可再生能源发电的未来

仰仗发电领域的创新,可再生能源发电正朝着更稳定、更经济的方向发展,维护可再生能源发电系统所需的技术也在快速进步。

数十年来,煤炭、天然气和石油等传统能源一直是全球(尤其是美国)发电产业的支柱。然而,传统能源也伴随着严重的环境问题,例如温室气体排放、空气污染、资源日益枯竭等。 为了应对此类环境问题,太阳能与风能已成为两大最具前景的可再生能源,二者在效率与可靠性方面正稳步提升。例如《福布斯》杂志指出,自2010年以来,晶体硅太阳能电池板的绝对效率每年稳定提高约0.5%;同时,电池储能系统的进步化解了人们对风力发电的担忧,即使在风力微弱的条件下也可持续运行。

太阳能

太阳能发电使用光伏(PV)板收集来自太阳的能量。光伏板可直接将阳光转化为电能。太阳能发电有着极佳的可扩展性,从小型屋顶装置到大型太阳能发电厂无不适用,因此备受关注。近年来,太阳能发电愈发经济高效,为全球发电产业做出了重要贡献。

太阳能电池板例行检查是保障运营效率的关键环节,可预防更严重的故障,并确保设备性能和发电量符合合同规定。将热成像检查纳入例行维护计划可缩短检查时间;而专为光伏检查设计的数字万用表和钳形表能够帮助维修人员迅速诊断电气故障并制定适当的应对方案。

在《优化太阳能设施性能:寻找检查和维护太阳能电池板及太阳能发电厂的理想解决方案》一文中,我们将探讨早期检测故障和主动监测系统对于保障发电量的重要性。

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风力发电

风力发电通过风力涡轮机将风的动能转化为电能。风力发电厂可建于陆地或海上,其中海上风力发电厂因风力更强、更稳定而更具优势。

作为增长最迅速的能源之一,风力发电因对环境影响小、发电量大著称。然而,风力涡轮机的维护工作极具挑战性:其机械和电气系统位于高处,检修起来很困难,导致检查工作往往既昂贵又耗时。

此外,风力涡轮机的部件也容易受到高温和多变天气条件等环境因素的影响。为此,使用红外热像仪、视频内窥镜、声学成像仪、测振仪等测试和测量工具开展预防性维护和定期检查,可确保设备正常运行,减少意外停机。

如需了解适用于风力涡轮机及其他发电系统的维护解决方案,请参阅《FLIR可再生能源》手册。

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电池储能系统

电池储能系统(BESS)对提升电网的可靠性与效率至关重要,尤其是在整合太阳能和风能等可再生能源时。电池储能正变得日益经济高效,已成为当今能源系统的核心组件。

BESS站点运营商尤其担心热失控现象。当电池电芯内部温度骤升并蔓延至其他电芯,就有可能发生热失控,进而引发火灾并释放有害气体。由于电池单元紧密排列,只要其中一个因故障、损坏或撞击发生过热,就有可能在电池单元内引发灾难性连锁反应,酿成一场可能持续数日的火灾,将所有资产付之一炬。

请阅读我们的文章,了解BESS站点运营商面临的安全难题,其中介绍了可帮助运营商规避火灾和有毒气体释放的技术。

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2024 数据

美国联邦能源管理委员会(FERC)最新报告显示,2024年美国新增发电总量中,可再生能源占比超过90%(逾34吉瓦)。2024年,美国通过公用事业级太阳能、风能和电池储能项目,新增了48.2吉瓦的发电量,成功帮助相关行业避免意外停电。目前,太阳能和风能共占美国发电总量的近22%,其中太阳能发电的规模已达十年前的10倍。

放眼全球,数据则更加可观:在欧盟,太阳能和风能占了发电量的29% [1];而在中国,太阳能和风能在发电量中的占比更是达到了37% [2]。

[1] 欧盟统计局《2024年可再生能源发电量占比达47%》 [2] 标普全球大宗商品洞察

摘要

随着可再生能源的应用规模持续扩大,为了确保设备高效运行、避免一切意外中断,对设备进行定期预测性维护检查的需求也将同步增长,而红外热像仪、声学成像仪及电气仪表正是开展高效检查的理想工具。