SunPower 全新太阳能构想，应用无人机、机器人还要能种作物

太阳能价格直直落，太阳能大厂积极寻求增加附加价值，如今太阳能计划要用上无人机、机器人，还要能与农业结合，彻底利用土地，美国晶硅太阳能电池大厂太阳能源（SunPower）于 2016 年 9 月发布第三代“绿洲”（Oasis）大型太阳能计划平台，揭示大型太阳能计划的未来方向。

太阳能源表示，当前太阳能采购合约价直直落，必须在系统中检视每个细节，从中找出最佳化一切的办法。绿洲平台整合了发电场地规划设计工具、机器人、无人机以及与农业的整合，从最初的规画设计，到之后的营运与维修，全面寻求突破。目前已经有相当于 700 百万瓦（Megawatt）规模的太阳能计划应用绿洲平台， 2017 年，太阳能源所有的计划都将应用第三代绿洲平台。

在美国能源部“射日计划”（SunShot Initiative）协助开发下，太阳能源第三代绿洲平台提供可配合无人机的软件设计工具，称为全球能源最佳化（global energy optimization，GEO）系统，可由无人机飞越大量场址上空，快速拍下照片测量场址地形，上传至云端平台，软件自动最佳化场址设计，以这种方式规划发电场，设计速度比过去快上 90%，还能适应不规则形状的场址，利用畸零地空间，而每增加 10 英亩可用土地面积，就相当于增加 2~4 百万瓦发电容量，对大型计划来说其影响不可小觑。

在计划兴建完成后，无人机还可用来监测发电状况，如以红外线找寻有没有异常热点，有的话代表可能有短路等现象，派出无人机可快速大量勘查发电场地，比起派出人员检视更节省时间与人事成本。

太阳能电池面板需要定期洗除灰尘，以免灰尘堆积遮蔽阳光影响发电能力，过去以人力清洁，不仅耗时、提高人事成本也更耗水。绿洲平台在营运阶段搭配机器人自动清洁，只需 3 名员工与一辆货卡车，就能在 10 小时内清洁 10 百万瓦太阳能面板，比传统方式快 10 倍，并节省 75% 用水，机器人技术来自 2013 年购并的 Greenbotics，再加上射日计划协助持续开发而成。

过去太阳能计划的主要成本都来自太阳能面板本身，随着硬件成本持续降低，如今后续营运维护成本占总成本比重越来越高，可达总计划成本的 15% 之多，而使用机器人可有效节省营运维护成本。过去太阳能开发商主要都将焦点集中在面板本身，如今更重视系统其他各环节的创新，应用无人机、机器人、云端软件，以减低成本，加快速度，并让太阳能更可靠。

绿洲平台更利于与其他用途共存

绿洲平台在太阳能面板支架与定日系统也有革新。过去大型太阳能计划的支架与定日系统是整排相连，这样的设计虽然装设较方便，并可节省马达动力元件，但是缺点是面板绑成了“连环船”导致对地形的适应能力变差，中间若有地形起伏就无法装设。绿洲平台的面板支架独立不相连，形状也较为正方，长度由 90 米缩短为 45 米，对地形的适应能力更强，竞争系统顶多能安装在倾斜 6 度的坡度上，绿洲平台可适应到 10 度，并由于长度较短，更能因应不同不规则形状的场址。

宽度方面加倍，因此可容纳双倍的面板，让单一支架能产生双倍能源，如此一来，定日系统等成本就相对少了一半，过去太阳能计划不这么设计，是因为双倍的宽度，遇上大风，迎风面也是双倍，将容易遭到吹坏受损，但太阳能源认为以现有的材料与结构技术，已经可以完全克服抗风问题。另一方面，在系统设计上也加以整合简化，去除电路盒、集线架、马达电池等容易造成故障的元件，元件减少不仅可以加快安装速度，也能减少维修成本。

过去定日系统以间接计算的方式，利用 GPS 定位，计算所处地点与太阳的角度来决定面板的角度，如今计算方式也升级为更直接，每个绿洲平台面板支架都有独立设备即时计算发电的电压与电流，据此计算是否处于最适角度，随时将面板朝向最佳角度。

过去大型太阳能计划经常遭到诟病的一点是需要占用大量土地面积，而与农牧业互相竞争土地，若太阳能要能长久持续发展，必须要能在土地方面与其他用途共存才行。为此，太阳能源与加州大学戴维斯分校合作，研究如何让大型太阳能计划与其他用途共存。

绿洲平台由于支架不再是“连环船”，可以彼此分开一段距离，不会成为长条形路障，因此比先前的设计更利于与其他用途共存。2015 年时，太阳能源为苹果（Apple）在中国兴建可让牦牛自由在面板之间穿梭的太阳能发电场，太阳能源正积极往这个方向思考。

太阳能源在其研发农场上，试验于太阳能面板的间隙种植翻潜与胡椒以及其他农作物，加州大学戴维斯分校研究团队在 2010 年已经成功在太阳能面板遮荫下种植作物，不过，还有许多方面需要研究与调整，首先是如何平衡发电能力与农作物产出的需求；作物的选择也是一大学问，番茄可能不是最适合的作物；面板的形状也需要调整，如今使用的方形面板，若要搭配农作物，可能需改变成其他形状，做出完全不同的设计。

无人机、机器人与农业结合，太阳能不仅在面板本身技术上快速成长，随着应用日广，以及激烈竞争下的市场压力，在应用的思惟上也正在有革命性的转变。

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（首图来源：SunPower）