Japanska kompanija za zelenu energiju afterFIT uz pomoć dronova, 3D dizajniranja i simulacije ostvaruje ciljeve sa niskim sadržajem ugljenika.
- Svetska inicijativa za zelenom energijom gura države ka obnovljivoj energiji.
- Japanska kompanija afterFIT pronalazi načine da proizvodi solarnu energiju u planinskoj regiji zemlje.
- Koristi 3D simulacije da smanji uticaj senki na proizvodnju solarne energije.
Eliminisanje emisije gasova staklene bašte do druge polovine ovog veka je postao svetski projekat. Ovaj cilj je 2019. godine predložila Evropska unija i prihvatili su ga najveći potrošači energije, tačnije Kina, Sjedinjene Američke Države i Japan. Jošihide Suga, japanski premijer, izjavio je da zemlja mora da dobije 46% svoje energije iz obnovljivih izvora do 2030. godine da bi se do 2050. ostvarila nulta emisija ugljenika.
Razvoj sektora za obnovljivu energiju Japana je zaostao zbog visokih troškova izgradnje, održavanja i problema efikasnosti. Čak i sa ovim problemima, japanski sistem feed-in tarife (FIT) je pokrenut u julu 2012.goodine, podstičući razvoj koji je fokusiran na solarnu energiju. Ovo je dovelo do dramatičnog povećanja proizvodnje obnovljive energije u državi: Iako je 2010. godine u Japanu samo 8% energije došlo iz obnovljivih izvora, do 2019. taj broj je skočio na 18%.
Da bi se ispunio ekološki cilj države, obnovljivi izvori energije kao što su solarna energija i snaga vetra, moraju da nastave da rastu i održavaju se čak i pošto se FIT sistem završi.
Kompanija za solarnu energiju afterFIT je postala glavna sila u potrazi Japana za privredom sa niskim sadžajem ugljenika. Od svog osnivanja, kompanija afterFIT je inženjeringom, nabavkom i izgradnjom obezbedila generisanje 214.9 megavata solarne energije i upravlja sopstvenim solarnim farmama koje generišu 104 megavata.
Balansiranje efikasnosti i troškova na teškom terenu
Kako vodi posao sa obnovljivom energijom u Japanu, gde je dostupnog zemljišta malo i često je planinsko, kompaniji je potrebna efikasnija praksa da bi troškove izgradnje držala pod kontrolom. Kompanija afterFIT koristi tehnologiju i metode izgradnje usmerene na detalje kako bi razvila sisteme koji maksimalno povećavaju energetski potencijal date lokacije.
„Kompanija afterFIT je specijalizovana za proizvodnju, prenos i prodaju zelene električne energije. Aktivno koristimo tehnologiju i podatke kako bismo rešili problem dekarbonizacije u Japanu“, kaže Kanzo Tanimoto, direktor kompanije afterFIT.
„Koristimo postojeće sisteme za nove ideje.“ Na primer, da bismo rešili nedostatak elektrana u Japanu, analiziranjem satelitskih podataka tražimo prostor koji bi odgovarao elektrani. Da bi smo projektovali fotonaponske elektrane, uveli smo najnapredniji 3D dizajn u i sproveli dvadesetoročasovne solarne simulacije kako bismo minimalizovali uticaj senke.“
Eri Širaga iz dizajnerskog tima kompanije afterFIT, produbljuje pristup kompanije: „Kao prvo, moramo da proučimo kako možemo da razvijemo prostor na isplativ način. Pogledamo količinu zemlje koju treba da donesemo ili sklonimo, kao i druge poslove raščišćavanja koji treba da se urade.“
Pored panela i pretvarača energije, ogromni solarni projekti takođe zahtevaju opremu za merenje sunčeve svetlosti i pristup putevima za održavanje. „Kada pravite puteve za osoblje i vozila za održavanje, treba da mislite o dreniranju vode i mnogim drugim faktorima koji utiču na dizaj“, kaže Širaga.
