我们的日常生活离不开电。

马自达本社工厂内有多个发电厂，工厂生产汽车也需要大量电力。

这里介绍的太阳能发电站就位于马自达厂房的屋顶上。

(资料图)

马自达制定了到 2035 年在其全球工厂内实现碳中和的目标，而这座太阳能发电厂正是其采取的措施之一。

在本博客中，我们将通过采访负责公司内部设备引进、运行和管理的马自达工厂工程部成员，了解太阳能发电引进的幕后情况！

- 首先，请介绍一下您在设备工程方面的工作

Nagata：简而言之，就是在公司内部 "造船"。 我们参与了公司的每一座建筑，包括办公室、工厂、食堂和消防站。

我们意识到 "造船 "的三个关键要素："Kai"、"Gen "和 "Ki"。 启 "意味着为员工提供舒适的工作环境，"源 "意味着高效的能源供应，"气 "意味着为员工的工作奠定基础。

建筑的创造不是过程的终点，而是从规划、设计到运营和管理的全方位方法。

- 太阳能电池板是如何安装的？

永田：早在2016年，马自达计划开发电动汽车（MX-30 EV MODEL）时，我们就考虑过作为工厂技术可以做些什么。

电动汽车在使用电力时不会排放二氧化碳，但如果在发电时就排放二氧化碳，那么从 "从井到轮"（从能源生产到车辆运行）的角度来看，就不能说是清洁的。

我们希望通过确保为电池充电的电力也是清洁的，为客户提供清洁的电动汽车。

首先，我们在 "用清洁电力生产清洁电动汽车 "的理念下，自愿提出使用可再生能源。

- 在各种可再生能源中，您为什么选择 "太阳能"？

NAGATA: 我们从两个方面选择能源：安装设备所需的时间（准备时间）和发电量。

可再生能源有多种类型，包括太阳能、风能、地热能、水能和生物质能。

下表显示了每种能源的准备时间和单位发电成本，其中太阳能发电的准备时间较短，单位发电成本较低。

此外，广岛总部所在的濑户内地区是日本太阳辐射量最高的地区之一，适合太阳能发电。

从发电的角度来看，太阳能也是合适的，因此首先决定考虑引进太阳能发电。

- 第一次安装太阳能电池板会遇到哪些挑战？

Nagata：我们的首要目标不是简单地减少二氧化碳排放，而是 "最大限度地提高发电效率"。 由于光伏电池板是我们首次使用的设备，我们在前期研究中遇到了很多困难。

尤其困难的是光伏板材料的选择。 光伏板材料的种类和特性多种多样。

我们没有依赖目录上的数值，而是在公司内部实际安装了由各种材料制成的光伏板，并从发电量、老化程度和温度特性等多个角度进行了评估，花了两年时间选择材料。

在确定 "如何放置太阳能电池板才能最大限度地提高发电效率 "时，也进行了反复试验。

一般来说，最佳效率是将电池板固定在 "30 度 "的位置，这考虑到了太阳升起高度的季节性变化，朝向 "南"，在太阳升起和落下之前，这里是太阳照射最多的地方。 不过，这只是考虑 "单块电池板 "时的最佳解决方案。

例如，安装一块 30 度角的太阳能电池板会在其背后产生阴影。 角度越大，阴影越长，因此，如果安装多块电池板，电池板的间距必须很大，否则发电量将被阴影部分遮挡。

在实际操作中，由于我们希望在有限的场地上安装尽可能多的电池板，并确保每块电池板都能产生尽可能多的电能，因此有必要在考虑电池板安装间距、太阳高度变化和电池板阴影长度以及安装场地面积等所有要求的基础上，确定能以最高效率发电的安装角度。

在进行了各种模拟后，我们得出了 "向南 10 度 "的角度，这个角度能使电池板安装地点的发电效率最高。

- 安装的太阳能电池板的实际尺寸是多少？

Nagata：我们在总部工厂所在大楼的屋顶上安装了约 2,700 块太阳能电池板，占地面积达 11,000 平方米，年发电量约为 1,500 兆瓦时。

这相当于约 350 个普通家庭的年用电量，换算成广岛 MAZDA Zoom-Zoom 体育场夜间比赛（每年约 50 场比赛）的照明用电，相当于一年约 11 年的发电量。

