Intervju: Chasing solljus med "Godfather of Solar"

Anonim

Intervju: Chasing sunlight med "Godfather of Solar "

Energi

Nick Lavars

6 oktober 2018

3 bilder

Ron Corio, VD för Array Technologies (Kredit: Array Technologies)

Mycket har förändrats i produktionen av solenergi sedan Ron Corio kom in i spelet för 37 år sedan. Känd för vissa som "Godfather of Solar " för en kombination av italienskt arv, uppväxt i New Jersey och varaktig närvaro i solindustrin har Corio sett efterfrågan växa, kostar plummet och ny teknik för att dra största möjliga kraft från solen. Vi satte oss ner med CIO (Chief Innovation Officer) i Array Technologies i Melbourne för att diskutera de senaste innovationerna inom solspårning och vad framtiden kan hålla för denna allt viktigare form av förnybar energi.

Corio var i stan och visade en glänsande ny spårningsteknik byggd för att styra orienteringen av stora solmoduler i flygningen. Med hjälp av maskininlärningsalgoritmer bekantar detta så kallade SmarTrack-system sig med förhållandena på webbplatsen och gör justeringar för att extrahera så mycket solkraft som möjligt, bli bättre på den uppgiften när tiden går vidare.

Vi höll på Corio vid All Energy konferensen och plockade hans hjärnor på de finare detaljerna i det nya systemet, rollen som industrins aktörer som Tesla och vägen framåt för förnybar energi. Det som följer är ett transkript av vår chatt, redigerad för längd och tydlighet.

Vad är solspårning och varför är det viktigt?

Solspårning följer i grunden solen hela dagen och håller modulerna vinkelräta mot solen så att de producerar mest energi som de kan. Vi producerar vad som kallas horisontella enaxelspårare för användningsskala, men det finns också dubbla axelbandspårare som har använts tidigare år. Idag handlar det egentligen om att minimera kostnaden för den producerade energin, och enaxel-spårare ger hög densitet samtidigt som utbytet av ett kraftverk ökar med 20-25 procent.

Vad är några av de mindre uppenbara sätten som väder och platsförhållanden kan påverka solutbyten, att folk inte kommer att vara medvetna om?

Jag menar att du bygger en utrustning som måste vara 30, ibland 40 år och du måste designa för allt väder som händer under den perioden, all korrosion och hållbarheten hos själva produkten. Vi har kommit med många patenterade och unika sätt att göra detta. Vi har varit verksamma i 29 år, byggt upp solspårare för avlägsna hem i början av tiden till 10 GW-trackers.

En av de saker vi gör för att bekämpa väderpåverkan är ett patenterat vindmätningssystem för vår spårare. För många trackers, när vinden blåser, har de en anemometer som mäter vinden och skickar radiosignaler ut till alla enskilda trackers och berättar att de går i en säker position för att klara vindbelastningen.

Med vårt system, som vindbelastningen slår på systemet skapar det här gångjärnsmomentet kraften (kraften som krävs för att flytta en kontrollyta). Inom varje rad har vi i grunden en kopplingstypmekanism, där om gångjärnsmomentet blir för stort eller om det är dynamisk vibrationsinteraktion där belastningen blir hög, släpper den ut. Det är som en säkerhetsventil, till vinden, inbyggd i varje rad.

Fältets yttre kanter får mer vindbelastning än internalerna. Så vad som kan hända sker det vanligen vid cirka 100 km / h på ett kontrollerat sätt, de yttre raderna skulle faktiskt rotera i mer vertikal position, vilket skapar väsentligen ett vindgärde för resten av fältet.

Skönheten om vårt system är det bara rör sig för att försvara vinden när vinden påverkar den. Det är inte så att en anemometer säger "stow hela fältet", vilket kan påverka din produktion och svårighetsgraden av resultaten kan vara mycket hög. Så vi har, tror jag på ett mycket holistiskt, passivt och pålitligt sätt att minimera risk och optimera prestanda i kraftverk.

Hur mycket kan denna SmarTrack-teknik öka solutbytet och varför representerar den "nästa generationen " av solspårning?

Det finns verkligen två huvudkomponenter till SmarTrack. En är för backtracking optimering, och vad det betyder är att du följer solen och håll panelerna vinkelrätt mot solen i öst-väst-rörelsen. När de når sina gränser, fortsätter solen att flytta uppenbarligen och att hålla en rad från att skugga den andra, du börjar backtracking, du börjar ta modulerna från solen så att nyans från en rad inte skuggar nästa.

