廈門四信利用LoRa提升光伏產(chǎn)業(yè)效益,建設(shè)更清潔的世界
人類社會的發(fā)展離不開對電力的需求,我國是全球最大的電力消費國。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計:截至2020年6月底,全國發(fā)電裝機容量達到了20.5億千瓦,同比增長5.5%;其中采用一次性能源的火電裝機容量達12.1億千瓦,同比增長3.7%;燃煤發(fā)電裝機容量為10.5億千瓦,同比增長3.0%;光伏發(fā)電裝機容量為2.2億千瓦,同比增長16.4%。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202010/419735.htm目前,發(fā)電用煤約占全國煤炭總產(chǎn)量的25%。煤炭作為一種不可再生資源,其存儲量在日益減少,并且在使用過程中會排出大量有毒有害物質(zhì),對水、土壤和大氣造成污染,形成溫室效應(yīng)和酸雨,嚴重危害人類賴以生存的環(huán)境。因此,國際上急需一種新能源產(chǎn)業(yè)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃料,減少對環(huán)境的影響。
光伏產(chǎn)業(yè)作為一種利用太陽能發(fā)電的新興產(chǎn)業(yè),與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比,具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和建設(shè)周期短等特點,因而受到世界各國的重視。我國已經(jīng)成為全球最大的光伏發(fā)電組件和配件生產(chǎn)國,光伏發(fā)電各環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模保持快速增長的勢頭。
盡管光伏發(fā)電有著諸多優(yōu)勢,但在具體的應(yīng)用場景中,仍存在一些亟待解決的問題,例如光伏發(fā)電急需精細化以實現(xiàn)降本增效;傳統(tǒng)光伏支架由于安裝角度固定,無法跟蹤光照,不能最大化利用太陽能;傳統(tǒng)光伏板需要依靠維護人員巡檢管理,成本高,并且存在漏檢現(xiàn)象等。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠幫助光伏產(chǎn)業(yè)進一步提升效率。
圖1 光伏跟蹤支架自動控制系統(tǒng)架構(gòu)圖
為有效解決上述問題,廈門四信通信科技有限公司(以下簡稱“廈門四信”),一家領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備及解決方案服務(wù)提供商,巧妙地將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與光伏產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,推出了基于LoRa?的光伏跟蹤支架自動控制系統(tǒng)。其架構(gòu)圖如圖1所示,整個系統(tǒng)架構(gòu)由工控機、風(fēng)速傳感器、LoRa終端、角度傳感器、電機驅(qū)動器、電機等部分組成。
光伏跟蹤支架自動控制系統(tǒng)是一套負反饋控制系統(tǒng),由四信工控機采集角度傳感器信息,根據(jù)當前角度與目標角度的差異,下發(fā)控制指令驅(qū)動電機帶動推拉桿運動使太陽能板旋轉(zhuǎn),直至采集回來的當前角度與目標角度吻合,從而增加太陽能板的受光面積,最大限度捕獲入射的太陽能,進而提高電廠發(fā)電量。實際應(yīng)用場景如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)實際應(yīng)用場景
“光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)有著極強的需求,其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏上也有很大應(yīng)用,針對光伏覆蓋范圍大的特點,我更傾向推薦LoRa。因為LoRa具有成熟穩(wěn)定、覆蓋面廣、抗干擾性強、組網(wǎng)靈活和經(jīng)濟性高等特點,非常適合光伏產(chǎn)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)需求。”廈門四信產(chǎn)品經(jīng)理葉順林表示。
作為該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,基于LoRa的終端負責(zé)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的無線傳輸。正是因為Semtech的LoRa技術(shù)具有傳輸距離遠、功耗低、抗干擾性強等特點,使其非常適用于惡劣的安裝環(huán)境,此外,可以通過遠程升級(OTA)工具對系統(tǒng)進行升級,無需人工現(xiàn)場操作,提高了系統(tǒng)智能化和自動化管理。
葉順林補充道:“由于光伏應(yīng)用現(xiàn)場部分環(huán)境非常惡劣,對產(chǎn)品的抗靜電要求、高低溫要求、天線要求十分嚴格,廈門四信基于LoRa的產(chǎn)品經(jīng)過現(xiàn)場驗證測試,可滿足惡劣環(huán)境使用;同時我們在LoRa的基本特性上開展了多項創(chuàng)新,比如批量遠程OTA升級和遠程無線配置節(jié)點參數(shù)?!?/p>
盡管安裝跟蹤支架自動控制系統(tǒng)會產(chǎn)生額外成本,但可以被其增加的發(fā)電收益抵消,并且?guī)砀玫慕?jīng)濟收益。經(jīng)計算,在陽光充足的地區(qū),安裝該系統(tǒng)僅需每瓦5美分的一次性成本,但是可以為光伏項目增加10-20%的發(fā)電量,將項目的度電成本降低12%。
基于LoRa的光伏跟蹤支架自動控制系統(tǒng)具有多項優(yōu)勢,具體如下:
● 免布線,易部署,節(jié)省布線施工成本和時間
● 工作在無需授權(quán)的ISM 470MHz頻段,無需向運營商支付流量費用
● 采用星形組網(wǎng),協(xié)議架構(gòu)簡單,穩(wěn)定可靠,適用于廣播輪詢采集控制的應(yīng)用場景
● 采用LoRa專利調(diào)制解調(diào)技術(shù),靈敏度可達-140dBm,比其他無線技術(shù)具有更強的抗干擾能力
● 相比2.4G ZigBee技術(shù),工作在470MHz頻段的LoRa波長更長,衍射能力和穿透太陽能板遮擋的能力更佳
● 廈門四信基于LoRa的產(chǎn)品增加ESD靜電防護電路,能夠經(jīng)受8KV以上接觸靜電,滿足國標VI標準,尤其適用于北方干燥惡劣的野外環(huán)境
作為一家領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)公司,廈門四信推出了多款基于LoRa的產(chǎn)品,其中F8L10ST低功耗傳感器終端是一款基于LoRa擴頻技術(shù)的無線數(shù)據(jù)傳輸防水終端,可接入各種符合接口的傳感器,比如RS485、RS232、ADC、IO等接口傳感器。F8L10ST低功耗傳感器終端采用高性能的工業(yè)級LoRa方案,具有豐富的接口、支持鋰亞電池供電、太陽能供電、DC供電等多種供電方式,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的M2M行業(yè),如智慧樓宇、智慧城市、智慧消防、智慧電力、智慧農(nóng)業(yè)灌溉、土壤墑情、園林綠化、智慧林業(yè)、養(yǎng)殖和室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。
廈門四信總經(jīng)理陳淑武說:“我們將與Semtech及LoRa生態(tài)中的更多伙伴合作,共同將基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣應(yīng)用到更多的行業(yè)中,從而讓物聯(lián)網(wǎng)為每個人創(chuàng)造更高的價值。”
Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東說:“Semtech一向倡導(dǎo)綠色、節(jié)能、環(huán)保,我們很高興看到廈門四信將LoRa應(yīng)用到光伏產(chǎn)業(yè),在為產(chǎn)業(yè)帶來更高經(jīng)濟效益的同時,利用清潔能源來保護我們共同的居住環(huán)境。LoRa作為一種應(yīng)用成熟且擁有龐大生態(tài)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),憑借其自組、安全、可控的特點,已在諸多行業(yè)實現(xiàn)智能化和自動化管理,并將進一步推動中國的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展?!?/strong>
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