de modules loodrecht op de zon blijven zodat ze de meeste energie produceren die ze kunnen. We produceren horizontale trackers met een enkele as voor utilityschalen, maar er zijn ook dual-axis trackers die in voorgaande jaren zijn gebruikt. Vandaag gaat het er echt om de kosten van de geproduceerde energie te minimaliseren, en trackers met één as bieden een hoge dichtheid en verhogen het rendement van een energiecentrale met 20 tot 25 procent.

Wat zijn enkele van de minder voor de hand liggende manieren waarop weers- en sitecondities van invloed kunnen zijn op de zonneopbrengst, waarvan mensen zich misschien niet bewust zijn?

Ik bedoel, je bouwt een apparaat dat 30, soms 40 jaar meegaat en je moet ontwerpen voor al het weer dat in die periode gebeurt, alle corrosie en de duurzaamheid van het product zelf. We hebben veel gepatenteerde en unieke manieren bedacht om dit te doen, we zijn al 29 jaar actief, in de vroege dagen bouwden we solar trackers voor afgelegen huizen, tot 10 GW-trackers.

Een van de dingen die we doen om de weerseffecten te bestrijden, is een gepatenteerd windmitigatiesysteem voor onze tracker. Voor veel trackers hebben ze, wanneer de wind waait, een anemometer die de wind meet en radiosignalen uitzendt naar alle individuele trackers en hen vertelt om in een veilige positie te gaan om de windbelasting te weerstaan.

Met ons systeem, wanneer de windbelasting op het systeem wordt geblazen, ontstaat deze momentkracht van het scharnier (de kracht die nodig is om een ​​bedieningsoppervlak te verschuiven). Intern in elke rij hebben we in principe een mechanisme van het koppelingsmechanisme, waarbij als het scharniermoment te groot wordt of als er dynamiektrillingsinteractie is waarbij de belasting hoog wordt, zijn releases. Het is als een veiligheidsklep, tegen de wind, ingebouwd in elke rij.

De buitenranden van een veld krijgen meer windbelasting dan de interne delen. Dus wat er zou kunnen gebeuren, het gebeurt meestal op een gecontroleerde manier met ongeveer 100 km / u, de buitenste rijen draaien eigenlijk in een meer verticale positie, waardoor er in wezen een windscherm ontstaat voor de rest van het veld.

De schoonheid van ons systeem is dat het alleen beweegt ter verdediging van de wind wanneer de wind het in werking stelt. Het is niet dat een anemometer zegt "het hele veld op te bergen", wat van invloed kan zijn op je productie en de ernst van de resultaten kan erg hoog zijn. Dus we hebben, geloof ik, een zeer holistische, passieve en betrouwbare manier om risico's te minimaliseren en de prestaties in energiecentrales te optimaliseren.

Hoeveel kan deze SmarTrack-technologie de zonne-opbrengst verhogen en waarom vertegenwoordigt het de "volgende generatie " van het volgen van de zon?

Er zijn echt twee hoofdcomponenten voor SmarTrack. Een daarvan is voor backtracking-optimalisatie, en wat dat betekent, is dat je de zon volgt en de panelen loodrecht op de zon houdt in de oost-west beweging. Wanneer ze hun limiet bereiken, blijft de zon duidelijk bewegen en om te voorkomen dat de ene rij de andere in de schaduw stelt, begin je terug te lopen, begin je de modules van de zon te halen, zodat de schaduw van de ene rij de volgende niet schaduwt.

Dat werkt perfect op een vlakke site, je kent je algoritmen om die berekening goed te maken zolang de site plat is. Maar als u op een golvende site stapt, kunt u dat backtracken beter optimaliseren. Dus wat we met SmarTrack hebben ontwikkeld, is een systeem dat daadwerkelijk de uitvoer van de omvormer controleert waaraan deze arrays zijn gekoppeld.

Tijdens het terugspoelen weten we waar de zonhoek is en joggen we het systeem rond het geprogrammeerde punt om het maximale vermogen van de omvormer te vinden voor de as-built omstandigheden van de site. Vervolgens maken we een tabel die aangeeft dat als de zon onder deze hoek staat, de tracker die terugtrapt een andere hoek moet maken. En als we die tabel voor elke volgmotor vullen, dan is dat voor altijd, hoeven we niets meer te voelen, hoeven we geen actieve componenten te hebben en is het slechts een geometrische relatie met de hoek van de zon. en de volgpositie.

En hoeveel verschillende modules of panelen hebben we hier, over een heel gebied?

