Інавацыйныя прымянення і практыкі машын для ачысткі фотаэлектрычных панэляў у Саудаўскай Аравіі

Саудаўская Аравія, адна з краін з найбольш багатымі рэсурсамі сонечнай энергіі ў свеце, актыўна развівае сваю галіну вытворчасці фотаэлектрычнай энергіі, каб стымуляваць трансфармацыю энергетычнай структуры. Аднак частыя пясчаныя буры ў пустынных раёнах выклікаюць моцнае назапашванне пылу на паверхнях фотаэлектрычных панэляў, што значна зніжае эфектыўнасць выпрацоўкі энергіі — ключавы фактар, які стрымлівае эканамічныя выгады ад сонечных электрастанцый. У гэтым артыкуле сістэматычна аналізуецца бягучы стан прымянення машын для ачысткі фотаэлектрычных панэляў у Саудаўскай Аравіі, з акцэнтам на тое, як інтэлектуальныя рашэнні для ачысткі, распрацаваныя кітайскімі тэхналагічнымі кампаніямі, вырашаюць праблемы экстрэмальных пустынных умоў. На аснове шматлікіх тэматычных даследаванняў дэманструюцца іх тэхнічныя перавагі і эканамічныя выгоды. Ад узбярэжжа Чырвонага мора да горада NEOM, ад традыцыйных стацыянарных фотаэлектрычных масіваў да сістэм адсочвання, гэтыя інтэлектуальныя прылады для ачысткі змяняюць мадэлі абслугоўвання фотаэлектрычных сістэм Саудаўскай Аравіі дзякуючы сваёй высокай эфектыўнасці, водазберагальным функцыям і магчымасцям аўтаматызацыі, адначасова забяспечваючы паўтаральныя тэхналагічныя парадыгмы для развіцця аднаўляльных крыніц энергіі на ўсім Блізкім Усходзе.

Праблемы з пылам і патрэбы ў ачыстцы ў фотаэлектрычнай прамысловасці Саудаўскай Аравіі

Саудаўская Аравія валодае выключнымі рэсурсамі сонечнай энергіі: гадавая колькасць сонечных гадзін перавышае 3000, а тэарэтычны патэнцыял вытворчасці фотаэлектрычнай энергіі дасягае 2200 ТВт·г/год, што робіць яе адным з найбольш перспектыўных рэгіёнаў свету для развіцця фотаэлектрычнай энергетыкі. Кіруючыся нацыянальнай стратэгіяй «Бачанне 2030», Саудаўская Аравія паскарае ўкараненне аднаўляльных крыніц энергіі, плануючы да 2030 года ўвесці ў эксплуатацыю 58,7 ГВт магутнасцей аднаўляльных крыніц энергіі, прычым сонечная энергетыка будзе складаць большую частку. Аднак, хоць велізарная пустынная мясцовасць Саудаўскай Аравіі забяспечвае дастаткова месца для сонечных электрастанцый, яна таксама стварае ўнікальныя эксплуатацыйныя праблемы — назапашванне пылу прыводзіць да страты эфектыўнасці.

Даследаванні паказваюць, што ў некаторых частках Аравійскага паўвострава фотаэлектрычныя панэлі могуць губляць 0,4–0,8% штодзённай выпрацоўкі электраэнергіі з-за пылавога забруджвання, прычым страты могуць перавышаць 60% падчас моцных пяшчаных бур. Гэта зніжэнне эфектыўнасці непасрэдна ўплывае на эканамічную прыбытак фотаэлектрычных установак, што робіць ачыстку модуляў асноўным кампанентам абслугоўвання пустынных фотаэлектрычных сістэм. Пыл уплывае на фотаэлектрычныя панэлі праз тры асноўныя механізмы: па-першае, часціцы пылу блакуюць сонечнае святло, зніжаючы паглынанне фатонаў сонечнымі элементамі; па-другое, пласты пылу ўтвараюць цеплавыя бар'еры, павышаючы тэмпературу модуляў і яшчэ больш зніжаючы эфектыўнасць пераўтварэння; і па-трэцяе, каразійныя кампаненты ў пэўным пыле могуць выклікаць доўгатэрміновае пашкоджанне шкляных паверхняў і металічных каркасаў.

