人工智能如何提高光伏系统的效率 – 图片：Xpert.Digital
高效能源：利用AI技术打造更好的光伏系统
人工智能（AI）在提高光伏系统效率方面发挥着越来越重要的作用。通过使用人工智能技术，可以优化太阳能系统运行和维护的各个方面，从而提高能源产量和成本效率。
数据分析和模式识别
人工智能在光伏系统中的一个关键优势是能够分析大量数据。人工智能系统可以分析天气预报、历史产量数据和实时监控，以计算太阳能系统的最佳运行模式。这使得调整太阳能电池板的倾斜或改变其方向以实现最大产量成为可能。
人工智能还可以识别人类操作员可能错过的模式。这包括通过图像处理算法检测阴影，该算法可以相应地调整太阳能电池板的方向以最大限度地提高性能。
适合：
预测准确度
人工智能与大数据的融合，显着提高了预测精度。先进的算法分析气象数据和历史能源产量，以做出精确的能源生产预测。这些预测可以更精确地规划和控制能量流，从而将光伏系统的优化提升到一个新的水平。
自我优化和预测性维护
人工智能的一个显着特征是其自我优化的能力。智能算法从过去的性能数据中学习并实时做出调整。系统不断适应环境的变化，例如天气条件和系统状态。这导致能源生产持续改善。
此外，人工智能通过持续监控资产性能来实现预测性维护。可以及早发现异常情况，使运营商能够在代价高昂的停机发生之前及时采取行动。这不仅可以节省资金，还可以延长系统的使用寿命。
高效能源管理
基于人工智能的能源管理系统不仅优化存储，还优化太阳能的消耗。人工智能分析能源价格和消费模式，然后决定何时使用之前存储的电力或直接将其输入电网。这有助于提高成本效率和网络稳定性。
创新技术与应用
将人工智能与跟踪器等其他创新技术相结合可以进一步提高太阳能园区的效率。这些技术能够根据太阳的位置更精确地跟踪太阳能模块，从而最大限度地提高产量。卡尔斯鲁厄理工学院的太阳能公园 2.0 等项目
另一个例子是奥地利初创公司 raicoon 与亚马逊的试点项目，该项目展示了人工智能控制的自主运营管理如何能够将太阳能输出提高高达 15%。这种完全自动化的运营管理可以在早期阶段检测到异常情况，并在造成昂贵损失之前进行纠正。
渐进式整合
光伏的未来在于人工智能和大数据的智能运用。通过精确的数据分析、改进的预测和自我优化的能力，太阳能系统的效率和性能被提高到以前无法达到的水平。这些技术的逐步整合为私人和商业客户带来了可持续且具有成本效益的未来。
人工智能通过优化能源生产、预测性维护和高效能源管理，为提高光伏系统效率提供了巨大潜力。这些发展对于能源转型的成功至关重要，并对可持续能源供应做出了重大贡献。
通过 AI 进行 MPP 跟踪优化的工作原理
最大功率点跟踪（MPP 跟踪）是光伏系统中用于从太阳能组件获取最大功率的过程。 MPP 是太阳能电池组件电流-电压曲线上产生最高功率的点。由于该点取决于阳光和温度等因素，因此它不断变化。
MPP 跟踪的工作原理
运行参数调整
MPP 跟踪器持续监控太阳能电池板的电压和电流，并调整运行参数以始终接近当前 MPP。
直流-直流转换器
MPP跟踪器由DC-DC转换器和微控制器组成。转换器调整负载电阻以保持电压恒定，以实现最大性能。
自适应控制
微控制器持续测量电流和电压以找到 MPP 并动态地使系统适应不断变化的条件。
MPP 跟踪方法 – 扰动和观察 (P&O)
此过程逐渐改变电压并观察性能是否有所改善。当功率增大时，电压进一步向同方向调整，否则方向相反。
增量电导
这里分析功率增加与电压变化的关系。当功率相对于电压的导数为零时，实现 MPP。
应力比法
电压保持在开路电压的固定百分比。这个简单的过程适用于不太复杂的系统。
MPP跟踪对于光伏系统的效率至关重要，因为它可以确保组件始终以最佳性能运行，这在不断变化的环境条件下尤为重要。
通过人工智能 (AI) 进行 MPP 跟踪优化，通过更精确、更快速地确定和调整最大功率点 (MPP)，提高光伏系统的效率。以下是人工智能在该领域的应用的关键方面：
MPP 跟踪的工作原理
MPP 是太阳能电池组件电流-电压曲线上产生最大功率的点。由于该点由于太阳辐射、温度和其他环境条件的变化而不断移动，因此必须连续执行 MPP 跟踪。传统的 MPP 跟踪器使用扰动和观察或增量电导等算法来找到最佳点。
AI 在 MPP 跟踪中的应用
精准调节
基于人工智能的系统使用神经网络或模糊逻辑等算法来更准确地确定复杂和高波动条件下的 MPP。这些方法比传统算法能够更好地响应快速变化。
数据分析
人工智能可以分析大量数据来识别模式并预测最佳工作点。这使得能够动态适应不断变化的条件，例如阴影或污染。
业绩预测
通过整合传感器数据和天气预报，人工智能可以预测太阳系的未来性能并相应地优化运行。
基于AI的MPP优化的好处
提高效率
通过更精确地确定 MPP，可以最大限度地提高能量产量，这对于条件变化的大型系统尤其有利。
减少损失
人工智能通过识别全局最大值并集成影子管理，帮助最大限度地减少局部最大值造成的损失。
总体而言，将人工智能融入 MPP 跟踪有助于提高光伏系统的效率和可靠性，这对于可持续能源供应至关重要。
适合：
人工智能可以帮助延长光伏系统的使用寿命
人工智能（AI）可以通过多种方式延长光伏系统的使用寿命，特别是通过优化运营策略和预测性维护。
优化运营策略
个性化定制
人工智能支持的模型可以描述逆变器等组件的单独老化情况。这些模型使用长期测试和传感器的数据来创建设备的数字孪生。这对双胞胎有助于制定量身定制的运营策略，根据老化情况调整关键参数，而不会影响性能。
预测性维护
异常检测
基于人工智能的系统持续监控系统的性能并在早期阶段检测到异常情况。这使得可以在潜在问题导致重大停机之前识别并解决它们。
预测性维护
通过分析实时数据，人工智能可以预测维护需求，最大限度地减少停机时间。这不仅降低了运营成本，还延长了系统的使用寿命。
高效能源管理
能源优化
人工智能通过调整运营以适应不断变化的环境条件，帮助优化工厂内的能源流动。这可以最大限度地提高效率并有助于延长使用寿命。
通过这些措施，人工智能对提高光伏系统的可靠性和寿命，从而提高其经济盈利能力做出了决定性的贡献。
适合：