漂浮式光伏為提升太陽能發(fā)電能力創(chuàng)造了新的機(jī)會，對于人口密度高、可用土地緊缺的國家尤其如此。當(dāng)前，中國大陸、臺灣、日本和韓國等國家和地區(qū)的漂浮式太陽能電站裝機(jī)總量達(dá)到 2,400MW，可為 24 萬戶家庭提供充足的電力。數(shù)據(jù)顯示，僅在短短六年內(nèi)，全球漂浮式太陽能的裝機(jī)容量就增長了 100 倍。據(jù)估計，在全球范圍內(nèi)，僅在人工和天然內(nèi)陸水域中建造漂浮式太陽能電站就具有高達(dá) 4 TW 的潛在總?cè)萘俊?/div>
雖然漂浮式光伏電站潛力巨大，發(fā)展前景良好，但也面臨重大挑戰(zhàn)。第一大挑戰(zhàn)就是建設(shè)經(jīng)久耐用的光伏電站。這與在地面上建設(shè)太陽能發(fā)電場不同，需要考慮多種特殊因素，例如安裝光伏樁的正確位置，如何將光伏樁固定在水底，以及如何處理系泊問題。第二是運(yùn)維方面的挑戰(zhàn)。Carrera 指出：“它不像地面太陽能發(fā)電場那樣方便運(yùn)維。傳感器和光伏電池板都安裝在島嶼上，對維護(hù)工作造成特殊挑戰(zhàn)?！币虼耍\(yùn)維工作需要由經(jīng)過資格認(rèn)證的人員進(jìn)行。運(yùn)維人員可能需要乘船前往遠(yuǎn)離陸地的浮臺或島嶼上開展工作。另外，由于必須要確保運(yùn)維人員的安全，天氣也成為這項工作的限制因素。例如，需要監(jiān)測風(fēng)力載荷，避免強(qiáng)風(fēng)作業(yè)。由于周圍環(huán)境不穩(wěn)定且不可預(yù)測，Carrera 表示：“你必須會游泳，以防溺水?！?/div>
傳感器和光伏電池板都安裝在島嶼上，對維護(hù)工作造成特殊挑戰(zhàn)。
如果缺少 IIoT 技術(shù)，電站將只能依靠例行檢查，由值班員工每天到現(xiàn)場對所有設(shè)備進(jìn)行檢查。不管設(shè)備狀況如何，這些例行檢查都將成為固定支出。進(jìn)行例行檢查，或者為換取合適維修工具而往返于岸邊與部署站點(diǎn)之間，往往會耗費(fèi)很多時間。如果發(fā)生意外的電壓跌落，且在岸上無法確定其原因和位置，檢查人員就必須檢查每一個浮動模塊，直至找到故障模塊。整個過程就如同大海撈針，既漫長又乏味。
另外，濕度大、鹽分高的環(huán)境易引起腐蝕，因此板載電子設(shè)備的使用壽命會大大縮短。這些挑戰(zhàn)令部署 IIoT 技術(shù)成為必需，從而提升運(yùn)維工作的效率和安全性。
解決方案
生態(tài)與技術(shù)的完美結(jié)合 —— 讓板載設(shè)備管理簡便易行
迄今為止，GPM 在超過 72 個國家和地區(qū)管理著超過32 GW 的可再生能源（太陽能、電能儲存和風(fēng)能）。憑借在可再生能源領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗，GPM 致力于為漂浮式太陽能行業(yè)設(shè)計解決方案，以應(yīng)對運(yùn)維人員面臨的多重挑戰(zhàn)。遠(yuǎn)程監(jiān)測并解決問題的技術(shù)是助力運(yùn)維人員應(yīng)對前述挑戰(zhàn)的最佳方法。例如，通過使用傳感器、智能分析和監(jiān)控，可減輕運(yùn)維人員的負(fù)擔(dān)，保障設(shè)備持續(xù)正常運(yùn)行。
GPM 已為幾十座漂浮式太陽能電站提供了設(shè)備管理解決方案，采用 IIoT 互聯(lián)技術(shù)，讓電站所有者能通過 GPM SCADA 平臺實(shí)時監(jiān)控發(fā)電及設(shè)備狀況，并在設(shè)備出現(xiàn)故障時進(jìn)行維護(hù)檢查。GPM SCADA 平臺也集成操作票 (ticketing) 功能，運(yùn)維人員能以此追蹤所有設(shè)備活動和服務(wù)申請。該功能組件可直接與報警系統(tǒng)連接，并自動生成通知單，以實(shí)現(xiàn)無縫維護(hù)。
GPM 平臺的另一優(yōu)勢在于集成傳感器，用于收集數(shù)據(jù)并分析比較地面太陽能電站與漂浮式太陽能項目的優(yōu)劣。Carrera 表示：“有了這些數(shù)據(jù)，電站所有者就能在漂浮式和地面太陽能項目間做出更好的投資選擇?！背酥猓ㄟ^比較不同情況下的設(shè)備功能，GPM 能開發(fā)出新型機(jī)器學(xué)習(xí)算法，讓電站所有者預(yù)先確定潛在故障率，并對設(shè)備進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)，以避免永久性損壞。如濕度增加會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部溫度升高，設(shè)備使用壽命可能因此大大縮短。新型機(jī)器學(xué)習(xí)算法能幫助電站所有者預(yù)測潛在故障，在濕度即將到達(dá)設(shè)定值時發(fā)出警告，并自動觸發(fā)防范措施。
