陽光新能源光伏電站智能方陣
本文來自微信公眾號“中國電子報”，作者丨張維佳趙晨，編輯丨徐恒，美編丨馬利亞，監(jiān)制丨趙晨。
2月23日，工業(yè)和信息化部公告第三批智能光伏試點示范名單。本次試點示范活動由工信部等五部門聯(lián)合組織開展，旨在貫徹落實《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》（以下簡稱《行動計劃》），進(jìn)一步促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)與新一代信息技術(shù)深度融合，推動智能光伏技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)應(yīng)用。
業(yè)內(nèi)主要企業(yè)負(fù)責(zé)人紛紛表示，《行動計劃》為推動我國光伏產(chǎn)業(yè)與新一代信息技術(shù)深度融合，全面提升發(fā)展質(zhì)量和效率提供了政策依據(jù)，為產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展指明了方向?！缎袆佑媱潯穼嵤┮詠?，整個行業(yè)智能化水平不斷提高，光伏產(chǎn)業(yè)已邁入智能時代。
智能創(chuàng)新成為行業(yè)共識
光伏產(chǎn)業(yè)是我國為數(shù)不多的取得全球競爭優(yōu)勢、實現(xiàn)端到端安全可控、有望率先成為高質(zhì)量發(fā)展典范的新興產(chǎn)業(yè)。隨著5G通信、人工智能、先進(jìn)計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)快速興起，加快光伏產(chǎn)業(yè)與信息技術(shù)深度融合發(fā)展、推動智能光伏行業(yè)特色應(yīng)用成為大勢所趨，也是各方關(guān)注的焦點。
早在2018年，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2018-2022年）》，引導(dǎo)整個行業(yè)向智能光伏產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。2021年，為進(jìn)一步推動智能光伏產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展和推廣應(yīng)用，提升光伏產(chǎn)業(yè)在制造強國建設(shè)和能源革命中的戰(zhàn)略地位，工信部進(jìn)一步研究“十四五”相關(guān)接續(xù)政策，聯(lián)合住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家能源局編制發(fā)布了《行動計劃》。
中國光伏行業(yè)協(xié)會副秘書長江華表示，《行動計劃》是《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2018-2022年）》的擴展和延伸。除了進(jìn)一步指導(dǎo)行業(yè)智能升級之外，它還新增了關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、綠色發(fā)展、支撐新型電力系統(tǒng)、人才培育等內(nèi)容。“為了適應(yīng)未來可再生能源高速發(fā)展的需求，光伏產(chǎn)業(yè)需要實現(xiàn)智能化發(fā)展，《行動計劃》將我國光伏產(chǎn)業(yè)定義為智能光伏產(chǎn)業(yè)，內(nèi)容覆蓋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各個方面，全面指導(dǎo)‘十四五’期間光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和趨勢。而試點示范企業(yè)和項目的評選，則為行業(yè)發(fā)展樹立了標(biāo)桿和典范。”江華說。
業(yè)界主要企業(yè)負(fù)責(zé)人紛紛表示，《行動計劃》為推動我國光伏產(chǎn)業(yè)與新一代信息技術(shù)深度融合，加快實現(xiàn)智能制造、智能應(yīng)用、智能運維、智能調(diào)度，全面提升發(fā)展質(zhì)量和效率提供了政策依據(jù)，發(fā)揮了積極的指導(dǎo)意義。
“2022年，我國光伏行業(yè)智能化水平顯著提升，產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新取得突破。新型高效太陽能電池量產(chǎn)化轉(zhuǎn)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。這一方面得益于技術(shù)創(chuàng)新水平加快提升，更重要的是智能光伏示范引領(lǐng)初見成效。”晶澳科技輪值總裁楊愛青告訴《中國電子報》記者，新一代信息技術(shù)與光伏產(chǎn)業(yè)加快融合創(chuàng)新，第三批智能光伏試點示范名單適時擴圍，工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)、能源等領(lǐng)域系統(tǒng)化解決方案層出不窮，光伏產(chǎn)業(yè)智能制造、智能運維、智能調(diào)度、光儲融合等水平有效提升。