Det fungerar perfekt på en platt plats, du vet att dina algoritmer gör att beräkningen är bra så länge platsen är platt. Men om du kommer in i en böljande plats kan du optimera den backtracking bättre. Så vad vi utvecklat med SmarTrack är ett system som faktiskt övervakar omvandlaren från omformaren som dessa arrays är kopplade till.

Under backtrackingen vet vi vart solen vinklar och vi jogar systemet runt sin programmerade punkt för att hitta omriktarens maximala effekt på de byggda förhållandena på platsen. Vi skapar sedan ett bord som säger när solen är i denna vinkel ska spåraren göra backtracking vara i en annan vinkel. Och när vi fyller det bordet för varje spårningsmotor, så är det för alltid, vi behöver inte känna någonting längre, vi behöver inte ha några aktiva komponenter och det är bara ett geometrisk förhållande till solvinkeln och spårningspositionen.

Och hur många olika moduler eller paneler talar vi om här, över ett helt fält?

Så en av dessa motorer driver omkring två fotbollsfält. Varje rad är 90 moduler, eller 90 meter långa, och sedan länkar vi 32 rader tillsammans, så det är ett betydande område med en liten motor. Vi optimerar det blocket för de inbyggda förhållandena och vi gör det vid idrifttagning. Så att SmarTrack för backspårning och uppenbarligen den vinst du får av det handlar egentligen om webbplatsens specifika förhållanden, hur böljande det är på och så vidare.

Det andra området av SmarTrack handlar om diffus ljusinfångning. Vi växte upp i denna branschbyggande optiska spårningssystem och vi brukade se dem himmel uppåt när molnen gick förbi, eftersom de letade efter den ljusaste delen av himlen.

Så vad är en optisk spårare?

Idag använder vi astronomiska algoritmer för att säga, det är det här datumet, det är den här gången, vi är på denna del av jorden och solen är här borta. Vi faktiskt bara öppna öglan beräkna var solen är och då flyttar vi matrisen till positionen, och vi tittar inte på någonting i himlen. Optiska spårningssystem, som vi byggt under många år i fjärrhemindustrin och utanför nätindustrin, är system som faktiskt letar efter den ljusaste punkten på himlen och pekar sedan upp arrayen mot det.

Vi har mycket av den informationen och erfarenheten genom åren och vad vi gör med dessa system för att utnyttja maximal effekt under en molnig dag har sensorer som ser upp i luften. Vi kastade in maskinalarmalgoritmer som förstår när vi vill flytta till himlen eller platta upp arrayen så att det blir större bestrålning och större effekt. Vi måste också veta när vi ska komma ifrån det, och det är alltså en del av smart capture.

Kan du gå in lite mer detaljerat på elementet "självlärande" i dessa algoritmer? Hur anpassar och förbättras de över tiden?

Vi kan försöka kartlägga villkoren för en viss webbplats. Vi vet hur mycket molntäckning det finns, vi kan korrelera det med säsongsmässiga och så vidare och vi kan finpussa när vi går platt. Tricket på detta är inte att gå platt varje gång det finns ett moln, för det finns mycket rörelse och du kan få ett moln att passera och saken går ut och då måste vi flytta igen.

Tanken är att samla detta, åtminstone i början, och lära sig om de optimala förutsättningarna för när man ska gå i ett mer horisontellt läge, och när man ska lämna den horisontella positionen. Och med tiden kan du lära av en enda webbplats eller engegeografi och korrelera det med säsongsbetonade, och i grunden sanna de gånger då du bestämmer: "Jag kommer att flytta sig" eller "Jag kommer inte att gå att flytta plattan, "och förfina den algoritmen.

Så istället för att ha någon dra strängarna på det manuellt ställer du in dessa algoritmer.

.

och de upprepar sig över tiden, och de är datum och säsongsspecifika. Det är maskinens lärande om hur man gör bättre val när man ska göra vissa saker.

Är det här en ny sak i solindustrin?

Jag skulle inte säga att det är helt nytt, jag säger att det är något av detta som händer i alla branscher idag.

Vilka är de viktigaste tekniska hinder som man ser förhindra vidare antagande av solenergi?

Lagring. Så jag har gjort det i nästan tre årtionden och jag har sett solpriserna gå från US $ 12 a watt till 30 cents a watt today, eller mindre. Så det jag har lärt mig är som prisfallet, marknaden är elastisk och växer bara. I många delar av världen, om inte de flesta delar av världen, är solenergi på kilowattbasis kostnadskonkurrent med fossila bränslen idag.