Унікальныя кліматычныя ўмовы Саудаўскай Аравіі ўзмацняюць гэтую праблему. Прыбярэжны рэгіён Чырвонага мора на захадзе Саудаўскай Аравіі не толькі пакутуе ад моцнага пылу, але і ад высокай салёнасці паветра, што прыводзіць да ўтварэння ліпкіх сумесяў салянага пылу на паверхнях модуляў. Усходні рэгіён сутыкаецца з частымі пясчанымі бурамі, якія могуць за кароткі час адкладаць тоўстыя пласты пылу на фотаэлектрычных панэлях. Акрамя таго, Саудаўская Аравія пакутуе ад вострага дэфіцыту вады, прычым 70% пітной вады залежыць ад апраснення, што робіць традыцыйныя метады ручной мыйкі дарагімі і няўстойлівымі. Гэтыя фактары разам ствараюць востры попыт на аўтаматызаваныя, водаэфектыўныя рашэнні для ачысткі фотаэлектрычных элементаў.

Табліца: Параўнанне характарыстык забруджвання фотаэлектрычных панэляў у розных рэгіёнах Саудаўскай Аравіі

Каб вырашыць гэтую праблему галіны, рынак фотаэлектрычных элементаў Саудаўскай Аравіі пераходзіць ад ручной ачысткі да інтэлектуальнай аўтаматызаванай ачысткі. Традыцыйныя ручныя метады ў Саудаўскай Аравіі маюць відавочныя абмежаванні: з аднаго боку, аддаленыя пустынныя раёны робяць выдаткі на працоўную сілу занадта высокімі; з іншага боку, дэфіцыт вады перашкаджае маштабнаму выкарыстанню мыцця пад высокім ціскам. Паводле ацэнак, на аддаленых электрастанцыях выдаткі на ручную ачыстку могуць дасягаць 12 000 долараў ЗША за МВт у год, прычым высокае спажыванне вады супярэчыць стратэгіям эканоміі вады Саудаўскай Аравіі. Наадварот, аўтаматызаваныя робаты для ачысткі дэманструюць значныя перавагі, эканомячы больш за 90% выдаткаў на працоўную сілу, аптымізуючы пры гэтым выкарыстанне вады дзякуючы дакладнаму кантролю частаты і інтэнсіўнасці ачысткі.

Урад Саудаўскай Аравіі і прыватны сектар прызнаюць важнасць разумных тэхналогій ачысткі, відавочна заахвочваючы аўтаматызаваныя рашэнні ў Нацыянальнай праграме аднаўляльных крыніц энергіі (NREP). Гэты палітычны кірунак паскорыў укараненне робатаў для ачысткі на рынках фотаэлектрычных сістэм Саудаўскай Аравіі. Кітайскія тэхналагічныя кампаніі, дзякуючы сваім развітым прадуктам і шырокаму вопыту прымянення ў пустынях, сталі вядучымі пастаўшчыкамі на рынку ачысткі фотаэлектрычных сістэм Саудаўскай Аравіі. Напрыклад, Renoglean Technology, партнёр Sungrow па экасістэме, забяспечыла заказы на робатаў для ачысткі магутнасцю больш за 13 ГВт на Блізкім Усходзе, стаўшы лідэрам рынку інтэлектуальных рашэнняў для ачысткі ў Саудаўскай Аравіі.

З пункту гледжання тэхналагічнага развіцця, рынак ачысткі фотаэлектрычных сістэм Саудаўскай Аравіі дэманструе тры выразныя тэндэнцыі: па-першае, эвалюцыя ад аднафункцыянальнай ачысткі да інтэграваных аперацый, прычым робаты ўсё часцей ўключаюць магчымасці інспекцыі і выяўлення гарачых кропак; па-другое, пераход ад імпартных рашэнняў да лакалізаванай адаптацыі з прадуктамі, адаптаванымі да клімату Саудаўскай Аравіі; і па-трэцяе, пераход ад аўтаномнай працы да сістэмнага супрацоўніцтва, глыбокай інтэграцыі з сістэмамі адсочвання і разумнымі платформамі эксплуатацыі і абслугоўвання. Гэтыя тэндэнцыі разам падштурхоўваюць абслугоўванне фотаэлектрычных сістэм Саудаўскай Аравіі да інтэлектуальнага і эфектыўнага развіцця, забяспечваючы тэхнічную гарантыю дасягнення мэтаў па аднаўляльных крыніцах энергіі ў рамках «Бачання 2030».

Тэхнічныя характарыстыкі і склад сістэмы робатаў для ачысткі фотаэлектрычных элементаў

Інтэлектуальныя робаты для ачысткі фотаэлектрычных элементаў, як тэхналагічныя рашэнні для пустынных асяроддзяў Саудаўскай Аравіі, аб'ядноўваюць інавацыі ў машынабудаванні, матэрыялазнаўстве і тэхналогіях Інтэрнэту рэчаў. У параўнанні з традыцыйнымі метадамі ачысткі, сучасныя рабатызаваныя сістэмы дэманструюць значныя тэхнічныя перавагі, прычым асноўныя канструкцыі сканцэнтраваны на чатырох мэтах: эфектыўнае выдаленне пылу, эканомія вады, інтэлектуальнае кіраванне і надзейнасць. Ва ўмовах экстрэмальнага пустыннага клімату Саудаўскай Аравіі гэтыя функцыі аказваюцца асабліва важнымі, непасрэдна ўплываючы на доўгатэрміновыя выдаткі на абслугоўванне і даходы ад вытворчасці электраэнергіі.