陽光新能源副總裁張彥虎表示，《行動計劃》主要從制造端、應(yīng)用端兩方面切入，為整個智能光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了明確規(guī)劃，并錨定了提升行業(yè)發(fā)展水平、支撐新型電力系統(tǒng)等六大方向，明確了發(fā)展路徑。“在《行動計劃》的刺激下，我國智能光伏行業(yè)與國民生產(chǎn)生活的融合度更高，支撐新型電力系統(tǒng)能力顯著增強，智能光伏特色應(yīng)用領(lǐng)域大幅拓展，智能光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)卓有成效，適應(yīng)電網(wǎng)性能不斷增強。”張彥虎說。
在相關(guān)政策的推動下，我國光伏產(chǎn)業(yè)智能制造、智能應(yīng)用、智能運維水平顯著提高，標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)加快推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢總體良好。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，2022年，我國多晶硅、硅片、電池片、組件產(chǎn)量分別達(dá)到82.7萬噸、357GW、318GW、288.7GW，同比增長63.4%、57.5%、60.7%、58.5%，新增裝機同比增長59.3%，繼續(xù)保持全球光伏制造和裝機應(yīng)用第一大國地位。
產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成效顯著
隨著光伏產(chǎn)業(yè)與5G通信、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的融合，智慧能源的時代已經(jīng)來臨。《行動計劃》提出，推動光伏基礎(chǔ)材料、太陽能電池及部件智能制造。鼓勵企業(yè)采用信息化管理系統(tǒng)和數(shù)字化輔助工具，提高光伏產(chǎn)品制造全周期信息化管理水平，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)作業(yè)和精細(xì)化生產(chǎn)管控，打造智能制造示范工廠。
晶澳科技智能制造車間
晶澳科技將智能生產(chǎn)作為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的加速器，打造專門用于光伏組件生產(chǎn)的特色智能集成系統(tǒng)。在生產(chǎn)車間，自動打印標(biāo)簽設(shè)備、可視化工控設(shè)備、自動掃描設(shè)備等智能化設(shè)施已大規(guī)模應(yīng)用，不僅降低成本、提高效率，而且能為生產(chǎn)決策提供重要的數(shù)據(jù)支撐。依托專業(yè)技術(shù)手段，晶澳科技打通企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)對前端、運營、采購、生產(chǎn)、物流等各環(huán)節(jié)軟硬件系統(tǒng)設(shè)備集成化、一體化，達(dá)到聯(lián)動控制效果。
TCL中環(huán)依靠技術(shù)革新實現(xiàn)產(chǎn)品、產(chǎn)線雙升級。TCL中環(huán)新能源材料晶片業(yè)務(wù)副總經(jīng)理危晨介紹，中環(huán)股份已實現(xiàn)140微米硅片產(chǎn)品的量產(chǎn)，較最初生產(chǎn)厚度降低了50微米。“硅片每降低10微米的厚度，可以降低硅片成本的5%到7%。同時，大尺寸產(chǎn)品的推出一方面能夠提升組件的光電轉(zhuǎn)換效率，以及發(fā)電瓦數(shù)；另外一方面，也能降低全產(chǎn)業(yè)鏈的制造成本。”危晨說。
而硅片產(chǎn)品的升級換代，也意味著與之匹配的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都面臨轉(zhuǎn)型。目前，TCL中環(huán)已率先建成G12硅片智慧工廠。該智慧工廠擁有大數(shù)據(jù)和云計算功能，具有智慧化分析決策能力，達(dá)到工業(yè)4.0智能工廠的水平。黑燈工廠模式，也實現(xiàn)應(yīng)用。“在來料搬運倉儲的環(huán)節(jié)，如果是傳統(tǒng)的制造模式，在相同產(chǎn)能規(guī)模下的工廠，需要60個人來完成生產(chǎn)，而在我們的工廠，已經(jīng)實現(xiàn)了完全工序黑燈化，也就是完全無人化生產(chǎn)。隨著我們接下來對整個工廠進(jìn)行黑燈化升級，人均勞動生產(chǎn)率預(yù)計再提高30%。”危晨說。