马自达首次安装太阳能电池板选择在这里是有原因的。

马自达首款电动汽车 MX-30 EV MODEL 的电池充电设施将安装在这座建筑的地下。

通过将产生的电能输送到紧邻下方的电池充电设施并用于为电动汽车充电，可以最大限度地减少电能损耗并有效利用电能。

今年 6 月投入量产的 MX-30 e-SKYACTIV R-EV 的电池也在这里充电。

- 太阳能发电是否全部用于为 MX-30 EV MODEL/e-SKYACTIV R-EV 的电池充电？

Nagata：事实上，用于为 MX-30 EV MODEL/e-SKYACTIV R-EV 及其装配的电池充电的电力约占太阳能电池板发电量的 20%。

其余 80% 用于其他生产流程。

为了保持稳定的电力供应，有必要不断监测光伏电池板的状况。

一个人很难目测约 2,700 块电池板的状况，因此要求行动小组成员考虑各种方法。

- 开展了哪些具体研究？

中岛：起初，我们考虑使用无人机替代人工进行目视检查。

工厂工程部已经试用了无人机进行高空检查，因此我们提前设定了拍摄路线，并沿着一排排太阳能电池板拍摄了两种图像，一种是肉眼图像，另一种是红外图像。

人们试图从实际获得的照片和视频数据中识别异常情况非常耗时，因此我们不得不寻找另一种方法。

高：因此，我们考虑能否创建一个系统，从发电量中检测出异常情况，并在一定程度上缩小故障电池板的范围。

但是，由于太阳能发电的电量取决于天气情况，因此仅凭发电量很难立即判断是否出现异常。

为了实现自动检测，我们进行了反复试验，但没有先例，也找不到解决办法。

当时，我在与中岛先生和上野先生的讨论中得到了一个提示，开阔了我的视野。

上野：在增加 "太阳能电池板的运行管理 "这一新任务时，我们也意识到现场可用于新检查的工时并不多。

当我听到高先生的担忧时，我认为可以通过将异常检测系统化来尽量减轻现场的负担。

我当时正在部门内牵头推广人工智能的使用，便向高先生建议："难道不能用人工智能来解决这个问题吗？ 我很惊讶地发现，一个月后系统就准备好了（笑）。

高：引进太阳能电池板的初衷是 "用清洁的电力驱动清洁的电动汽车"，我们也意识到了现场的负担，因此我们希望能够立即生产出大量清洁的电力。

这是异常检测图，如果发电数据在红色区域内，则检测通过。 异常检测是通过提取每个功率调节器*的发电数据进行的。

功率调节器的简称：收集多个太阳能电池板产生的直流电并将其转换为交流电的装置。

自该系统开始运行以来，已经过去了一年左右的时间，我们已经能够检测到一些异常情况，如电源调节器组件故障或某些太阳能电池板上有积雪等，从而做出了快速反应。

随着我们不断让人工智能从正常的发电数据中学习，检测的准确性也在不断提高。

- 安装光伏电池板的效果如何？

永田：在 2021 年 7 月至 2011 年 6 月的两年时间里，马自达的太阳能发电设备减少了相当于约 24 万棵杉树的二氧化碳排放量。

但是，为了在 2035 年之前实现全球工厂的碳中和，我们还需要从外部采购清洁电力。

除了公司内部的太阳能发电设备外，我们还通过名为 "异地企业 PPA"（Off-site Corporate PPA*）的系统，促进从可再生能源中采购电力，与当地居民一起努力减少二氧化碳排放量。

*异地企业 PPA：电力供应和需求企业相互合作，为实现碳中和社会和中国地区可持续经济发展做出贡献的举措。

该倡议通过允许马自达向发电商长期购买来自可再生能源的电力，为实现碳中和社会和中国地区的可持续经济发展做出了贡献。

- 最后，您的未来前景如何？

中岛：我希望为越来越多的年轻员工提供支持，让他们能够更加享受工作，觉得工作更有意义。

就像光伏电池板的工作一样，即使他们每天都在老老实实地工作，但只要稍微改变一下视角，就会有所领悟。

我认为，我的职责就是支持他们，让他们能更多地体验到发展自己工作的乐趣。

永田：今后，从商业角度来看，重要的不仅是减少二氧化碳排放，还有如何低成本、高效益地引进可再生能源。

不仅是太阳能，我们正在进行各种可再生能源的示范试验，因此我们希望探索根据其各自特点加以利用的可能性，在与当地社区合作、促进当地经济发展的同时实现二氧化碳减排。

上野：在利用人工智能检测太阳能电池板的异常情况方面，我们感受到了积极的回应，因此我们正在努力扩大人工智能的使用范围，以解决其他问题。

我们希望不仅在公司内部使用这种人工智能诊断技术，还能在异地企业 PPA 中使用。

我们希望与当地和外部各方合作，为建立双赢关系、有效维护太阳能发电做出贡献。

高：在目前的太阳能电池板异常检测系统中，一旦发现异常，就会有专人去检测，但我希望能提高效率。

例如，我认为我们需要利用人工智能技术将异常情况缩小到一定程度，然后无人机自动拍摄异常情况并向我们报告。

我想在通过异地企业 PPA 计划等活动学习发电企业技术的同时，创建一个更好的系统。

除了光伏电池板的运行，普兰多技术部的部分工作还包括高空检查等操作任务，这些检查既耗时又危险。

我们希望创造出能够减轻此类任务负担并提高其效率的技术。

今后，马自达将推动可再生能源的转换，为生产使用更清洁电力的汽车做出贡献，目标是到 2035 年实现马自达全球工厂的碳中和。

马自达在 "马自达博物馆 "的 "汽车组装流程参观角 "安装了太阳能发电显示屏，以便客户了解这些举措。 我们希望您能参观博物馆。

希望您今后继续关注马自达的碳中和举措！

原文参考：マツダ初の太陽光発電導入！ ～AIやドローンを活用し、カーボンニュートラルを推進するプラント技術の仕事とは～ | MAZDA BLOG

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