หัวเว่ย (Huawei) จัดการประชุมว่าด้วย 10 สุดยอดเทรนด์ระดับโลกด้านเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ ในหัวข้อ ”ดันพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหลัก” (Accelerating Solar as a Major Energy Source) โดยคุณเฉิน กั้วกวง (Chen Guoguang) ประธานกลุ่มธุรกิจพลังงานแสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงานของหัวเว่ย ได้ร่วมแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกขององค์กรเกี่ยวกับ 10 สุดยอดเทรนด์แห่งอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์อัจฉริยะ จากมุมมองการทำงานร่วมกันในหลากหลายสถานการณ์ การเปลี่ยนแปลงดิจิทัล และความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น

สัดส่วนพลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์เติบโตอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมยังคงเผชิญกับความท้าทายมากมาย ไม่ว่าจะเป็นวิธีการลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้าตลอดอายุการใช้งาน (LCOE) วิธีปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานและการบำรุงรักษา วิธีการรักษาเสถียรภาพของกริดไฟฟ้าขณะที่มีปริมาณพลังงานหมุนเวียนไหล “เมื่ออุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์เติบโตอย่างรวดเร็ว ความท้าทายเหล่านี้ยังนำมาซึ่งโอกาส” คุณเฉิน กั้วกวง กล่าว ในฐานะองค์กรที่มองไปข้างหน้า หัวเว่ยมีความจริงจังที่จะแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกและความคิดร่วมกับพันธมิตรของเรา ตลอดจนองค์กรและบุคคลที่มีความสนใจในการพัฒนาที่ยังยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

เทรนด์ที่ 1: เครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงาน

ขณะที่ปริมาณพลังงานหมุนเวียนถูกป้อนเข้าสู่กริดไฟฟ้ามากขึ้น ปัญหาทางเทคนิคที่ซับซ้อนต่าง ๆ สามารถเกิดขึ้นทั้งในแง่ของความเสถียรของระบบ ความสมดุลของพลังงาน และคุณภาพไฟฟ้า

ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องมีโหมดการควบคุมแบบใหม่ เพื่อเพิ่มความสามารถในการควบคุมพลังงานแบบแอ็กทีฟ/รีแอ็กทีฟ และความสามารถในการตอบสนอง และลดความผันผวนของความถี่และแรงดันไฟฟ้า ด้วยการผสานรวมพลังงานแสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงาน รวมถึงเทคโนโลยีการสร้างกริด เราจะสามารถสร้าง ‘เครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงานอัจฉริยะ’ ที่ใช้การควบคุมแหล่งจ่ายแรงดันแทนการควบคุมแหล่งจ่ายกระแสไฟในปัจจุบัน รองรับแรงเฉื่อยได้อย่างแข็งแกร่ง ให้เสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว และมอบความสามารถในการทนต่อสภาวะแรงดันต่ำชั่วขณะ สิ่งนี้จะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์จากตัวติดตามกริดเป็นตัวสร้างกริด ซึ่งจะช่วยเพิ่มการจ่ายพลังงานแสงอาทิตย์ ความสำเร็จครั้งสำคัญในการนำเทคโนโลยีเหล่านี้มาใช้ในเชิงปฏิบัติคือโครงการเรดซี (Red Sea) ในซาอุดีอาระเบีย โดยหัวเว่ยได้จัดหาชุดโซลูชันที่สมบูรณ์แบบในฐานะหนึ่งในหุ้นส่วนหลัก ประกอบด้วยตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์อัจฉริยะ และระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) ลิเธียม โครงการนี้ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 400 เมกะวัตต์และระบบกักเก็บพลังงานขนาด 1.3 กิกะวัตต์ชั่วโมง เพื่อสนับสนุนโครงข่ายไฟฟ้าที่มาแทนที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลแบบดั้งเดิม มอบพลังงานที่สะอาดและเสถียรสำหรับประชากรกว่า 1 ล้านคน ก่อกำเนิดเมืองแรกของโลกที่ใช้พลังงานหมุนเวียน 100%