不僅在制造端，光伏全產(chǎn)業(yè)鏈都在向智能化發(fā)展。張彥虎介紹，在光伏電站領(lǐng)域，我國電站數(shù)字化經(jīng)歷了硬件階段、數(shù)據(jù)階段，現(xiàn)已進(jìn)入全生命周期數(shù)字化的3.0階段。在這一階段，全流程柔性設(shè)計軟件應(yīng)用場景更多，設(shè)計周期更短，比如200MW電站設(shè)計時間僅需20分鐘，發(fā)電量卻比以前更多了。“我們將高效發(fā)電技術(shù)、系統(tǒng)融合技術(shù)和電站全生命周期優(yōu)化技術(shù)運用到電站中，智能算法可以實現(xiàn)方陣科學(xué)劃分、設(shè)備優(yōu)化布局、集電線路優(yōu)化，提升開發(fā)效率與收益率。智慧能源解決方案還能主動預(yù)警、快速調(diào)頻、調(diào)峰、充放電，實現(xiàn)源荷動態(tài)匹配，提升電網(wǎng)利用效率。”張彥虎說。
華為智能光伏上海龍陽路地鐵站項目實景
“傳統(tǒng)的光伏電站設(shè)備數(shù)量眾多，缺乏信息收集與上報通道，基本都屬于‘啞巴’式設(shè)備，且電站是‘孤島’式的電站，不具備協(xié)同的能力。引入5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、傳感技術(shù)和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，傳統(tǒng)的光伏電站就可以變成會‘說話’和擅長‘表達(dá)’的電站，實現(xiàn)‘發(fā)-輸-儲-配-用’全鏈路的可視、可管、可控。”華為數(shù)字能源中國區(qū)副總裁、華為智能光伏業(yè)務(wù)中國區(qū)總經(jīng)理邢清告訴《中國電子報》記者，華為智能光伏將數(shù)字技術(shù)與光伏、儲能、云與AI技術(shù)創(chuàng)新融合，加速降低光伏電站生命周期的度電成本、全面提升電網(wǎng)支撐性能。
智能化發(fā)展未來可期
光伏產(chǎn)業(yè)已成為我國經(jīng)濟發(fā)展的一張嶄新名片?！缎袆佑媱潯穼嵤┮詠?，整個行業(yè)智能化水平不斷提高，光伏產(chǎn)業(yè)邁入智能時代，光伏產(chǎn)業(yè)與新一代信息技術(shù)融合愈發(fā)深入。
江華指出，目前光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)自動化、智能化水平不一。其中，組件、電池、硅料環(huán)節(jié)智能化水平較高，特別是組件環(huán)節(jié)，很多企業(yè)已實現(xiàn)“黑燈工廠”。而在硅片環(huán)節(jié)，因為工藝問題，仍需人工操作，需要進(jìn)一步提高智能制造水平。
此外，光伏電站的接網(wǎng)消納問題也亟須通過智能化技術(shù)解決。江華解釋說：“光伏發(fā)電具有間歇性和波動性，雖然目前光伏發(fā)電平均利用率較高，但隨著可再生能源發(fā)電占比的不斷提升，將會對現(xiàn)有電力系統(tǒng)造成沖擊。這一方面需要電力電改的進(jìn)一步深化，另一方面光伏產(chǎn)業(yè)自身也需要通過光儲融合技術(shù)、高精度預(yù)測技術(shù)等智能化技術(shù)提升對電網(wǎng)的友好性。”
在楊愛青看來，光伏電站等清潔能源項目的運維管理模式必須由粗糙向精細(xì)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。標(biāo)準(zhǔn)化、科技化、智能化的運維管理模式是未來運維行業(yè)的發(fā)展方向，可視化監(jiān)測與遠(yuǎn)程維護(hù)也將成為光伏產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的必備需求。
隆基綠能風(fēng)光互補項目
隆基綠能相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者談到，光伏作為零碳能源的代表，正在加速和多元化場景的應(yīng)用密切結(jié)合。如今，光伏制氫，光伏建筑一體化，光伏車棚+電動汽車+儲能等被社會廣泛接受，未來更多的“光伏+”場景將會出現(xiàn)。“從技術(shù)創(chuàng)新推動科技成果產(chǎn)業(yè)化再到智能化生產(chǎn)和數(shù)字化運營，領(lǐng)先科技為光伏賦能一直是隆基綠能堅持的方向，隆基將以《行動計劃》和國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，持續(xù)深耕，為推動全球綠色能源進(jìn)程貢獻(xiàn)中國力量。”該負(fù)責(zé)人說。
賽迪顧問物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心總經(jīng)理韓允表示，目前光伏行業(yè)對整個智能化的生態(tài)體系還不太適應(yīng)。他認(rèn)為，光伏行業(yè)要與新一代信息技術(shù)進(jìn)行深度融合，就要從制造型企業(yè)轉(zhuǎn)變成制造加智能化的信息科技型企業(yè)。行業(yè)管理，包括公司運營、服務(wù)、交易模式、用戶參與、競爭對手等都會發(fā)生非常大的變化。“在這些方面，目前光伏行業(yè)還不是很敏感，需要進(jìn)一步加強。”韓允說。