„Nakupljanje vode može da dovede do erozije područja koja okružuju pločaste temelje, što može da prouzrokuje njihov pad. Radimo na tome da efikasno koristimo ograničeno zemljište koje nam je na raspolaganju – na primer, usmeravanjem kanala za vodu pored puteva za održavanje ili korišćenjem zakopanih cevi.“
Efikasnost solarnih panela mnogo zavisi od njihovog položaja i okrenutosti prema suncu. „Idealan ugao montaže i visina su jedinstveni za svako mesto instalacije“, kaže Širaga. „Na primer, za projekte u Hokaidu, moramo da uzmemo u obzir snežne padavine. U regionima oko Tokija, paneli se obično montiraju na nosače koji su visoki manje od 1 metar, ali u Hokadiu, paneli se postavljaju na visinu do 3,5 metara i pod uglom do 30 stepeni.“
Rezultat montaže na ovim visinama i uglovima je povećanje energetske efikasnosti, ali takođe dovodi do većih troškova montaže. Širaga kaže da za ogromnu solarnu montažu podizanje panela za samo 50 centimetera može da poveća troškove za dest miliona jena, pa troškovi takve modifikacije treba uporediti sa njihovim koristima. „Menjanje uglova pandela čak i za jedan stepen može da napravi veliku razliku u količini proizvedene energije, pa tesno sarađujemo sa našim timom analitičara dok napredujemo sa projektantskim radom.“
Korišćenje 3D dizajna za borbu protiv senki
Da bi projektovala solarnu farmu, kompanija afterFIT koristi dronove da bi iz vazduha prikupila fotografije oblasti i generisala ih u oblak tačaka u softveru Autodesk ReCap, koji se koristi za pravljenje preciznih mapa terena u softveru Autodesk Civil 3D. Dizajnerski 3D pristup omogućava da se razmotre senke koje baca okolno drveće ili drugi objekti kako bi se odabrao položaj u kojem su montiralni solarni paneli maksimalno efikasni.
Da bi se postigla maksimalna efikasnost kada se montiraju solarni paneli, oni ne smeju da bacaju senku jedni na druge. Sudeći po studijama koje je uradila kompanija afterFIT, samo 3 centimetra senke unutar ivice panela smanjuje generisanje energije za više od 60%. Kompanija koristi softver Civil 3D za određivanje rasporeda panela, a korišćenjem dodatka Helios 3D može automatski da posloži panele i izvrši 3D simulaciju. Plan se onda vizualizuje pomoću softvera Autodesk InfraWorks da bi se razumeo efekat senki.
Kada se projektuje raspored panela koji maksimalno povećava energetsku efikasnost, vreme je od suštinskog značaja. „Obično se određuje početak operacije i kreće planiranje, ali dok se plan ne uspostavi, projektovanje ne može da se nastavi – to znači da je u mnogim slučajevima ograničeno vreme određeno za projektovanje“, kaže Širaga. Tim to vreme koristi ponovi simulacije postavke, menjajući podešavanja čak i ako je otkrivena mala senka. Ovaj proces efikasno smanjuje na minimum uticaj senki na rad panela.
Tehnologija takođe ima ulogu u održavanju i upravljanju. Kompanija afterFIT među osobljem ima operatere dronova i stručnjake za veštačku inteligenciju. Dronovi se koriste za lasersko snimanje i inspekcijske poslove. Drugačiji zadaci zahtevaju drugačije vrste dronova, a inspekcijski posao koji traje dva dana ako se obavi lično, dronovi urade za 15 minuta.
Količina toplote koju emituju paneli pomaže da tim brzo identifikuje i popravi prljave panele, oštećene delove ili probleme sa povezivanjem, što stvara manje zastoja. U toku je istraživanje i rezvoj inspekcije automatizovanim dronovima, kao i sistema za otkrivanje grešaka i analizu sistema kojima upravlja veštačka inteligencija.
Inicijativa zelene energije koje gledaju u budućnost
Kompanija afterFIT gleda dalje od proizvodnje električne energije velikih razmera na druge izvore zelene energije. Njihov projekat solarne nadsteršnice, koji smešta solarne panele na nadstrešnice parkinga, namenjen je komercijalnim i industrijskim parkinzima sa oko 100 mesta. Verzija za komercijalne zgrade postavlja stubove van puta kupaca, dok je kod industrijske verzije projektovana tako da maksimalno povećava proizvodnju energije.
Mizuki Maeda je na čelu dizajnerkog tima za nadstrešnicu. „Najveća razlika od solarne farme je da u tome što su nastrešnice projektovane tako da ljudi mogu da prolaze ispod njih“, ona kaže. „To je struktura tipa 4 prema japanskim građevinskim propisima, što znači da je potrebno odobrenje vlade. To znači da treba da obratimo posebnu pažnju na proračune izgradnje.“
Radi tog cilja tim crta detaljne 3D planove koristeći using softver Autodesk Inventor i planira da u budućnosti koristi Inventor Nastran za analizu naprezanja konstrukcijskih spojeva. Za komercijalne i industrijske nastrešnice kompanija aftreFIT koristi softver InfraWorks da u 3D vizualizuje postavku modula u odnosu na automobile i ljude, kao i da proceni kako se senke menjaju tokom dana.
Sa pojavom niskougljenične ekonomije, japanske korporativne inicijative za zelenom energijom su drastično promenile fokus. Od druge polovine 2020. godine korporativni pristup nadvladavaju proaktivnije inicijative – kao ona u kompaniji afterFIT – koja se pre bavi pitanjima životne sredine, nego poslovnim aktivnostima koje su samo ekološki svesne ili žele da u transakciju dodaju ekološku vrednost.
Izvor: teamCAD