เทรนด์ที่ 2: ความหนาแน่นและความน่าเชื่อถือสูง

พลังงานสูงและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ในโรงงานพลังงานแสงอาทิตย์จะกลายมาเป็นเทรนด์หลัก ยกตัวอย่างเช่น อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบัน แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของอินเวอร์เตอร์จะเพิ่มขึ้นจาก 1100 โวลต์เป็น 1500 โวลต์ การใช้วัสดุใหม่ ๆ เช่น ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) และแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) รวมถึงการผสานรวมอย่างสมบูรณ์ของระบบดิจิทัล เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง และเทคโนโลยีการจัดการความร้อน คาดว่าจะส่งผลให้ความหนาแน่นพลังงานของอินเวอร์เตอร์เพิ่มขึ้นราว 50% ในอีก 5 ปีข้างหน้า และจะรักษาความน่าเชื่อถือในระดับสูงไว้ได้ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 2.2 กิกะวัตต์ในเมืองชิงไห่ ประเทศจีน อยู่สูงจากระดับน้ำทะเล 3100 เมตร และมีตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์อัจฉริยะของหัวเว่ย (อินเวอร์เตอร์) จำนวน 9216 เครื่องที่สามารถทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมรุนแรง ทั้งนี้ ชั่วโมงความพร้อมใช้งานทั้งหมดของอินเวอร์เตอร์หัวเว่ยมีจำนวนรวมกันมากกว่า 20 ล้านชั่วโมง และมีความพร้อมใช้งานถึง 99.999%

เทรนด์ที่ 3: อิเล็กทรอนิกส์กำลังระดับโมดูล (MLPE)

เซลล์แสงอาทิตย์ได้รับแรงหนุนจากนโยบายอุตสาหกรรมและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี โดยมีการพัฒนาอย่างแข็งแกร่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เรากำลังเผชิญกับความท้าทายต่าง ๆ เช่นการปรับปรุงการใช้ทรัพยากรบนหลังคา การนำมาซึ่งผลผลิตพลังงานสูง และวิธีรับประกันความปลอดภัยของระบบเซลล์แสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงาน ทำให้จำเป็นต้องมีการจัดการที่ละเอียดยิ่งขึ้น

ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังระดับโมดูล (MLPE) คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่สามารถควบคุมอย่างได้ละเอียดบนโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ตั้งแต่หนึ่งโมดูลหรือมากกว่า ไม่ว่าจะเป็นไมโครอินเวอร์เตอร์ ตัวปรับกำลังไฟฟ้า และตัวตัดการเชื่อมต่อ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังระดับโมดูลนำเสนอคุณค่าที่ไม่เหมือนใคร เช่น การผลิตไฟฟ้าระดับโมดูล การตรวจสอบ และการปิดเครื่องอย่างปลอดภัย ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความปลอดภัยและชาญฉลาดมากขึ้น คาดว่าจะทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังระดับโมดูลมีอัตราการเจาะตลาดสูงถึง 20% ถึง 30% ภายในปี 2570 ในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจาย

เทรนด์ที่ 4: การกักเก็บพลังงานแบบสตริง

เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชันระบบกักเก็บพลังงานแบบรวมศูนย์แบบดั้งเดิมแล้ว โซลูชันกักเก็บพลังงานแบบสตริงใช้สถาปัตยกรรมแบบกระจายและการออกแบบในลักษณะแยกส่วน อาศัยเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมและการจัดการอัจฉริยะแบบดิจิทัล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานที่ระดับแบตเตอรี่และควบคุมพลังงานที่ระดับแร็ก ส่งผลให้มีการปล่อยพลังงานมากขึ้น คุ้มค่าการลงทุน สร้างระบบปฏิบัติการและการซ่อมบำรุงที่เรียบง่าย ตลอดจนความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือตลอดวงจรชีวิตของระบบกักเก็บพลังงาน

ในปี 2565 ในโครงการระบบกักเก็บพลังงานขนาด 200 เมกะวัตต์/200 เมกะวัตต์ชั่วโมงในสิงคโปร์ เพื่อควบคุมความถี่และใช้เป็นกำลังการผลิตสำรองพร้อมจ่าย และเป็นโครงการระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ที่ใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ระบบกักเก็บพลังงานแบบสตริงอัจฉริยะนี้ใช้การจัดการการเก็บและคายประจุที่มีความล้ำหน้า เพื่อให้ได้เอาต์พุตที่คงที่เป็นเวลานานขึ้น และมอบประโยชน์ในการควบคุมความถี่ นอกจากนี้ ฟังก์ชันการปรับสถานะพลังงานแบตเตอรี่ (SOC) อัตโนมัติที่ระดับแพ็กแบตเตอรี่ยังช่วยลดต้นทุนแรงงาน ยกระดับประสิทธิภาพการปฏิบัติงาน และการซ่อมบำรุงอย่างมาก