Det är där vi är nu. Frågan är att vi kan producera energin när solen skiner, men vi behöver energierna 24/7. Vi måste fortsätta solkraftverket för att göra saker som traditionella kraftverk gör, med saker som frekvensregler i gallret, och det händer idag med solenergi. Men det verkliga målet är att ge basbelastningsnivån till gallret.

För att kunna göra det måste vi lagra energi. Det finns många sätt att lagra energi, det finns vatten, det finns mekaniska medel, det finns litiumjonbatterier, det finns flödesbatterier, det finns många olika tekniker där ute som stryker för sin position, det finns även skapa väte. Du heter det, det finns många sätt att ta ström och lägga in det som du kan lagra och använda senare.

Självklart växer litiumjon, främst på grund av transportindustrin och användningen av elbilar. Vi kommer att se vilken som vinner ut, men som sagt, sol var på $ 12 watt, nu är det vid 30 cent en watt.

Jag känner mig som att ge det tid, låt tekniken utvecklas, låt den produceras i stor skala för att minska kostnaderna, innovation kommer att äga rum. Teknikdriven energi kommer att förmörkas med fossila bränslen, eftersom fossila bränslen måste gräva ut ur marken, du måste transportera dem, du måste bränna dem, låt inte ens prata om föroreningar och föroreningar är en stor sak. Teknologibaserade energikällor från förnybara energikällor stannar ständigt på kostnadsminskning och effektivitet och förbättring.

Du kanske är medveten om Tesla-batteriet som de installerade i South Australia, världens största batteri. Hur ser du rollen som den och det exempel som det anger som ett bevis på konceptet för energilagring?

Så alla börjar som bevis på konceptet och då blir de större och större, och det är ett nytt bevis på koncept i stor skala.

Jag är inte en lagringsexpert, jag kan inte ringa om litiumjoner kommer att vinna över andra teknologier, men det har definitivt lite fart bakom det eftersom det används i skala.

Jag antar att det bryter ner någon form av barriär?

Det är rätt. Och det var vad som hände med sol förresten, när det var $ 12 a watt berodde det på att allt kisel gjordes för miniräknare och datorer och mycket små mängder. Och när det fanns genombrott i kiselbrytningen och produktion av högkvalitativ kisel, då var priset på solmoduler fallit.

Och jag tror att detsamma är sant med lagring. Den intressanta saken om lagring är att det finns flera sätt att gå om det. Flödesbatterier är intressanta eftersom du har en enhet och du kan lagra mycket energi i en tank och flyta den genom batteriet. Men alla dessa tekniker har olika tillämpningar, eller hur? Vissa är bättre lämpade för transport, det kan vara samma teknik som fungerar för lagringsutrymme, men det kanske inte. Det återstår att se.

Var ser du solindustrin om 10 år när det gäller dess bidrag till våra övergripande energibehov?

Vi ser nu världen som att vakna upp till solenergi, för som jag sa, det är på nätverksparitet med andra källor, det är lätt att skicka och det kommer med noll bränslekostnadsrisk. När du bygger det är solen fri så länge du vet vad din drift och underhållskostnad är, vet du vad dina totala kostnader är.

Det är mycket lågrisk och lätt implementerbart. Små system, stora system eller bostadshustak, du kan installera det på många ställen. Jag tror att sol fortsätter att minska i pris, det kommer att fortsätta att bli effektivare, och jag tror att marknaden har visat att den är oerhört elastisk och kommer att fortsätta att växa. Och jag ser förnybara energikällor, sol, vind och kanske vatten, fortsätter att ta över mer och mer av den globala energimarknaden tills den tar över nästan allt.

Det är framtidsvägen, jag tror att det är den stora trenden i energi de närmaste 50 åren och det går bara igenom detta, "vi producerar bara energi när solen skiner" till " "vi ger mer värde " till då "vi tillhandahåller basbelastningsvärdet." Och det är vägen för förnybara energikällor. Det intressanta är på de flesta ställen, sol kan idag sminka 30 procent av gallret, utan att för mycket påverkas på gallret. Så det finns massor av marknaden för dagens sol nu och det ger oss en landningsbanan till Solar 2.0 till Solar 3.0.

Ron Corio, VD för Array Technologies (Kredit: Array Technologies)

Solar tracking teknik som den som erbjuds av Array Technologies kan öka solutbytet genom att automatiskt ändra panelerens orientering (Credit: Array Technologies)

En av Array Technologies 'solinstallationer (Kredit: Array Technologies)