全球双碳驱动下光伏发电规模化发展，LoRa技术助力痛点解决

hwyzw

    在全球可持续发展的目标导向和“双碳”政策的推动下，光伏发电这一清洁低碳能源的关键构成部分，迎来了大规模发展的良机。我国通过实施《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》等系列政策，积极促进清洁能源技术的创新和广泛应用，力求打造一个低碳且高效的能源结构。光伏组件的价格不断降低，导致全球光伏装机量迅猛上升，而智能化管理与服务则成为了推动行业降低成本、提高效率的核心途径。

    尽管如此，光伏行业依旧遭遇着高昂的运维费用、繁杂的数据收集过程以及设备智能化水平不高等诸多难题。在这种情势下，LoRa技术凭借其低能耗、广泛覆盖范围和卓越的可靠性等优势，已成为攻克光伏行业难题的重要支柱，有力推动了光伏电站向智能化方向的转型升级。

    痛点分析

    大型光伏电站的巡检工作往往效率不高，且容易产生疏漏；而采用传统的清洗方法，所需时间较长，同时费用也相对较高。

    偏远地区有线通信部署困难，维护成本激增。

    固定支架无法动态追踪太阳角度，导致光照利用率低。

    光伏板积尘降低透光率，直接影响发电量。

    传统的无线通信手段，例如某些具体技术，在传输距离较远或存在障碍物的情况下，往往表现出信号不稳定的特性，这就使得它们难以满足实时监控的严格要求。

    多节点数据采集易受干扰，故障诊断滞后。

    在野外环境中，诸如风沙、极端温度等条件对设备的稳定运行提出了极高的可靠性要求，而传统的解决方案往往难以达到长期稳定运行的标准。

    四信LoRa技术光伏全场景方案

    为此，四信公司推出了依托LoRa技术的光伏产业综合策略，该策略将LoRa技术与光伏追踪、数据搜集、智能清洁等三大应用场景深度融合，全面解决行业难题，推动光伏电站达成降低成本、提升效率、实现智能化的目标，与国家“双碳”政策相契合，展现出显著的经济和社会价值。

    光伏跟踪支架方案

   

    为了解决传统固定支架在光能利用方面存在的局限性，四信光伏的自动跟踪支架控制系统依托LoRa网络技术，实现了对光伏组件的远程监控与操控。该系统能够对光伏组件的运行状况及环境指标进行实时监测，并据此对跟踪支架的方位进行精确调整，确保光伏组件持续朝向太阳，以此达到最大化发电效能的目的。

    控制核心设备：位于箱变内部的工控机，借助双RS485接口与主站LoRa终端及风速传感器建立连接，内置角度控制算法，并采用RTU协议进行数据传输与交换。

    通信网络中，主站LoRa终端负责管理不超过20个从站，这些从站通过RS485总线与设备连接，每个从站配备一台380V电机和推拉杆，用于联动控制100至200块光伏板，并利用5.5kbps的速率进行无线传输业务数据。

    执行机构根据工控机的指令操作，通过驱动推拉杆使光伏板转动，当角度传感器的反馈数据与预设目标值相吻合时，系统会以每0.5秒的频率进行轮询以实现校准。

    汇流箱数据采集控制方案

    针对汇流箱在多节点数据采集和布线过程中遇到的复杂性以及信号易受干扰的问题，我们采用LoRa终端对汇流箱内的电力仪表数据进行采集，随后以无线方式将这些数据传输至LoRa网关，接着通过4G网络将这些数据发送到云平台，从而实现对光伏串列电流、电压等关键参数的实时监控，为故障分析和性能评价提供了必要的数据支持。

    构建网络结构时，可以将多个相同规格的光伏电池串联成光伏阵列，然后以并联的形式连接到汇流箱，并通过控制器、直流配电柜、逆变器以及交流配电柜等配套设备，最终形成一个完整的并网发电系统。

    本地网络设置中，网关利用RS485接口依照RTU通信协议与汇流箱的电力仪表相连接，同时，它还通过LoRa无线技术实现与终端设备F8926-L的联网。一个网关能够支持数十到一百余台终端设备的接入，这一能力会根据通信距离和轮询周期的不同而有所调整。

    F8926-L设备依托4G网络，运用MQTT协议，将数据成功传输至云端平台。

    光伏清扫机器人方案

   

    该光伏清洁机器人由机械系统、控制传感系统等三个主要部分组成。机械部分包括主框架、毛刷和行走装置；控制传感系统则集成了主控板、电机、通信模块、电池和光伏板。这种机器人在恶劣的环境条件下，能够依据既定方案自主进行作业，并展现出极高的精度和强大的稳定性。将LoRa模块集成于电路板上，实现了对服务器的远程启动与停止控制功能；在遭遇强风时，能够迅速发送停工命令；并且，它还具备定时传输设备位置及状态信息的能力。此外，利用LoRa模块还可以执行远程在线升级，确保运维管理的便捷性。

    远程控制功能：借助服务器发送指令，实现远程启动和停止操作，在遭遇强风天气时，能够通过广播发出强制停机的命令。

    状态监测：作业过程中定时回传定位信息与运行状态数据。

    运维升级通过LoRa通道技术实现远程固件OTA更新，此举显著减少了现场维护的频率。

    方案优势

    （一）技术适配优势

    （二）成本与效率优势

    （三）场景适配优势