З механічнага пункту гледжання, уборшчыкі-робаты для рынку Саудаўскай Аравіі ў асноўным падзяляюцца на дзве катэгорыі: рэйкавыя і самаходныя. Рэйкавыя робаты звычайна мацуюцца да апор фотаэлектрычных масіваў, дасягаючы поўнага пакрыцця паверхні з дапамогай рэек або тросавых сістэм — ідэальна падыходзіць для буйных наземных электрастанцый. Самаходныя робаты забяспечваюць большую мабільнасць і падыходзяць для размеркаваных фотаэлектрычных сістэм на дахах або складанай мясцовасці. Для двухбаковых модуляў і сістэм адсочвання, якія шырока выкарыстоўваюцца ў Саудаўскай Аравіі, вядучыя вытворцы, такія як Renoglean, распрацавалі спецыялізаваныя робаты з унікальнай «маставай тэхналогіяй», якая дазваляе дынамічную каардынацыю паміж сістэмамі ачысткі і механізмамі адсочвання, забяспечваючы эфектыўную ачыстку нават пры карэкціроўцы вуглоў.

Асноўнымі кампанентамі механізмаў ачысткі з'яўляюцца круцільныя шчоткі, прылады для выдалення пылу, прывадныя сістэмы і блокі кіравання. Патрабаванні рынку Саудаўскай Аравіі стымулююць пастаянныя інавацыі ў гэтых частках: ультратонкая шчацінне шчотак з вугляроднага валакна эфектыўна выдаляе ліпкі саляны пыл, не драпаючы паверхні модуля; самазмазвальныя падшыпнікі і герметычныя рухавікі забяспечваюць доўгатэрміновую надзейнасць у пясчаным асяроддзі; інтэграваныя паветранадзімалкі высокага ціску спраўляюцца з упартай брудам, мінімізуючы выкарыстанне вады. Мадэль PR200 ад Renoglean нават абсталявана сістэмай «самаачысткі» шчотак, якая аўтаматычна выдаляе назапашаны пыл падчас працы, падтрымліваючы стабільную эфектыўнасць ачысткі.

• Эфектыўнае выдаленне пылу: эфектыўнасць ачысткі >99,5%, хуткасць працы 15–20 метраў/хвіліну
• Інтэлектуальнае кіраванне: падтрымка дыстанцыйнага маніторынгу Інтэрнэту рэчаў, праграмуемая частата і шляхі ўборкі
• Адаптацыя да навакольнага асяроддзя: дыяпазон рабочых тэмператур ад -30°C да 70°C, клас абароны IP68
• Водазберагальная канструкцыя: у асноўным хімчыстка, па жаданні мінімальны распыляльнік вады, выкарыстанне <10% вады для ручной уборкі
• Высокая сумяшчальнасць: адаптуецца да мона/двухбаковых модуляў, аднавосевых трэкераў і розных мантажных сістэм

Сістэмы прывада і харчавання забяспечваюць надзейную працу. Багацце сонечнага святла ў Саудаўскай Аравіі стварае ідэальныя ўмовы для робатаў для ўборкі на сонечнай энергіі. У большасці мадэляў выкарыстоўваюцца сістэмы падвойнага харчавання, якія спалучаюць высокаэфектыўныя фотаэлектрычныя панэлі з літыевымі акумулятарамі, што забяспечвае працу ў пахмурныя дні. Варта адзначыць, што для барацьбы з экстрэмальнай летняй спёкай вядучыя вытворцы распрацавалі унікальныя сістэмы кіравання тэмпературай акумулятараў з выкарыстаннем матэрыялаў з фазавым пераключэннем і актыўнага астуджэння для падтрымання бяспечнай рабочай тэмпературы, што значна падаўжае тэрмін службы акумулятара. Для прывадных рухавікоў перавага аддаецца бесшчоткавым рухавікам пастаяннага току (BLDC) з-за іх высокай эфектыўнасці і невялікіх эксплуатацыйных выдаткаў, якія працуюць з дакладнымі рэдуктарамі для забеспячэння дастатковай счаплення на пясчанай мясцовасці.

