“今年1至10月,我國(guó)光伏新增裝機(jī)量已經(jīng)超過(guò)2021年全年。”12月1日,在2022中國(guó)光伏行業(yè)年度大會(huì)上,中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)表示,當(dāng)前國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)量已經(jīng)創(chuàng)下歷史新高。據(jù)《光伏行業(yè)發(fā)展形勢(shì)與未來(lái)展望報(bào)告》指出,1-10月,國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)達(dá)58.24 GW,同比增長(zhǎng)98.7%,已超過(guò)去年全年的新增裝機(jī)量。
截至8月底,國(guó)內(nèi)光伏累計(jì)裝機(jī)349.9 GW,成為僅次于火電、水電的第三大裝機(jī)電源。
而這只是光伏迸發(fā)出磅礴力量的一個(gè)縮影。
在這一數(shù)字對(duì)外公布的2周前,國(guó)家能源局召開(kāi)四季度網(wǎng)上新聞發(fā)布會(huì),發(fā)布2022年前三季度能源形勢(shì)、可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行情況,并解讀《能源碳達(dá)峰碳中和標(biāo)準(zhǔn)化提升行動(dòng)計(jì)劃》。新能源和可再生能源司副司長(zhǎng)王大鵬提出,“十四五”期間,將持續(xù)大力推動(dòng)大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)。同時(shí),分布式光伏也乘勢(shì)而上,根據(jù)IHS Markit發(fā)布的數(shù)據(jù),分布式光伏年裝機(jī)容量在 2021年已經(jīng)占據(jù)光伏總裝機(jī)容量的47%,接近半壁江山,戶(hù)用光伏納入碳排放權(quán)交易市場(chǎng),更進(jìn)一步刺激了分布式光伏的發(fā)展。
無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是海外,無(wú)論是大型風(fēng)電光伏基地,還是分布式光伏,光伏產(chǎn)業(yè)已從一個(gè)光輝的十年,高歌猛進(jìn)到下一個(gè)十年,正在完成從補(bǔ)充能源到替代能源的跨越式發(fā)展。
一、跨越中的挑戰(zhàn)
跨越式發(fā)展過(guò)程中,光伏的成本、安全問(wèn)題是必須要面對(duì)的挑戰(zhàn)。具體包括以下四個(gè)方面:
1、度電成本問(wèn)題。光伏滲透率的大幅提升,離不開(kāi)度電成本的持續(xù)降低。在光儲(chǔ)融合的大背景下,如何持續(xù)地降低LCOE與LCOS,讓光儲(chǔ)系統(tǒng)的部署在更多的地區(qū)與場(chǎng)景創(chuàng)造更高的價(jià)值,是光伏入局者們必須面對(duì)的問(wèn)題。
2、運(yùn)營(yíng)運(yùn)維效率問(wèn)題。隨著大型地面電站的規(guī)模越建越大,且一般多處于高海拔戈壁、荒漠,甚至近海區(qū)域,這些都給運(yùn)維工作帶來(lái)了較大困難。分布式場(chǎng)景中,則面臨點(diǎn)多量散的情況,安全運(yùn)營(yíng)的挑戰(zhàn)也隨之到來(lái)。
3、電網(wǎng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。或者說(shuō)是新能源消納問(wèn)題,這與儲(chǔ)能發(fā)展水平也有一定關(guān)系。在澳洲、英國(guó)等多個(gè)新能源占比較高的國(guó)家和地區(qū),都出現(xiàn)過(guò)由于新能源脫網(wǎng)導(dǎo)致的大規(guī)模停電事故。如何在提升電網(wǎng)對(duì)于新能源消納能力的同時(shí),保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性,需要業(yè)界共同面對(duì)。
4、系統(tǒng)安全問(wèn)題。近年來(lái),光伏與儲(chǔ)能電站的安全事故時(shí)有發(fā)生,隨著光儲(chǔ)設(shè)備功率越做越大,光儲(chǔ)出現(xiàn)的場(chǎng)景也越來(lái)越多,如何端到端地實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)層面安全防護(hù),成為一大難點(diǎn)。
二、智能光伏將呈現(xiàn)十大趨勢(shì)
除了上述四點(diǎn),光伏全產(chǎn)業(yè)鏈還面臨著諸多問(wèn)題:部分供應(yīng)鏈價(jià)格急劇震蕩、儲(chǔ)能強(qiáng)配、新能源用地等等,這些都是實(shí)現(xiàn)“十四五”光伏裝機(jī)目標(biāo)中需要克服與解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。2022年12月23日,針對(duì)上述問(wèn)題,華為數(shù)字能源智能光伏業(yè)務(wù)總裁陳國(guó)光“對(duì)癥下藥”地總結(jié)出以下十大趨勢(shì)。
趨勢(shì)一 光儲(chǔ)發(fā)電機(jī)
通過(guò)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù),降低新能源對(duì)電網(wǎng)的沖擊,提升新能源消納
通過(guò)光儲(chǔ)融合+Grid Forming 技術(shù),打造智能光儲(chǔ)發(fā)電機(jī),改變新能源控制模式,從電流源型控制轉(zhuǎn)為電壓源型控制,提高有功和無(wú)功控制與響應(yīng)能力,主動(dòng)緩解頻率和電壓波動(dòng),將成為解決光伏并網(wǎng)消納的重要舉措。
趨勢(shì)二 高密高可靠
光伏電站向大功率、高可靠發(fā)展
光伏的度電成本下降近很大程度上依賴(lài)于高密高可靠技術(shù)創(chuàng)新。高密高可靠性能保障離不開(kāi)材料科學(xué)、散熱技術(shù)、工程技術(shù)等多種維度技術(shù)的升級(jí)。比如,高密度碳化硅、氮化鎵等材料科學(xué)的興起等。
趨勢(shì)三 組件級(jí)電力電子(MLPE)
光伏系統(tǒng)向著更安全,智能化發(fā)展