เทรนด์ที่ 5: การจัดการที่ละเอียดระดับเซลล์

ในทำนองเดียวกับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่เปลี่ยนไปใช้อิเล็กทรอนิกส์กำลังระดับโมดูล ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมก็เตรียมที่จะพัฒนาไปสู่ระดับการจัดการที่เล็กลง การจัดการที่ละเอียดอ่อนในระดับเซลล์แบตเตอรี่เท่านั้นที่จะสามารถรับมือกับปัญหาด้านประสิทธิภาพและความปลอดภัยได้ดีกว่า ปัจจุบัน ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) แบบดั้งเดิม สามารถสรุปและวิเคราะห์ข้อมูลได้อย่างจำกัดเท่านั้น และแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะตรวจจับข้อผิดพลาดและแจ้งเตือนในระยะเริ่มต้น ด้วยเหตุนี้ ระบบการจัดการแบตเตอรี่จึงจำเป็นต้องมีความไว ชาญฉลาด และคาดการณ์ได้มากขึ้น สิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการรวบรวม การคำนวณ และการประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก รวมถึงเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์เพื่อค้นหาโหมดการทำงานที่เหมาะสมที่สุดและสามารถคาดการณ์ต่าง ๆ ได้

เทรนด์ที่ 6: การบูรณาการของเซลล์แสงอาทิตย์ ระบบกักเก็บพลังงาน และกริด

ในด้านการผลิตไฟฟ้า เราได้เห็นแนวทางปฏิบัติมากขึ้นในการสร้างฐานพลังงานสะอาดด้วยเซลล์แสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงาน ที่จ่ายไฟฟ้าให้กับโหลดกลางผ่านสายส่งไฟฟ้าแรงดันสูงพิเศษ ส่วนในด้านการใช้พลังงาน โรงไฟฟ้าเสมือน (VPP) ได้รับความนิยมมากขึ้นในหลายประเทศ รวมไว้ซึ่งระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจายขนาดใหญ่ ระบบกักเก็บพลังงาน และโหลดที่สามารถควบคุมได้ และใช้การจัดตารางเวลาที่ยืดหยุ่นร่วมกับหน่วยผลิตไฟฟ้าและหน่วยจัดเก็บ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด เป็นต้น ดังนั้น การสร้างระบบพลังงานที่เสถียรซึ่งผสานรวมระหว่างเซลล์แสงอาทิตย์ ระบบกักเก็บพลังงาน และกริด เพื่อรองรับการจ่ายพลังงานแสงอาทิตย์และการป้อนเข้าสู่กริด จะกลายเป็นมาตรการหลักในการรับประกันความมั่นคงด้านพลังงาน เราสามารถผสานรวมเทคโนโลยีดิจิทัล อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง และเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานเพื่อให้เกิดการเสริมพลังงานที่หลากหลาย โรงไฟฟ้าเสมือนสามารถจัดการ ดำเนินการ และแลกเปลี่ยนพลังงานของระบบเซลล์แสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงานแบบกระจายขนาดใหญ่ได้อย่างชาญฉลาดผ่านเทคโนโลยีที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น 5G ปัญญาประดิษฐ์ และเทคโนโลยีคลาวด์ ซึ่งจะถูกนำมาใช้จริงในอีกหลายประเทศ

เทรนด์ที่ 7: การยกระดับความปลอดภัย

ความปลอดภัยถือเป็นรากฐานสำคัญของการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงาน สิ่งนี้ต้องการให้เราพิจารณาถึงสถานการณ์การใช้งานและการเชื่อมโยงทั้งหมดอย่างเป็นระบบ บูรณาการระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ไฟฟ้าเคมี การจัดการความร้อน และเทคโนโลยีดิจิทัลเข้าด้วยกันอย่างสมบูรณ์แบบเพื่อยกระดับความปลอดภัยของระบบ สำหรับโรงงานพลังงานแสงอาทิตย์ ความผิดพลาดที่เกิดจากฝั่งกระแสตรงคิดเป็นกว่า 70% ของความผิดพลาดทั้งหมด ดังนั้น อินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องรองรับการตัดการเชื่อมต่อสตริงแบบอัจฉริยะและการตรวจจับตัวเชื่อมต่ออัตโนมัติ ส่วนในสถานการณ์การใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจาย ฟังก์ชันป้องกันการลัดวงจรของอาร์ก (Arc Fault Circuit Breaker หรือ AFCI) จะกลายเป็นมาตรฐาน และฟังก์ชันการปิดระบบอย่างรวดเร็วในระดับโมดูลจะช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยของเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงและเจ้าหน้าที่ดับเพลิง และสำหรับการใช้งานระบบกักเก็บพลังงานในสถานการณ์ต่าง ๆ จำเป็นต้องอาศัยเทคโนโลยีหลายประเภท เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ระบบคลาวด์ และปัญญาประดิษฐ์ เพื่อใช้จัดการระบบกักเก็บพลังงานอย่างละเอียด ตั้งแต่เซลล์แบตเตอรี่ไปจนถึงทั้งระบบ โหมดการป้องกันแบบดั้งเดิมที่อิงตามการตอบสนองแบบพาสซีฟและการแยกทางกายภาพ จะถูกเปลี่ยนเป็นการป้องกันแบบอัตโนมัติตลอดเวลา โดยอาศัยการออกแบบความปลอดภัยหลายมิติตั้งแต่ฮาร์ดแวร์ไปจนถึงซอฟต์แวร์ จากระดับโครงสร้างไปจนถึงระดับอัลกอริทึม

