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抓住平價機遇 走向光伏智造

——第五屆中國能源發展與創新論壇與會人員發言摘編(三)



2019-12-03 08:42:14 《中國改革報》

中利集團—騰暉光伏技術有限公司副總裁陳杰:

技術創新助力“智能光伏 +科技農業”

隨著產業的發展和應用模式的拓寬,光伏應用模式已不再局限于地面和屋頂,逐漸延伸到其他領域,如光伏+農業、光伏+牧業、光伏+漁業等。2015年,中利集團推出的“智能光伏+科技農業”全新一代農業光伏創新項目,在不改變土地性質、不改變土壤結構、不改變基本耕作方式的前提下,成功實現了水稻、小麥、玉米等糧食作物的大型機械化種植。

從2015年開始,中利集團推出了三代項目,其中,第一代“智能光伏+科技農業”創新項目,突破了傳統的農業光伏僅能用于喜陰作物和養殖業,成功實現了水稻,小麥等糧食作物在光伏板下的機械化耕種,填補了全球行業空白;第二代“貧困村光伏農場”扶貧項目是在“智能光伏+科技農業”的基礎上,按照“分布式、標準化、品牌化、可復制”的產業扶貧要求,以村為單位,每個貧困村建設一個占地15畝、裝機容量300KW的光伏農場,創新實現了“光伏+農業+就業”的20年穩定疊加收益模式,被國務院扶貧辦認定為可復制重點推廣模式。

中利集團在近兩年實踐中發現,中西部地區大部分農民房子不具備在房頂上安裝光伏電站的條件,但是,農民宅基地的場地卻都是很大,且大部分農民利用宅院地種植農作物。中利集團創新“第三代”農業光伏模式,對不具備在房頂上安裝光伏的貧困家庭,利用農民宅院地搭建“家庭陽光農場”,中利集團為農民戶主承擔20年運維和銀行貸款還本、付息風險,基本上每戶安裝8000W。目前已在山東、陜西、河北、山西等地區,為5萬戶貧困家庭安裝了“家庭光伏農場”,此舉得到了貧困地區各級政府和貧困農民的高度肯定和贊揚。

中利“智能光伏+科技農業”的創新技術,首先是創新光伏農業機械化,全面實現了“智能光伏嫁接大農業”的大型機械化耕種;其次是創新土地綜合利用率,將所有道路、水渠、設備用房等都設置在光伏下面,傳統光伏電站項目100MW占地2000畝以上,該創新項目只需1400畝以內,節約土地30%以上。同時,創新采用單板組件安裝、傾斜度等技術,使光照率達到75%以上,實現了水稻、麥子、玉米等大農業種植。

此外,中利集團還有研發的“智能光伏”云中心監控系統,西部地區“光伏牧業”種、養殖,“光伏農場+無土栽培”技術,鹽堿地、沙漠地區“光伏農場”,實現“無公害”休閑農業,實施“光伏農場”特種養殖模式等多項創新。

浙江正泰新能源開發有限公司副總裁金建波:

立足光伏打造優秀綜合能源服務商

正泰新能源一直堅持創新探索,立足光伏,打造優秀綜合能源服務企業,并以錦繡光伏理念,體現可再生能源的魅力與活力。

近年來,從農光、林光、漁光、沙光到海上光伏,正泰憑借豐富的實踐經驗,從電站設計、生態治理、農牧規劃、施工建設、智能運維等方面著手,構建了正泰光伏+項目生命周期理念。

在生態治理方面,正泰將灘涂圍墾地、泥漿消納場、鹽堿地、沙漠、廢棄礦場、海涂建設進行生態修復。目前農牧規劃已超過50,000畝,養殖豐富農產品的同時改造農業機械以適應光伏農業,形成一整套完備的農光互補電站開發流程。

在樂清電站,正泰將灘涂圍墾地與五水共治結合,把泥漿消納場建設成高效農業種植基地,實實在在踐行“農光互補”,2019年,該基地鹽水稻畝產已超過800斤。在江山電站,正泰按照“三產融合,三位一體”的發展理念建設華東地區大規模中草藥種植基地,同時打造蔬菜基地、油茶基地、獼猴桃基地各1000畝,實現了板下種植、板上發電。此外,庫布其項目建成綠化固沙工程1500畝,被UNCCD列為光伏治沙的典型案例。

截至目前,正泰新能源全球承建光伏電站已超過500座,容量超過4GW。在戶用分布式領域,正泰建立了四級三層服務網絡,420個服務網點,覆蓋浙江、山東、江蘇、安徽、河北、河南、福建、廣東等多個省份,還開拓了光伏強村模式,為響應浙江省提出的消滅經濟落后村任務提出了一項創舉。