光伏系統(tǒng)的發(fā)電“粒度”呈不斷細(xì)化的趨勢(shì),而系統(tǒng)“粒度”的細(xì)化轉(zhuǎn)化為更智能的發(fā)電和更高的安全特性。組件級(jí)電力電子器件(Module-Level Power Electronics, MLPE) 能夠?qū)崿F(xiàn)組件級(jí)發(fā)電、監(jiān)控和安全關(guān)斷。
趨勢(shì)四 組串式儲(chǔ)能
組串式儲(chǔ)能架構(gòu),通過(guò)模塊化、智能化設(shè)計(jì)將儲(chǔ)能系統(tǒng)的管理水平提升到新高度
智能組串式儲(chǔ)能解決方案是將數(shù)字信息技術(shù)與光伏、儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行跨界融合,基于分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期內(nèi)更高放電、更優(yōu)投資、極簡(jiǎn)運(yùn)維、安全可靠的價(jià)值。
趨勢(shì)五 電芯級(jí)精細(xì)管理
儲(chǔ)能系統(tǒng)的管理顆粒度將從電池簇級(jí)、電池包級(jí)延伸到電芯級(jí)
鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)也一定會(huì)朝著更小的管理顆粒度進(jìn)發(fā)。這就需要讓以BMS (Battery Management System)為代表的管理系統(tǒng) “更敏感”、“更智能”,甚至要“預(yù)知未來(lái)” ,這有賴(lài)于大量數(shù)據(jù)的采集與運(yùn)算處理,并結(jié)合AI技術(shù)找到最優(yōu)點(diǎn)、對(duì)趨勢(shì)做出預(yù)判。
趨勢(shì)六 “光儲(chǔ)網(wǎng)”融合
通過(guò)數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)光伏、儲(chǔ)能與電網(wǎng)之間高效協(xié)同
構(gòu)建“光儲(chǔ)網(wǎng)”融合的穩(wěn)定能源系統(tǒng),支撐光伏送出與消納,將成為解決能源安全與能源獨(dú)立關(guān)鍵舉措。應(yīng)用5G、AI、云技術(shù),將海量分布式光儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理、運(yùn)營(yíng)與電力交易,構(gòu)建VPP虛擬電廠,為用戶(hù)側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與市場(chǎng)交易、負(fù)荷側(cè)響應(yīng),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷提供堅(jiān)強(qiáng)技術(shù)保障。
趨勢(shì)七 重構(gòu)極致安全
電力電子、熱管理、數(shù)字等多種技術(shù)充分融合,將重構(gòu)光儲(chǔ)系統(tǒng)安全
站在全場(chǎng)景、全鏈路的角度系統(tǒng)考量,并充分融合電力電子技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、熱管理技術(shù)與數(shù)字技術(shù),重構(gòu)系統(tǒng)極致安全,包括重構(gòu)光伏電站直流安全、重構(gòu)分布式光伏屋頂安全,以及重構(gòu)儲(chǔ)能安全。
趨勢(shì)八 安全可信
系統(tǒng)的可靠性、可用性、安全性、韌性、無(wú)害性和隱私性將成為必須要求
對(duì)于設(shè)備,一般需要高可靠性的電站設(shè)備來(lái)保證系統(tǒng)安全。面對(duì)外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊,電站系統(tǒng)需做到防止未經(jīng)授權(quán)訪問(wèn)而獲取系統(tǒng)信息,信息安全還需要從安全性走向韌性,使因網(wǎng)絡(luò)安全事件受損的功能/服務(wù)得以快速恢復(fù),保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
在未來(lái),可靠性、可用性、安全性、韌性、無(wú)害性和隱私性必將成為光伏系統(tǒng)的必須要求。
趨勢(shì)九 全面數(shù)字化
預(yù)計(jì)到2027年,95%以上電站實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化
如果能引入諸如5G,物聯(lián)網(wǎng),云計(jì)算,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(huì)“說(shuō)話(huà)”和擅長(zhǎng)“說(shuō)話(huà)”的電站,可以達(dá)到用“比特”管理“瓦特”的目的,實(shí)現(xiàn)“發(fā)-輸-儲(chǔ)-配-用”全鏈路的可視、可管、可控。
趨勢(shì)十 AI增效
AI技術(shù)在電站全生命周期中廣泛應(yīng)用
AI技術(shù)為深度學(xué)習(xí)所需要的海量數(shù)據(jù)提供了良好的基礎(chǔ),將迅速成為能源行業(yè)創(chuàng)新的基石。在新能源領(lǐng)域,AI也將與電力電子、數(shù)字化技術(shù)一樣,帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的深刻變革。
光伏行業(yè)離不開(kāi)技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng),更離不開(kāi)對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的準(zhǔn)確把握。智能光伏十大趨勢(shì)的高頻詞中,安全、精細(xì)化與數(shù)字化成為頂流,而“精細(xì)化”更是面向挑戰(zhàn)的一把利劍。在數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型背景下,智能光伏將進(jìn)一步提升能源系統(tǒng)的效率,為實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)發(fā)揮更大作用。在未來(lái),我們將更加貼近這個(gè)光伏蓬勃發(fā)展的時(shí)代脈搏。
原標(biāo)題:洞察未來(lái):智能光伏十大趨勢(shì)解讀