Dus een van deze motoren rijdt ongeveer twee voetbalvelden met modules. Elke rij bestaat uit 90 modules oftewel 90 meter (295 ft) lang. Vervolgens koppelen we 32 rijen aan elkaar, dus het is een aanzienlijk gebied met één kleine motor. We optimaliseren dat blok voor de as-built condities en dat doen we tijdens de inbedrijfstelling. Dus dat is SmarTrack voor back-tracking en natuurlijk is de winst die je behaalt eigenlijk te maken met de sitespecifieke omstandigheden, hoe golvend het is enzovoort, enzovoort.

Het andere deel van SmarTrack gaat over diffuse lichtopname. We zijn opgegroeid in deze optische tracking-systemen voor de bouw van gebouwen en we keken ze naar de hemel toen wolken voorbijgingen, omdat ze op zoek waren naar het helderste deel van de hemel.

Dus wat is een optische tracker?

Vandaag gebruiken we astronomische algoritmen om te zeggen, het is deze datum, het is deze keer, we zijn op dit deel van de aarde en de zon is hier. We openen gewoon de lus om te berekenen waar de zon is en dan verplaatsen we de array naar de positie en kijken we niet naar iets in de lucht. Optische volgsystemen, die we jarenlang hebben gebouwd in de afgelegen thuisindustrie en off-grid-industrie, zijn systemen die eigenlijk op zoek zijn naar de helderste plek in de lucht en daarop de array richten.

We hebben veel van die informatie en ervaring door de jaren heen en wat we met deze systemen doen om het maximale vermogen tijdens een bewolkte dag te benutten, is met sensoren die naar de hemel kijken. We gooiden algoritmes voor het leren van de computer in ons, die begrijpen wanneer we naar de lucht willen gaan, of we maken de array vlakker, zodat deze een grotere instraling en een grotere vermogensoutput krijgt. We moeten ook weten wanneer we daar vanaf moeten komen, en dat maakt allemaal deel uit van slim vastleggen.

Kun je wat dieper ingaan op het "zelflerende " element van deze algoritmen? Hoe passen ze zich aan en verbeteren ze in de loop van de tijd?

We kunnen proberen de voorwaarden van een specifieke site in kaart te brengen. We weten hoeveel wolkdekking er is, we kunnen dat correleren met seizoensinvloeden, enzovoort, en we kunnen ons best doen als we plat gaan. De truc hiervan is niet elke keer plat te lopen als er een wolk is, omdat er veel beweging is en je misschien één wolk voorbij laat komen en het ding vlakker wordt en dan moeten we weer bewegen.

Het idee is om dit te aggregeren, althans in het begin, en meer te weten te komen over de optimale omstandigheden voor wanneer je in een meer horizontale positie wilt gaan en ook wanneer je die horizontale positie wilt verlaten. En na verloop van tijd kun je leren van een enkele site of een enkele geografie en dat correleren met seizoensgebondenheid, en in principe de tijden aanscherpen waarop je besluit 'ik ga plat' of "ik ga niet om plat te bewegen, "en dat algoritme te verfijnen.

Dus in plaats van iemand handmatig aan de touwtjes te trekken, stel je deze algoritmen in.

.

en ze herhalen na verloop van tijd, en ze zijn specifiek voor de datum en het seizoen. Het is machine die leert hoe je betere keuzes kunt maken over wanneer je bepaalde dingen moet doen.

Is dit een nieuw ding in de zonne-industrie?

Ik zou niet zeggen dat het helemaal nieuw is, ik zou zeggen dat er een deel van dit gaande is in alle industrieën van tegenwoordig.

Wat zijn de belangrijkste technische obstakels die u ziet om de verdere adoptie van zonne-energie te voorkomen?

Storage. Dus ik doe dit al bijna drie decennia en ik heb gezien dat de zonne-prijzen van $ 12 per watt naar 30 cent per watt vandaag of minder gaan. Dus het enige dat ik heb geleerd, is dat de prijs daalt, de markt elastisch is en gewoon groeit. In veel delen van de wereld, zoniet de meeste delen van de wereld, is zonne-energie op een kilowatt-basis momenteel kostenconcurrerend met fossiele brandstoffen.

Dat is waar we nu zijn. Het probleem is dat we de energie kunnen produceren wanneer de zon schijnt, maar we hebben de energieën 24/7 nodig. We moeten de zonne-energiecentrale op weg helpen om dingen te doen die traditionele energiecentrales doen, met dingen als frequentieregels van het elektriciteitsnet, en dat gebeurt vandaag met zonne-energie. Maar het echte doel is om basisstroom te leveren aan het net.

Om dat te doen, moeten we energie opslaan. Er zijn veel manieren om energie op te slaan, er is water, er zijn mechanische middelen, er zijn lithium-ionbatterijen, er zijn stroombatterijen, er zijn veel verschillende technologieën die wedijveren om hun positie, er zijn er zelfs het maken van waterstof. U noemt het, er zijn veel manieren om elektriciteit op te nemen en in te zetten voor iets dat u later kunt opslaan en gebruiken.