在浙江省衢州市柯城區,正泰建設公共建筑屋頂7萬多平方米,涉及單位54家,年收益可達600多萬元,為80個“空殼村”每年村均增收近8萬元。

2019年全球光伏已普遍邁入發電側平價上網期,新興GW級市場陸續涌現,推動全球需求持續提升,光伏制造業隨之從“自動化”走向“智能+平臺化”。

正泰一方面與阿里云合力,結合 AI與大數據技術,提高產品命中率,在電池組件AI智能檢測領域打出“組合拳”。另一方面,依托正泰云智能制造協同平臺,實現對云上的業務增值,并在跨企業、跨地域間的供應鏈協同,制造協同領域落地,實現企業對內及對外的柔性制造目標。

近年來,正泰以“一云兩網”為發展戰略,圍繞能源“供給-存儲-輸變配售-消費”,踐行電氣行業智能化應用,開拓區域能源物聯網模式,打造平臺型企業,構筑區域智慧能源綜合運營管理生態圈,為公共機構、工商業及終端用戶提供一攬子能源解決方案。

把握好供能側和用能側的理念和方向,才能更好地建設區域能源網。從供能到用能,怎樣更高效、更便捷、實現更有效的協同,正泰也在不懈地追求探索。

特變電工西安電氣科技有限公司總工程師周洪偉:

最優度電成本解決方案更具競爭力

在光伏產業進入平價時代的大背景下,更具競爭力的度電成本 (LCOE)解決方案是提質增效的重點。

特變電工以 LCOE為目標評價整個電站的收益。高效設備的組合帶來發電量提升的同時,也增加了整個系統的成本,如果一味選擇高效的設備組合,不考慮當前的價格水平,未必能夠在25年的生命周期降低 LCOE。

初始投資、系統效率、電站運維和系統安全,是影響光伏平價上網的主要因素。因此,特變電工從設備選型、支架優化、方陣設計以及系統設計等四個方面,聚焦全生命周期LCOE,探索綜合設計方案的最優解。

通過主流的高效雙面組件,結合不同地形,采用跟蹤或固定可調的支架、大功率的高效組串逆變器、1500V系統設計,以及智能運維,這是當前降低 LCOE的最優解決方案之一。

特變電工根據平價時代競價系統的特點,推出了全新一代1500V組串式光伏發電技術解決方案,相對于傳統的方案,能夠實現 LCOE降低7%以上。

近年來,光伏發電系統容配比逐步提升,方陣容量不斷提高。特變電工全新一代大功率組串逆變器功率等級為228kW,通過高容配比設計降低 LCOE,提升電站收益。常規接線方式支持容配比為1.2倍以上,采用 Y+1接線方式的容配比可提升至1.6倍,LOCE可降低3%左右。相對于傳統的1000V系統電壓,特變電工采用1500V直流輸入+800V交流輸出,可減少線纜損耗25.6%,LCOE降低0.51%。此外,特變電工的 TBeCloud智慧能源管理平臺,通過智能運維,可提升發電量2%以上,LCOE降低4%。

特變電工西安電氣科技有限公司成立于2000年,致力于太陽能光伏發電、電能質量治理和智能微電網等核心裝備研發及其產業化,在西安有50,000平方米的研發和制造基地。目前,特變電工的產品已成功應用于國內18個省的30個城市,并遠銷至歐洲、北非、南亞、東南亞、南美等地區。其中,光伏逆變器的全球裝機容量已經超過25GW。

唐山海泰新能科技股份有限公司品質總監李紀偉:

高效組件是平價上網的重要一環

回顧光伏行業的技術進步情況,相比2010年前光伏生產線10年投資回收期的測算設定,目前行業技術兩、三年就會實現技術迭代。采用新技術的高效組件是推動光伏發電平價上網的重要一環。

海泰新能最新采用板塊互聯技術的組件被命名為泰山,主要是基于高功率、高效率和高可靠性。該產品2017年取得國內專利,并已順利通過歐標和美標的認證。

泰山系列產品具有多重特征。電池片一分為三,電池內部功率損失隨電流降低可下降為原來的1/9,提升功率輸出。通過減小片、串間距,提高單位面積電池片密度,提高組件單位面積發電效率。采用板塊互聯技術,電池排布形成平行并聯和串聯電路,可避免傳統組件單純串聯設計帶來的木桶效應。

板塊互聯技術與市場目前出現的疊瓦技術、MBB(多主柵)技術和拼片技術相比,優勢在于沒有改變串焊工藝。

海泰新能泰山系列產品優勢包括:組件可靠性高,功率高、轉換效率高,溫度系數低、溫度均勻性好、單瓦發電量高,抗隱裂、抗遮擋、抗熱斑能力強。同時,該技術易于兼容其他先進電池技術,有利于降低光伏電站系統成本,提升電站收益。

海泰新能2006年成立,是2014年通過工信部光伏首批準入企業之一,現有產能6GW。公司本部位于河北唐山,并在北京、上海、山東、蘇州、香港、日本、越南等地成立分公司。產品廣泛應用在山西芮城領跑者基地項目、張家口下花園奧運廊道項目、三峽格爾木領跑者項目等多個代表性項目中。

泰州中來光電科技有限公司技術經理郝江波:

