"Quả cầu phù thủy" cho điện mặt trời ổn định

Tầm nhìn của GE không hề viển vông.

Nhiều nhà máy điện mặt trời trải dài hàng hecta và nằm xa khu dân cư. Khi có sự cố, các kỹ thuật viên phải đến tận nơi để tìm hiểu vấn đề và đặt hàng phụ tùng thay thế. Khi đến nơi, họ thường phát hiện ra thêm những vấn đề mới. Nhà máy có thể phải dừng hoạt động trong vài tuần để chờ sửa chữa.

Nếu các nhà quản lý có thể kiểm soát nhà máy trực tuyến và theo thời gian thực, phát hiện ra vấn đề trước khi chúng xảy ra và lên lịch sửa chữa khi nhà máy không sản xuất điện vào buổi tối, tương lai điện mặt trời sẽ mở rộng hơn bao giờ hết.

"Điều đó giống như có trong tay một quả cầu phù thủy" - Giám đốc kỹ thuật số Matt Perkins của bộ phận Power Conversion của General Electric (GE) nói. "Nếu có thể dùng học máy và khoa học dữ liệu để giúp người quản lý thấy trước tình hình hoạt động trong tương lai của một triệu bộ phận trong nhà máy điện mặt trời, tôi có thể cử một ai đó đến nhà máy vào mỗi sáng thứ Hai, mang theo một danh sách những vấn đề có thể xảy ra. Người đó có thể xong việc trước 1 giờ chiều cùng ngày và giải quyết việc bảo trì của cả tuần hoặc lâu hơn".

Công nghệ số, như các cảm biến được lắp đặt tại cánh đồng điện mặt trời gửi dữ liệu đến đám mây để phân tích trên nền tảng Predix của GE. Ảnh: GE Digital.

Tầm nhìn của GE không hề viển vông. Mùa thu này, công nhân ở một nhà máy điện mặt trời đang thi công của Invenergy - Công ty năng lượng tái tạo tư nhân độc lập lớn nhất Bắc Mỹ sẽ thử nghiệm "quả cầu phù thủy". GE sẽ triển khai phần mềm quản lý hiệu suất thiết bị nhà máy điện mặt trời tại một nhà máy công suất 20 MW, thu thập dữ liệu hoạt động theo thời gian thực và gửi tới đám mây - nơi nền tảng internet công nghiệp Predix của GE sẽ xử lý chúng. Các kết quả phân tích sẽ giúp các quản trị viên hiểu rõ hơn hoạt động của nhà máy và tối ưu hóa toàn bộ hoạt động tài chính của dự án.

GE cũng sẽ dùng dữ liệu từ các nhà máy và những dữ liệu sẵn có từ 70.000 thiết bị khác đã được GE lắp đặt trên toàn cầu như: máy bơm, mô tơ và tua bin kết nối với Predix để xây dựng một bản sao ảo cho nhà máy - một bản "song sinh kỹ thuật số" hoàn hảo. Bản song sinh này sẽ mô phỏng các điều kiện thực tế và sử dụng các thuật toán học máy để chọn ra chế độ vận hành tốt nhất và tối ưu hóa hoạt động cũng như dịch vụ của nhà máy. Nó cũng tạo ra một phiên bản "khỏe mạnh và hoàn hảo" của nhà máy và dùng phiên bản này làm tiêu chuẩn để phát hiện những hiện tượng bất thường có thể gây lỗi, hoặc ảnh hưởng xấu đến hiệu suất. Quản trị viên sử dụng những kết quản này để phòng và ngăn chặn những lỗi hoạt động tiềm ẩn.

Nhà máy điện mặt trời này sở hữu 7 bộ đổi điện thế hệ mới nhất của GE, loại chuyển đổi dòng điện một chiều do các pin mặt trời tạo ra thành dòng xoay chiều phù hợp với các thiết bị gia đình và văn phòng. Mỗi bộ đổi điện chứa các cảm biến giám sát 200 loại dữ liệu khác nhau như nhiệt độ và điện áp tới hạn, các dữ liệu này được đo mỗi 500 micro giây. "Ban đầu, chúng tôi thu thập càng nhiều dữ liệu càng tốt, nhưng sau đó chúng tôi sẽ loại bỏ dần dữ liệu không quan trọng" - Perkins nói. "Đây không phải là dữ liệu lớn mà là dữ liệu thông minh".

Công ty năng lượng tái tạo Invenergy đang hợp tác với GE để trang bị nhiều bộ phận kỹ thuật số cho một nhà máy điện mặt trời mới (bao gồm các bộ đổi điện có gắn cảm biến kiểm soát 200 loại dữ liệu). Ảnh: Chris New/GE Reports

Việc triển khai khá đơn giản, Perkin cho biết. GE sẽ lắp một thiết bị thu thập dữ liệu nhỏ và an toàn để lấy thông tin từ các bộ đổi điện và chuyển đến đám mây, nơi Predix sẽ "làm sạch" và phân tích, biến chúng thành những "nhà cố vấn". "Chúng tôi coi điều này như một tờ báo buổi sáng" - Perkins nói. "Quản lý nhà máy mở nó ra mỗi sáng, xem có vấn đề gì cần giải quyết trong ngày. Họ có thể kiểm soát các vấn đề đang tồn tại và lựa chọn được nhân viên phù hợp nhất đi sửa chữa".

GE cũng đã triển khai các mô-đun công nghệ này tại nhiều nhà máy điện mặt trời khác, với tổng công suất là 2 GW - Perkins cho biết. Họ hợp tác với Invenergy và đang sử dụng công nghệ tương tự cho nhiều nhà máy điện khí và phong điện khác.

"Đối với nhà máy này, chúng tôi đang cố gắng loại bỏ những vướng mắc cản trở quy trình bảo trì dài hạn cho Invenergy. Nhưng nếu nhìn rộng hơn, chúng tôi đang giúp năng lượng mặt trời trở thành nguồn điện linh hoạt, ổn định và dễ dự đoán. Đây là bước logic tiếp theo trên hành trình phát triển điện tái tạo" - Perkins kết luận.

NGUỒN: GE REPRTS/ BRUCE WATSON