解決方案
合作的力量 —— 不懼嚴(yán)苛環(huán)境，化挑戰(zhàn)為機(jī)遇
GPM 通過與 IIoT 互聯(lián)硬件技術(shù)伙伴 Moxa 合作，為客戶提供綜合性解決方案。事實(shí)證明，Moxa 通訊及計算設(shè)備，即使部署于嚴(yán)苛環(huán)境，如戶外水體中，也始終可靠耐用。安裝于漂浮式光伏板上的設(shè)備都要經(jīng)受陽光的直接照射，因此必須采用耐高溫設(shè)計。Moxa 通訊及計算設(shè)備可在高達(dá) 75℃的環(huán)境下作業(yè)，保證運(yùn)行順暢、不受干擾。一直以來，Moxa 憑借經(jīng)久耐用的高品質(zhì)產(chǎn)品和對客戶的堅定承諾享譽(yù)業(yè)內(nèi)。Carrera 談到：“雖然水和電是一對天生冤家，但我們在光伏島項目上從未遇到任何設(shè)備問題，這多虧了 Moxa 的產(chǎn)品，他們無可替代?！庇辛?Moxa 的支持，GPM 才能更好地兌現(xiàn)向客戶提供長期服務(wù)的承諾。Carrera 進(jìn)一步指出：“目前我們?nèi)〉玫某晒x不開與硬件技術(shù)伙伴Moxa 的合作。我們相信，與 Moxa 的伙伴關(guān)系是我們未來成功的關(guān)鍵?！?/div>
過去十年里，GPM 一直與 Moxa 合作，為全球客戶提供高質(zhì)量硬件設(shè)備。兩家公司已合作超過2,000 個項目，其中包括日本和歐洲的 15 個漂浮式太陽能光伏裝置。GPM 解決方案集成了 Moxa硬件產(chǎn)品及數(shù)據(jù)互聯(lián)技術(shù)，包括：用作數(shù)據(jù)記錄器的 Moxa UC 系列工業(yè)無風(fēng)扇計算機(jī)、用于讀取變電站傳感器信息的 ioLogik I/O 系列產(chǎn)品，以及 EDS 系列網(wǎng)管型以太網(wǎng)交換機(jī)。EDS 系列采用 Turbo Ring 自愈冗余技術(shù)，構(gòu)建可靠網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)由光纖將數(shù)據(jù)傳輸至逆變器等電力資產(chǎn)。GPM 也定期與 Moxa 分享信息，為 Moxa 開發(fā)適用光伏太陽能電站的新產(chǎn)品及新功能提供建議。
“我們相信合作的力量。Moxa 是我們的關(guān)鍵合作伙伴，幫助我們?yōu)榭蛻籼峁┒ㄖ苹鉀Q方案。”
Albert Carrera
GPM 亞太區(qū)總經(jīng)理
合作成果
未來可再生資源的完美融合
強(qiáng)大的硬件、高效的運(yùn)維及先進(jìn)的技術(shù)解決方案三者結(jié)合，顯著提高了電網(wǎng)中可再生資源，尤其是漂浮式太陽能電力的比例。這項太陽能和水能的完美融合將極大造福地球，能為土地稀缺的地區(qū)創(chuàng)造清潔能源。
此外，Carrera 提到：“建立漂浮式太陽能電站會創(chuàng)造環(huán)境效益，因為漂浮能源島可以減少水資源蒸發(fā)，這一點(diǎn)尤其有利于易受干旱影響的地區(qū)。另外這項技術(shù)還能減少有毒藻類的大量繁殖?！?/div>
GPM 綜合性解決方案幫助電站建造者和所有者應(yīng)對技術(shù)挑戰(zhàn)，解決漂浮式太陽能電站的安裝、使用和護(hù)難題。借助大量安裝經(jīng)驗，GPM 也在不斷改進(jìn)解決方案，比如，GPM 通訊和監(jiān)控功能經(jīng)過長期發(fā)展，能選擇合適的轉(zhuǎn)換器（帶有太陽能過濾功能）和協(xié)議，以最大程度降低通訊噪音。
GPM 也與其母公司 DNV GL 合作，參與了一個聯(lián)合工業(yè)項目 (JIP)，該項目邀請漂浮式太陽能業(yè)內(nèi)人士，共同分享經(jīng)驗和最佳實(shí)踐，以進(jìn)一步完善安裝技術(shù)。Carrera總結(jié)道：“我們相信，該聯(lián)合工業(yè)項目產(chǎn)生的最佳實(shí)踐，將是推動漂浮式太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大助力?！闭雇磥?，GPM 將繼續(xù)促進(jìn)混合能源及太陽能等系統(tǒng)的發(fā)展，并與不同的團(tuán)隊合作，增強(qiáng)每一種發(fā)電能源的優(yōu)勢。
“我們相信，該聯(lián)合工業(yè)項目產(chǎn)生的最佳實(shí)踐，將是推動漂浮式太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大助力?！?/i>
Albert Carrera
GPM 亞太區(qū)總經(jīng)理