N型雙面技術有效促進平價上網

中來N型雙面組件因背面電量增益,在光伏制造成本下降到達瓶頸的情況下,成為促進平價上網的有效方法。

中來N型雙面TOPCon組件是目前市場上最高功率組件之一,已實現電池片量產效率23.2%,同時因 N型電池技術天然優勢,在雙面率、溫度系數、抗LeTID、功率衰減方面都優于P型電池。

據了解,采用中來 N型雙面技術更具可靠性、光致衰減更低、弱光發電能力強、高溫下發電能力更佳、融雪能力強、具備1500V系統電壓。組件功率衰減首年僅1%,其后每年0.4%,30年功率質保期內,可提供更多發電量。

電站實際運行發電量證實了中來 N型雙面組件發電優勢。在泰州項目中,與多晶組件相比,2018年全年中來N型雙面組件平均增益達17.2%。

在對比不同安裝方式N型雙面組件發電量時,某污水處理廠案例顯示,雖然冬季不占優勢,但平單軸系統比固定安裝系統年均發電量增加11.8%。

實際上,背面發電量的大小與組件本身特征有關,也與電站設計有關。因雙面組件應用時間不長,一些項目因設計不合理,造成雙面組件應用時發電能力不強。設計時應從高度、間距、角度多方面考慮,通過優化設計可取得很好的效果。

中來光電是全球最大的高效 N型電池生產商,雖然中國光伏產業全球領先,但高端市場高效電池領域仍不占優勢,中來光電是這一領域的有力挑戰者。今年10月,東歐首個 N型電池雙面電站順利并網;12月,阿曼125MW雙面電站也即將并網,該項目將成為迄今為止最大單體N型雙面電站。

東方日升新能源股份有限公司技術總監韓冀峰:

“提效降本”是技術革新最大驅動力

當前光伏行業發展的趨勢體現在如下幾點:組件技術更新速度和降本需求越來越快、PERC單晶電池取代常規BSF電池、雙面組件市場接受度越來越高、半片技術和多主柵技術成為高功率組件的標準配置、異質結和N型TOPCon電池技術大規模量產已經開始啟動和趨于多樣化的組件封裝技術。

2017年半片技術逐步成為主流技術配置;2018年多主柵技術開始規模量產,并且和半片的技術集成在一起;同年,雙面產品成熟,市場開始啟動,并在2019年具備 GW級的工業化規模。預計2020年及以后, TOPCon和異質結兩種不同的技術類型在1年~2年內也會形成GW級生產規模和市場。

異質結技術最大的優勢是電池效率高,可以超過24%,如果結合IBC或其他更高效的技術,電池整體效率甚至可以超過26.6%。同時,國內眾多企業增加對異質結的投資會促進產能擴張,考慮到設備和材料國產化,未來異質結組件降本空間巨大。

異質結組件具有多個特征及優勢。溫度系數更低、雙面率更高、弱光效應更佳,可靠性更高、多重因素作用,可以使采用異質結組件的電站獲得最好的度電成本。

從實際電站發電數據來看,單位裝機功率下異質結組件發電量相比常規組件有較大優勢,單面異質結組件可獲得7.3%的發電量增益。雙面組件對比中,異質結組件比PERC組件發電量提高7.8%。當前異質結組件和 PERC組件的電站度電成本相近,未來更有競爭力。

未來組件會朝著更高功率的方向發展,到2020年組件功率可以到440瓦,對于行業來說,提升效率和降低成本是技術革新最大的驅動力。

北京鑒衡認證中心副主任紀振雙:

瞄準光伏產業鏈智能化建設方向

2007年以來的10多年的發展來看,中國光伏產業可分為四個階段:2012年以前是市場培育階段,2013年~2018年上半年是高速發展階段,截至目前已經進入產業轉型發展階段,未來有望進入平穩和高質量發展階段。現階段的重點任務是“再定位、補短板、穩預期”。

2030年光伏產業發展的前景應滿足5項指標,分別是:光伏在發(用)電量中占比上升到10%;從能量到能量來衡量,光-電實際轉換效率從15%提高到22%;實現土地(資源)綜合(復合)利用率增加至80%;供、用電負荷區間性、同向相對匹配度增長為50%;光伏電站設計壽命延長到30年,站場無人值守率達到80%。

好電站的定義,可總結為“高效、安全、可靠、可控”。安全、可靠、可控方面做得不夠,是下一步需要著力補齊的短板,而智能化將在補短板的過程中起到支撐作用。

作為電站級智能化建設的整體目標,應充分利用互聯網、大數據、人工智能、區塊鏈、5G通信等新一代信息技術,實現對電網運行狀況和需求自動監測和響應以及對電站運行狀況自動監測、分析、診斷、調控和維護。

光伏電站智能化建設應圍繞數據、算力、算法三要素展開,并體現為三大重點工作。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以及基礎數據庫的開發與應用。三是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。




責任編輯: 李穎

標簽:智能光伏,科技農業,光伏應用,光伏產業