Інтэлектуальныя сістэмы кіравання служаць «мозгам» робата і ўяўляюць сабой найбольш выразную тэхналагічную дыферэнцыяцыю. Сучасныя робаты для ўборкі звычайна маюць некалькі датчыкаў навакольнага асяроддзя, якія кантралююць назапашванне пылу, умовы надвор'я і тэмпературу модуля ў рэжыме рэальнага часу. Алгарытмы штучнага інтэлекту дынамічна карэктуюць стратэгіі ўборкі на аснове гэтых дадзеных, пераходзячы ад запланаванай да ўборкі па патрабаванні. Напрыклад, інтэнсіфікуючы ўборку перад пясчанымі бурамі і падаўжаючы інтэрвалы пасля дажджу. «Сістэма кіравання воблачнай камунікацыяй» Renoglean таксама падтрымлівае каардынацыю некалькіх робатаў на ўзроўні завода, пазбягаючы непатрэбных перапыненняў у выпрацоўцы энергіі з-за ўборкі. Гэтыя інтэлектуальныя функцыі дазваляюць робатам для ўборкі падтрымліваць аптымальную прадукцыйнасць, нягледзячы на зменлівы клімат Саудаўскай Аравіі.

Сеткавая архітэктура для сувязі і кіравання дадзенымі таксама была аптымізавана для ўмоў Саудаўскай Аравіі. Улічваючы, што многія буйныя фотаэлектрастанцыі знаходзяцца ў аддаленых пустынных раёнах з дрэннай інфраструктурай, сістэмы робатаў для ўборкі выкарыстоўваюць гібрыдныя сеткі: кароткія радыусы дзеяння праз LoRa або Zigbee mesh, вялікія радыусы дзеяння праз 4G/спадарожнік. Для бяспекі дадзеных сістэмы падтрымліваюць лакальнае зашыфраванае сховішча і рэзервовае капіраванне ў воблака, што адпавядае ўсё больш строгім правілам Саудаўскай Аравіі адносна дадзеных. Аператары могуць кантраляваць усіх робатаў у рэжыме рэальнага часу праз мабільныя праграмы або вэб-платформы, атрымліваць папярэджанні аб няспраўнасцях і дыстанцыйна рэгуляваць параметры, што значна павышае эфектыўнасць кіравання.

Для забеспячэння трываласці канструкцыі робаты для ўборкі былі спецыяльна аптымізаваны, пачынаючы ад выбару матэрыялаў і заканчваючы апрацоўкай паверхні, для высокатэмпературнага, вільготнага і солевага асяроддзя Саудаўскай Аравіі. Рамы з алюмініевых сплаваў праходзяць анадаванне, крытычныя раздымы выраблены з нержавеючай сталі для абароны ад карозіі з прыбярэжнай солі Чырвонага мора; усе электронныя кампаненты адпавядаюць стандартам прамысловай абароны з выдатнай герметызацыяй ад пранікнення пяску; спецыяльна распрацаваныя гумовыя гусеніцы або шыны захоўваюць эластычнасць пры экстрэмальнай спякоце, прадухіляючы старэнне матэрыялу ад перападаў тэмпературы ў пустыні. Гэтыя канструкцыі дазваляюць робатам для ўборкі дасягаць сярэдняга часу напрацоўкі паміж адмовамі (MTBF) больш за 10 000 гадзін у суровых умовах Саудаўскай Аравіі, што значна зніжае выдаткі на абслугоўванне на працягу ўсяго тэрміну службы.

Паспяховае прымяненне робатаў для ачысткі фотаэлектрычных сістэм у Саудаўскай Аравіі таксама абапіраецца на лакалізаваныя сістэмы абслугоўвання. Вядучыя вытворцы, такія як Renoglean, стварылі склады запасных частак і цэнтры тэхнічнай падрыхтоўкі ў Саудаўскай Аравіі, стварыўшы мясцовыя каманды па абслугоўванні для хуткага рэагавання. Каб улічваць культурныя практыкі Саудаўскай Аравіі, інтэрфейсы і дакументацыя даступныя на арабскай мове, а графікі тэхнічнага абслугоўвання аптымізаваны для ісламскіх святаў. Гэтая стратэгія глыбокай лакалізацыі не толькі павышае задаволенасць кліентаў, але і закладвае трывалую аснову для далейшага пашырэння кітайскіх інтэлектуальных тэхналогій ачысткі на рынках Блізкага Усходу.

