光伏發電與信息技術的完美融合 “智能光伏”概念強勢登場

欄目:行業動態 發布時間:2023-09-11

所謂“智能光伏”,簡單來講就是在傳統光伏發電系統中應用更多的電力電子技術和數字技術,將電站設備以及整個系統進行數字化、智能化升級。

 


光伏產業是我國為數不多的取得全球競爭優勢、實現端到端安全可控、有望率先成為高質量發展典范的新興產業。邁入“十四五”之后,在碳達峰碳中和目標的支撐下,新能源迎來全速發展的新周期,國家政策、地方規劃密集出臺,國有企業強勢加入,直接推動光伏電站投資進入白熱化。

不過,有專家曾指出,我國光伏產業雖然“量”上去了,但依然缺少“質”,諸多核心技術依然嚴重受制于人。中國光伏產業要想再上臺階,必須向更高端、更高效的方向轉型,沿著價值鏈曲線向著頂端邁進。

究其根本,仍然是圍繞著供求的因素博弈。同時,對于光伏產業而言,技術是主導產業降本增效最主要的因素,因此圍繞著先進技術產能的投產以及落后技術產能的淘汰,新技術也將長期成為影響光伏長期走勢的最重要因素之一。

隨著5G通信、人工智能、先進計算、工業互聯網等新一代信息技術快速興起,加快光伏產業與信息技術深度融合發展、推動智能光伏行業特色應用成為大勢所趨,也是各方關注的焦點。

那么,究竟什么是“智能光伏”?目前有哪些實際應用案例?未來又有哪些發展任務?

光伏發電和信息技術跨界創新的產物

未來,光伏產業將如何發展?數字化、智能化技術,是光伏通往未來的金鑰匙。而所謂“智能光伏”,簡單來講就是在傳統光伏發電系統中應用更多的電力電子技術和數字技術,將電站設備以及整個系統進行數字化、智能化升級。

事實上,“智能光伏”是光伏發電、信息技術兩大領域的跨界和創新的產物,以智能化光伏電站的形式表現出來。即從電站建設到運維全流程進行優化和創新,將數字信息技術、互聯網技術與光伏技術進行跨界融合,實現合理優化初始投資、降低運維成本,提高系統發電量,增加投資回報率,且能夠適應包括大型地面電站、山地丘陵、農光互補和漁光互補等各種復雜場景。

 


業內人士認為,光伏實現智能化必須經歷三個階段:自動化、信息化、智能化。其中,自動化是指電站現場減少人工的工作,系統設計成無易損部件,免維護,無需專家現場進行問題診斷,無需人工現場修復;信息化是指組串的高精度智能檢測,信息的高速可靠安全低成本傳輸,后臺數據的高可靠性存儲及監視。

而所謂智能化,就是可以提供全面的監測、運維、優化和管理工具,使光伏發電系統能夠更高效地發電并與智能電網緊密協同。即減少人的介入、實現全自動化無人運行,實現故障的自動發現,自動診斷和自動修復,從而提升發電量,減少維護成本,提高系統收益。

總的來講,光伏的智能化包含了6個方面的內容,即智能發電、智能安全、智能監控、智能運維、智能用電、智能電網。

光伏產業再上臺階的必然選擇

我國為什么需要“智能光伏”?前面提到的創新與融合只是一個契機,而深層原因則在于我國光伏產業面臨的深層次難題:技術創新能力不夠,目前主要集中在價值鏈低端,在國際高端市場競爭力不足,在國內落后低端產能依然較多。與此同時,我國光伏企業很多關鍵設備和專用材料依然需要依靠進口,比如,用于制作銀漿的銀粉約60%仍然依賴進口,制造封裝膠膜的VA顆粒也基本依賴進口……

此前,據不完全統計,2022年以來,已有69家公司跨界到光伏行業。從密度上來看,幾乎每月都有企業宣布進軍光伏領域,其中2月達到高峰,共有14家企業先后宣布進入光伏;4月、5月先后有10家企業向光伏領域聚集;除了9月僅有1家以外,其他月份宣布跨界光伏的企業均在3家及以上。此外,繼2022年交出新增裝機87.41GW創歷史新高的成績單后,2023年光伏裝機有望進一步攀高,刷新世界紀錄。

 


也就是說,我國光伏產業雖然“量”上去了,但依然缺少“質”,諸多核心技術依然嚴重受制于人。中國光伏產業要想再上臺階,必須向更高端、更高效的方向轉型,沿著價值鏈曲線向著頂端邁進,“智能化”必然成為趨勢之一。

未來,以智能化運維電站,將賦予電站“生命”,使其始終保持著流動運作的狀態。例如,傳統的光伏電站設備數量眾多,缺乏信息收集與上報通道,基本都屬于“啞巴”式設備,設備之間形成孤島,不具備協同能力。而如今,引入5G、物聯網、云計算、傳感技術和大數據等先進的數字化技術后,設備之間就可以進行協同運作,并且能通過中央控制系統及時了解設備的運行情況,實現光伏電站從發電到輸送再到儲備及使用的全鏈路的可視、可管、可控。

智能光伏的“黃金時代”正在來臨

智能光伏的發展離不開技術的推動,而政策的扶持,以及它為各行業帶來的降本增效、綠色低碳等功能也預示著智能光伏廣泛的發展前景。

去年,為推動光伏產業與新一代信息技術深度融合,加快實現智能制造、智能應用、智能運維、智能調度,全面提升我國光伏產業發展質量和效率,推動實現2030年碳達峰、2060年碳中和目標,工業和信息化部、住房和城鄉建設部、交通運輸部、農業農村部、國家能源局印發《智能光伏產業創新發展行動計劃(2021-2025年)》。

 


在此之前,2018年4月由工信部、國家能源局等六部門印發的《智能光伏產業發展行動計劃(2018-2020年)》已經結束一個計劃周期。經過上一個智能光伏產業發展周期,我國在智能光伏工廠建設方面成效顯著,行業自動化、信息化、智能化取得明顯進展。

《行動計劃》指出,到2025年,光伏行業智能化水平顯著提升,產業技術創新取得突破。新型高效太陽能電池量產化轉換效率顯著提升,形成完善的硅料、硅片、裝備、材料、器件等配套能力。智能光伏產業生態體系建設基本完成,與新一代信息技術融合水平逐步深化。智能制造、綠色制造取得明顯進展,智能光伏產品供應能力增強。支撐新型電力系統能力顯著增強,智能光伏特色應用領域大幅拓展。智能光伏發電系統建設卓有成效,適應電網性能不斷增強。在綠色工業、綠色建筑、綠色交通、綠色農業、鄉村振興及其它新型領域應用規模逐步擴大,形成穩定的商業運營模式,有效滿足多場景大規模應用需求。

智能光伏時代的來臨,給了中國光伏企業站在新的更高歷史平臺的機會。專家指出,未來光伏的智能化建設應圍繞三大塊展開:

一是充分利用現代信息技術,全方位地實現光伏發電系統及其設備的自動監測或感知。

二是加強基礎研究,特別是各類分析和診斷模型,基礎數據庫的開發與應用。

三要注重應用端基礎自動化建設及運維需求為導向的工程設計。

(文章來源:中國科技信息)

 


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