Het is duidelijk dat lithium-ion groeit, voornamelijk vanwege de transportindustrie en het gebruik van elektrische voertuigen. We zullen zien welke wint, maar zoals ik al zei, zonne-energie was $ 12 per watt, nu is het met 30 cent per watt.

Ik heb zin om het tijd te geven, de technologie te laten ontwikkelen, het op grote schaal te laten produceren om kosten te besparen, innovatie zal plaatsvinden. Door technologie aangedreven energie zal fossiele brandstoffen verduisteren, omdat fossiele brandstoffen je uit de grond moet graven, je moet ze transporteren, je moet ze verbranden, laat het niet eens over vervuiling praten en vervuiling is een groot iets. Op technologie gebaseerde energiebronnen van hernieuwbare energiebronnen zijn voortdurend op weg naar kostenbesparingen en efficiëntie en verbetering.

Mogelijk bent u op de hoogte van de Tesla-batterij die ze in Zuid-Australië hebben geïnstalleerd, 's werelds grootste batterij. Hoe zie je de rol van dat en het voorbeeld dat het als een bewijs van concept voor energieopslag stelt?

Dus deze beginnen allemaal als proof-of-concept en dan worden ze groter en groter, en dat is een nieuwe proof of concept op schaal.

Ik ben geen opslagdeskundige, ik kan niet roepen of lithiumionen andere technologieën zullen gaan winnen, maar het heeft zeker wat vaart achter de rug omdat het op schaal wordt gebruikt.

Ik vermoed dat het een soort van barrière afbreekt?

Dat is juist. En dat gebeurde trouwens met solar, toen het $ 12 per watt was, omdat al het silicium was gemaakt voor rekenmachines en computers en zeer kleine hoeveelheden. En toen er doorbraken waren in de mijnbouw van silicium en de productie van hoogwaardig silicium, toen de prijs van zonnemodules kelderde.

En ik denk dat hetzelfde geldt voor opslag. Het interessante aan opslag is dat er meerdere manieren zijn om dit te doen. Flowbatterijen zijn interessant omdat je een eenheid hebt en je veel energie kunt opslaan in een tank en deze door de batterij kunt laten stromen. Maar al deze technologieën hebben verschillende toepassingen, toch? Sommige zijn beter geschikt voor transport, dat kan dezelfde technologie zijn die werkt voor opslag van nutsvoorzieningen, maar dat is misschien niet het geval. Dat zullen we later zien.

Waar zie je de zonne-industrie in 10 jaar, in termen van zijn bijdrage aan onze algehele energiebehoeften?

We zien nu dat de wereld soort wordt van zonne-energie, want zoals ik al zei, het is op grid pariteit met andere bronnen, het is eenvoudig te verzenden en het heeft geen brandstofkostenrisico. Als je het eenmaal hebt gebouwd, is de zon gratis, dus als je weet wat je operatie- en onderhoudskosten zijn, weet je wat je totale kosten zijn.

Het is zeer laag risico en gemakkelijk inzetbaar. Kleine systemen, grote systemen of residentiële rooftops, u kunt het op veel plaatsen inzetten. Ik denk dat zonne-energie in prijs zal blijven dalen, het zal efficiënter blijven en ik denk dat de markt heeft aangetoond dat het ongelooflijk elastisch is en zal blijven groeien. En ik zie hernieuwbare energiebronnen, zonne-energie, wind en misschien waterkracht, die steeds meer van de mondiale energiemarkt overnemen totdat deze bijna alles overneemt.

Het is de weg van de toekomst, ik denk dat het de mega-trend in energie voor de komende 50 jaar is en het is hier gewoon doorheen stappen, "we produceren alleen energie als de zon schijnt " naar "wij bieden meer waarde " dan "bieden wij basisbelastingwaarde. " En dat is het pad voor hernieuwbare energiebronnen. Het interessante is dat op de meeste plaatsen zonne-energie tegenwoordig 30 procent van het raster kan maken, zonder al te veel invloed op het net. Dus er is op dit moment veel markt voor de huidige zonne-energie en dat zal ons een runway geven voor Solar 2.0 naar Solar 3.0.

Ron Corio, CEO van Array Technologies (Credit: Array Technologies)

Solar-trackingtechnologieën zoals die door Array Technologies worden aangeboden, kunnen de zonneopbrengst verhogen door automatisch de oriëntatie van de panelen te verschuiven (Credit: Array Technologies)

Een van de zonne-installaties van Array Technologies (Credit: Array Technologies)