Дзякуючы развіццю штучнага інтэлекту і Інтэрнэту рэчаў, робаты для ачысткі фотаэлектрычных элементаў ператвараюцца з простых інструментаў для ачысткі ў разумныя вузлы эксплуатацыі і абслугоўвання. Прадукты новага пакалення цяпер інтэгруюць дыягнастычнае абсталяванне, такое як цеплавізійныя камеры і сканеры крывой IV, якія выконваюць праверкі стану кампанентаў падчас ачысткі; алгарытмы машыннага навучання аналізуюць доўгатэрміновыя дадзеныя ачысткі, каб прагназаваць заканамернасці назапашвання пылу і зніжэнне прадукцыйнасці модуляў. Гэтыя пашыраныя функцыі павышаюць ролю робатаў для ачысткі на фотаэлектрычных электрастанцыях Саудаўскай Аравіі, паступова ператвараючы іх з цэнтраў выдаткаў у стваральнікі каштоўнасці, якія забяспечваюць дадатковую прыбытак для інвестараў у электрастанцыі.

Прыклад прымянення інтэлектуальнай ачысткі на прыбярэжнай фотаэлектрычнай электрастанцыі Чырвонага мора

Праект сонечнай электрастанцыі на Чырвоным моры магутнасцю 400 МВт, будучы адной з першых буйных сонечных электрастанцый у Саудаўскай Аравіі, сутыкнуўся з тыповымі для рэгіёна праблемамі высокай салёнасці і вільготнасці, што стала знакавым прыкладам выкарыстання кітайскіх інтэлектуальных тэхналогій ачысткі ў Саудаўскай Аравіі. Распрацаваны ACWA Power, праект з'яўляецца ключавым кампанентам планаў Саудаўскай Аравіі па аднаўляльных крыніцах энергіі «Бачанне 2030». Яго месцазнаходжанне характарызуецца надзвычай унікальнымі кліматычнымі ўмовамі: сярэднегадавая тэмпература перавышае 30°C, адносная вільготнасць пастаянна перавышае 60%, а паветра, багатае на саляныя панэлі, лёгка ўтварае ўстойлівыя саляныя пылавыя скарынкі на фотаэлектрычных панэлях — умовы, калі традыцыйныя метады ачысткі аказваюцца неэфектыўнымі і дарагімі.

Для вырашэння гэтых праблем у праекце ў рэшце рэшт было выкарыстана індывідуальнае рашэнне для ачысткі Renoglean на аснове робатаў для ачысткі фотаэлектрычных элементаў серыі PR, якое ўключае ў сябе мноства тэхналагічных інавацый, спецыяльна распрацаваных для асяроддзяў з высокім утрыманнем солі: рамы з тытанавых сплаваў, устойлівых да карозіі, і герметычныя падшыпнікі прадухіляюць пашкоджанне крытычна важных кампанентаў соллю; спецыяльна апрацаваныя валокны шчотак прадухіляюць адсорбцыю часціц солі і другаснае забруджванне падчас ачысткі; сістэмы кіравання дадалі датчыкі вільготнасці для аўтаматычнай рэгулявання інтэнсіўнасці ачысткі пры высокай вільготнасці для дасягнення аптымальных вынікаў. Варта адзначыць, што робаты для ачысткі праекта атрымалі найвышэйшы сертыфікат антыкаразійнасці ў сусветнай фотаэлектрычнай галіне, што з'яўляецца самым тэхнічна перадавым рашэннем для ачысткі на Блізкім Усходзе на той момант.

Разгортванне сістэмы ачысткі ў рамках праекта «Чырвонае мора» прадэманстравала выключную інжынерную адаптыўнасць. Мяккія прыбярэжныя падмуркі выклікалі нераўнамерную асадку ў некаторых месцах мацавання рэек, што прывяло да адхіленняў роўнасці рэек да ±15 см. Тэхнічная каманда Renoglean распрацавала адаптыўныя сістэмы падвескі, якія дазваляюць робатам-ачышчальнікам плаўна працаваць пры такіх перападах вышыні, гарантуючы, што зона ачысткі не залежыць ад рэльефу мясцовасці. Сістэма таксама выкарыстоўвала модульныя канструкцыі, прычым асобныя робаты пакрывалі ўчасткі рэек даўжынёй прыблізна 100 метраў — блокі маглі працаваць незалежна або каардынаваць свае дзеянні праз цэнтралізаванае кіраванне для эфектыўнага кіравання ўсёй устаноўкай. Такая гнуткая архітэктура значна спрыяла будучаму пашырэнню, дазваляючы павялічваць магутнасці сістэмы ачысткі разам з магутнасцямі ўстаноўкі.

Калі ласка, звяжыцеся з Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Вэб-сайт кампаніі:www.hondetechco.com

Тэл.: +86-15210548582