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【电力新视界】AI如何为风能与太阳能资产管理注入新动能?
2025-09-084


可再生能源早已不是遥不可及的梦想,而是正在改变世界的现实。根据国际可再生能源署(IRENA)数据,截至2025年,全球太阳能装机容量已突破1太瓦(TW),风能也在美国、欧盟等地成为电力支柱。然而,伴随这一迅猛增长的,是新能源资产管理面临的巨大挑战。

运营与维护(O&M)不仅是新能源项目的日常任务,更是决定供电可靠性、项目盈利能力和气候目标实现的关键。传统管理方式已难以跟上行业扩张的步伐——人工巡检、被动维修、数据孤岛等问题,导致资源浪费、故障频发和昂贵的停机成本。如何应对?人工智能(AI),特别是大型语言模型(LLM),正在为行业带来革命性变革。

市场规模与资产管理的核心价值

新能源的爆发式增长带来了前所未有的管理压力。全球太阳能已跨越1太瓦里程碑,风能紧随其后。然而,每一座风力涡轮机、每一块太阳能板都需要持续的监测、维护和优化,尤其是在偏远地区的大规模项目中。

运营与维护成本不容小觑。据统计,这部分支出可能占新能源项目全生命周期成本的25%,在利润率本就微薄的行业中,这是一笔沉重的负担。更重要的是,设备故障不仅带来经济损失,还可能引发电网波动甚至违约罚款。以欧洲海上风电为例,2023年因老化设备导致的维护成本和停机时间激增近7%,凸显了资产管理的重要性。

在新能源领域,资产表现决定一切。项目回报不仅取决于设备投产时的表现,更在于其长期稳定运行。高效的资产管理,已成为行业竞争力的核心。

人力瓶颈:技术人才短缺的现实

新能源行业的快速发展,远超人力资源的供给。根据全球风能组织(Global Wind Organization)预测,到2028年,全球将需要超过53.2万名风电技术人员,其中40%需要全新人才。美国能源部也警告,新能源岗位与合格人才之间的差距正在扩大。欧洲同样面临挑战:技术人员老龄化,数字化工具的更新速度远超员工适应能力。

现场工作更是充满挑战。技术人员需在极端天气下攀爬风力涡轮机,或在烈日下检查太阳能板,寻找微裂纹、热点等隐形缺陷。这不仅费时费力,还存在安全风险。更关键的是,这种人工模式难以适应行业规模化需求。新能源行业需要的不仅是更多人力,更是更智能的工具。

数据过载:从信息洪流到运营风险

现代风电和太阳能设备高度智能化,传感器实时监测温度、振动等数据,生成海量信息。然而,数据的价值并未被充分利用。原因何在?数据分散在不同系统——逆变器、气象站、跟踪系统各自为政,形同碎片化拼图。关键信号常被忽视,例如发电量下降可能只是表面问题,背后或许隐藏着未及时清洁的面板或设备故障。

数据过载与碎片化不仅是技术问题,更是运营风险。缺乏统一的分析平台,意味着预警信号可能被错过,进而导致重大损失。解决这一问题,需要超越传统表格和仪表盘的工具——AI的智能分析能力成为必然选择。

复杂与脆弱:新能源基础设施的真实面貌

管理风电和光伏项目绝非小事。每一座风力涡轮机都包含数百个部件——巨型叶片、重达数吨的齿轮箱、复杂的电子控制系统,每一个部件的运行都相互依存。太阳能电站同样复杂,成千上万块面板通过串联与逆变器、变压器等设备相连,任何微小故障都可能导致整体效率下降。

更严峻的是,全球大量新能源设施已运行10-15年,进入老化阶段。故障率上升、备件获取难度增加、维修团队短缺,尤其是海上风电项目,维修可能需要等待数周并耗资数百万美元。这种复杂性和脆弱性,凸显了智能化管理的迫切需求。

实时响应:从停机到高效运转的关键

在新能源领域,时间就是电力。风能和太阳能受天气、光照和电网需求影响,波动性极强,管理系统必须具备实时响应能力。例如,风力涡轮机的传感器检测到异常振动,若未能及时处理,可能导致灾难性故障。而AI系统能在几秒内发现问题并发出预警,挽救设备并避免巨额损失。

以谷歌DeepMind为例,其AI预测系统通过优化风电调度,将电力市场价值提升了20%。这不是科幻,而是现实。AI的实时分析与优化能力,正在将响应时间从小时级缩短到秒级,极大提升了新能源项目的可靠性和收益。

AI的角色:从概念到行业支柱

AI不再是新能源行业的“未来愿景”,而是正在成为运营核心。IRENA指出,将AI与自动化融入资产管理,不仅是明智之举,更是行业发展的必然。AI能做什么?

  • 洞察隐形问题:AI能识别人类难以察觉的数据模式,如齿轮箱早期故障信号或面板微裂纹。

  • 精准维护:基于状态的维护策略,避免过早或过晚维修,减少浪费。

  • 全天候监控:AI系统24/7分析数据,实时预警,甚至在故障前自动关闭设备。

  • 赋能现场团队:AI工具可实时诊断故障,推荐替换部件并确认库存,提升技术人员效率。

  • 优化能源产出:通过调整面板角度、优化电池调度,AI可显著提升发电效率。

简而言之,AI不仅帮助维护设备,更让新能源资产管理实现质的飞跃。

真实案例:AI的落地成果

AI在新能源领域的应用已取得显著成效:

  • Suzlon(全球风电巨头):通过预测性AI算法管理700座风力涡轮机,节省约3500万美元,AI提前45天预测83%的齿轮箱故障

  • 加州大学:AI赋能的太阳能项目,发电量提升27%,停机时间减少15%。

  • 欧洲光伏资产:机器学习系统实现89%的问题预防,运营效率提升31%,三年节省超230万欧元。

  • 印度Param Renewables:借助IBM AI平台管理6吉瓦资产,可控能源损失降低25%。

这些案例证明,AI不仅提升了可靠性与效率,还显著降低了成本,助力行业可持续发展。

AI面对现实世界

新能源资产管理的复杂性与数据洪流,已超出传统方法的承载能力。AI的到来,不是取代人类,而是赋能人类——将海量数据转化为清晰洞察,将被动维修变为主动预防,将复杂管理变为高效决策。

全球能源系统正变得更加分布式、动态化和数字化,AI是实现规模化管理的唯一路径。它不仅是技术工具,更是提升信任、性能和可持续性的关键。

问题已不再是“是否”采用AI,而是“我们能多快拥抱它?”新能源的未来已来,AI正以智能之力,驱动这一场绿色革命。

原文链接:

https://www.power-eng.com/renewables/what-role-can-ai-play-in-solar-and-wind-asset-management/

作者:Clarion 

本文已进行编译。



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