工程咨询公司Zutari使用Unity在南非设计太阳能发电站

工程咨询公司Zutari使用Unity实时3D技术开发大规模全自动太阳能光能发电站（PV），通过使用Unity实时3D技术Zutari节省了大量的设计时间并降低了开发成本。

Zutari的企业目标是通过提供创新型的工程解决方案为将非洲环境、社会和经济发展提升到一个全新的层面。在其业务的核心领域中Zutari通过提供如水力、太阳能、混合动力、储备资源和风力发电等可再生资源来满足非洲当地的对于各种能源的需求。为了实现这一目的Zutari和他们的可视化团队计划通过使用新兴的科技手段来将之赋予现实。

“通过将讲故事的形式和具有创造性的科技相结合，我们创造出了具有沉浸感和交互感的全新项目体验，这更好的表现了我们对于基础设施和环境项目建设的愿景。”Zutari的可视化交互专家小组负责人Murray Walker说道。

Zutari公司目前的核心新兴技术就是Unity的实时3D开发平台。Zutari正在使用该技术改变其在南非大型太阳能项目的从设计、创作到最终执行的传统方式。

阳光追踪和遮挡

完成这样庞大规模的太阳能发电设施建设需要投入巨大的努力。其中的一些站点占地面积超过了112平方英里，相当于旧金山市的2.5倍大小。为了将整个站点整合到Unity中，我们需要从Autodesk Revit和AutoCAD中导出建模并为每个组件添加坐标，之后系统会生成3D模型，用来创建沉浸与交互式的虚拟环境。

太阳能板需要被放置在地面的正确位置上，以优化每一块太阳能板将尽可能多的太阳能转化为能量。不论是在巴西、马拉维或是在加拿大每个太阳能发电站站点都是不同的，他们面临着不同的挑战。

通过使用Unity，Zutari可以为每一块太阳能板模拟出阳光追踪和遮挡效果，例如：在模型中Zutari的设计师可以看到这些太阳能板是否距离过近或是在每年或每天的特定时间内太阳能板之间会不会相互进行遮挡，影响能量转化效率，因为冬天与夏天的光照位置和方向是完全不同的。

地形也是重要的因素之一，地形因素会导致复杂的光线遮挡。由于地理因素的限制有些地点可能不允许太阳能板按照计划的排列方式放置。通过对于阳光的追踪和遮挡Zutari能对其太阳能站点进行优化，并安装尽可能多的太阳能板来增加能量输出。

虽然这些问题通常使用传统的工程和设计工具就能得以解决，但Unity高度沉浸式的可视化方案可以帮助Zutari的工程师们实现快速浏览在发电站运行一年中的可能出现的任何影响设计决策的情况。

使用Unity给施工监管带来新的方式

施工监控有助于为部件安装的时间和地点提供进度指导。Unity能够提供一个让多个使用者同时进行访问的虚拟模型，通过这个模型开发人员能够在项目进行早期阶段观察整个项目的各个阶段现场的情况。

Zutari通过利用在不同施工阶段拍摄的无人机镜头来跟踪进度。无人机拍摄的镜头被用于在虚拟环境中相应地模拟现场对象。无人机每周都会向客户端发送更新的可视化效果。

施工监控方案的使用为Zutari提供了一个交互式的进度报告，并为他们提供了在整个施工过程中“亲临”站点的能力。Zutari一直在寻找进一步改善这一过程的方法。

“我们的目标是最终使用Unity来训练机器学习算法，这些算法可以帮助我们确定一个站点的完成百分比，无人机可以自动从我们在地面上建造的柱子旁识别出一个灌木，并对该站点的完整性进行准确的计算。”Walker说道。

内部太阳能光伏（PV）设计解决方案

为了进一步改进和加速设计方案，Zutari正在同时使用Unity和AutoPV进行设计与开发，这是一种计算设计解决方案，也是Zutari与其首席光伏设计工程师一起开发的，用于将大型公用太阳能光伏设施的设计过程自动化。

太阳能工程的设计过程相当耗时、费力，对于大型公用级项目来说通常需要几周甚至几个月的时间。在设计过程中设计书需要多次迭代来优化每个设施的布线、长度和电缆尺寸以及逆变器和接线盒的放置。手动计算这些路线、位置和工程参数非常复杂，即使是微小的错误也会导致返工和工程进度的倒退。借助AutoPV，现在计算机可以在几秒钟内自动计算出电缆和逆变器布局以及工程参数。这让我们能够从非常早期的项目开发阶段就获得即时的设计级详细材料清单、设备进度表、电缆损耗和其他详细工程参数。

Unity为AutoPV带来的强大功能，使Zutari的工程师和客户可以根据需要多次交互式地可视化、审查和优化设计。

更多案例

在Zutari的业务中，他们还使用了Unity许多额外的功能，包括风力涡轮机的设计和建造、材料运输卡车物流等等。目前Zutari还在积极开发虚拟现实（VR）解决方案，以培训高压电气设备和装置的操作员在办公室中的安全操作。这些培训解决方案将对操作员和承包商培训的未来产生重大影响。