เทรนด์ที่ 8: ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ

แม้จะนำมาซึ่งประโยชน์ต่าง ๆ มากมาย แต่ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ยังคงมาพร้อมความเสี่ยงต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นความปลอดภัยของอุปกรณ์และความปลอดภัยของข้อมูล ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยของอุปกรณ์ส่วนใหญ่มาจากการปิดเครื่องที่เกิดจากความผิดพลาด ขณะที่ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยของข้อมูลหมายถึงการถูกโจมตีจากเครือข่ายภายนอก เพื่อรับมือกับความท้าทายและภัยคุกคามเหล่านี้ องค์กรต่าง ๆ จำเป็นต้องสร้างชุดกลไกการจัดการ “ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ” ที่สมบูรณ์ รวมไว้ซึ่งความน่าเชื่อถือ ความพร้อมใช้งาน ความปลอดภัย และความยืดหยุ่นของระบบและอุปกรณ์ นอกจากนี้ เรายังจำเป็นต้องดำเนินการปกป้องเพื่อความปลอดภัยส่วนบุคคลและสิ่งแวดล้อม ตลอดจนความเป็นส่วนตัวของข้อมูล

เทรนด์ที่ 9: การเปลี่ยนสู่ดิจิทัล

โรงงานเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิมมีอุปกรณ์จำนวนมากและขาดช่องทางในการเก็บรวบรวมข้อมูลและการรายงาน อุปกรณ์ส่วนใหญ่ไม่สามารถ ‘สื่อสาร’ กันได้ ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการจัดการได้ยาก

เทคโนโลยีดิจิทัลขั้นสูง เช่น 5G IoT การประมวลผลคลาวด์ เทคโนโลยีการตรวจจับ และบิ๊กดาต้า ทำให้โรงงานเหล่านี้ส่งและรับข้อมูลโดยใช้ “บิต” (การไหลของข้อมูล) เพื่อจัดการ “วัตต์” (กระแสพลังงาน) การเชื่อมโยงทั้งหมดของการสร้าง-การส่ง-การจัดเก็บ-การกระจาย-การบริโภค จะมองเห็นได้ จัดการได้ และควบคุมได้

เทรนด์ที่ 10: การใช้งานปัญญาประดิษฐ์

ในขณะที่อุตสาหกรรมพลังงานกำลังก้าวไปสู่ยุคแห่งข้อมูล วิธีการรวบรวม ใช้ประโยชน์ และเพิ่มมูลค่าของข้อมูลให้ดียิ่งขึ้นได้กลายเป็นหนึ่งในข้อกังวลอันดับต้น ๆ ของอุตสาหกรรมทั้งหมด

เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์สามารถนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมพลังงานหมุนเวียน และมีบทบาทสำคัญตลอดวงจรชีวิตของเซลล์แสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงานทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นขั้นตอนการผลิต การก่อสร้าง การปฏิบัติการและการซ่อมบำรุง การเพิ่มประสิทธิภาพ และการดำเนินงาน การบรรจบกันของปัญญาประดิษฐ์และเทคโนโลยี เช่น การประมวลผลคลาวด์และบิ๊กดาต้ามีความลึกซึ้งยิ่งขึ้น ขณะที่ห่วงโซ่เครื่องมือที่เน้นการประมวลผลข้อมูล การฝึกอบรมแบบจำลอง การปรับใช้และการดำเนินงาน และการตรวจสอบความปลอดภัยจะสมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น ส่วนในด้านพลังงานหมุนเวียน ปัญญาประดิษฐ์ เช่น อิเล็กทรอนิกส์กำลังและเทคโนโลยีดิจิทัล จะเป็นตัวขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมอย่างแท้จริง ในตอนท้าย คุณเฉินยังได้เน้นย้ำว่า การใช้งานเทคโนโลยี 5G คลาวด์ และปัญญาประดิษฐ์ที่หลอมรวมเข้าด้วยกัน กำลังสร้างโลกที่ทุกสิ่งสามารถสัมผัสได้ เชื่อมต่อกัน และมีความชาญฉลาด และทุกอย่างนั้นเกิดขึ้นเร็วกว่าที่เราคิด หัวเว่ยได้ระบุเทรนด์ 10 อันดับแรกของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ และอธิบายถึงโลกอัจฉริยะสีเขียวในอนาคตอันใกล้ เราหวังว่าผู้คนจากทุกสาขาอาชีพจะสามารถร่วมมือกันเพื่อบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน พร้อมสร้างอนาคตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและดีกว่าเดิม