ドイツのフラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所ISE（フラウンホーファーISE）の研究者は、ディープラーニング技術とデジタルツインモデリングツールを適用して、太陽光発電トラッカー制御システムを最適化し、アグリボルタイクシステム.
目的は、微気候条件を考慮して下で育つ植物のニーズに応え、グリッド条件と料金を考慮して収穫量を最適化できるように、日中を通して太陽光モジュールを自動的に配置できるようにすることです。研究者は、計算量が少なく、コスト効率に優れた、市場に投入可能な太陽光追跡装置の予測制御システムを開発したいと考えています。
DeepTrack と呼ばれるこのプロジェクトは、Zimmermann PV-Steel グループの一部である Zimmermann PV-Tracker と Fraunhofer ISE の共同プロジェクトです。このプロジェクトでは、南ドイツにある ISE の屋外性能試験場に両面太陽光発電を備えた発電所を建設しました。このプロジェクトでは、ドイツにおけるトラッカーの使用の増加、より強力な制御システム、および Agrivoltaic System (APV) の採用拡大が期待されています。"
「最初のステップとして、両面ソーラーモジュールの最適な発電量、またはAPVシステムの下にある植物に最適な条件に合わせた制御シーケンスを開発しました」と、フラウンホーファーISEチームリーダーのマシュー・バーウィンド氏は説明します。「次のステップは、2つのアプローチを組み合わせて、両方の側面を可能な限り最大化することです。このスイートスポットを計算するのは困難ですが、AIベースのアプローチなら可能です。」
この研究施設では、Zimmermann PV-Tracker 社製のトラッカーと、たとえば拡散光を測定するための監視センサー システムを使用しています。収集されたフィールド データは、天気予報などの特定のデータセットとともに、デジタル ツイン モデルで使用されます。目標は、人工ニューラル ネットワークのディープラーニング技術を使用して、たとえば、下にある植物の品種の光要件と、1 日の特定の時間帯のグリッド固定価格買取制度の両方に基づいてトラッカー アクションを開始する制御システムを実現することです。
プロジェクトのウェブサイトによれば、これは主流のコンピューターに実装できる「計算負荷の少ない予測メタモデル」になるという。
研究者らはトラッカーの使用が拡大すると予想している。彼らは、農業用太陽光発電の採用拡大を可能にすると見込まれるドイツの新規制や、ドイツ工学連盟 (VDMA) の太陽光発電に関する国際技術ロードマップを引用し、今後 10 年間でトラッカーの普及率が 60% になると予測する業界予測に言及している。また、スペインの市場動向では、トラッカーが「最も新しく建設された地上設置型」PV システムに使用されていると報告されていると指摘している。
「特に、作物やシステムが多種多様である APV システムでは、最適化された追跡アルゴリズムを使用して PV システムを追跡することに大きな可能性があると考えています」と、Zimmermann PV 製品マネージャーの Hannes Elsen 氏は述べています。
DeepTrack 研究プロジェクトは、ドイツのバーデン＝ヴュルテンベルク州経済労働観光省の資金提供を受けており、2025 年初頭まで実施される予定です。これは、フラウンホーファー ISE が現在取り組んでいるいくつかの農業関連プロジェクトの 1 つです。
