智能光伏是什么?
“智能光伏电站具体的工作落实下来是电站的全生命周期管理主要是你电站在运行期的自动化管理,减少现场的运维人员是要有一套自动化监管系统,包括预警、报错、故障处理、发电量分析、设备综合分析、运行分析、多电站的对比、太阳能资源分析功能等,你在公司的集控中心端,就能远程监管电站厂端
数据传输。光伏智能通信棒起数据传输作用,通信棒采用的是USB接口,即插即用,在APP上还可以实施时监测到信号强度和运行状态。光伏智能通信棒支持通讯中断后的自动重连和自动补采,数据不会丢失而且无需人工重启,省时省力。
《规划》指出,到2025年,住房和城乡建设领域科技创新能力大幅提升,科技创新体系进一步完善,科技对推动城乡建设绿色发展、实现碳达峰目标任务、建筑业转型升级的支撑带动作用显著增强。
《规划》提到城乡建设绿色低碳技术研究,指出以支撑城乡建设绿色发展和碳达峰碳中和为目标,聚焦能源系统优化、市政基础设施低碳运行、零碳建筑及零碳社区、城市生态空间增汇减碳等重点领域,从城市、县城、乡村、社区、建筑等不同尺度、不同层次加强绿色低碳技术研发,形成绿色、低碳、循环的城乡发展方式和建设模式。
《规划》还包括城市低碳能源系统技术。研究基于建筑用户负荷精准预测与多能互补的区域建筑能效提升技术,开展高效智能光伏建筑一体化利用、“光储直柔”新型建筑电力系统建设、建筑-城市-电网能源交互技术研究与应用,发展城市风电、地热、低品位余热等清洁能源建筑高效利用技术。
《规划》提出,研究零碳建筑、零碳社区技术体系及关键技术,开展高效自然通风、混合通风、自然采光、智能可调节围护结构关键技术与控制方法研究,研究零碳建筑环境与能耗后评估技术,开发零碳社区及城市能源系统优化分析工具。
此外,《规划》提到了城镇老旧小区功能提升技术。研究老旧小区改造规划设计技术方法、地下管网改造与修复技术、停车设施提升改造技术,研究老旧小区改造中的存量空间再利用模式及运营维护长效机制。
《规划》还包括城市基础设施数字化网络化智能化技术应用,以建立绿色智能、安全可靠的新型城市基础设施为目标,推动5G、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术在城市建设运行管理中的应用,开展基于城市信息模型(CIM)平台的智能化市政基础设施建设和改造、智慧城市与智能网联汽车协同发展、智慧社区、城市运行管理服务平台建设等关键技术和装备研究。(中新经纬APP)
行业主要上市公司:国内光伏行业上市公司主要有隆基股份(601012)、金高科技(002459)、晶科能源(688223)、通威股份(600438)、天合光能(688599)等。
本文核心数据:产能利用率、装机容量、弃光率、光伏发电量、系统建设成本。
行业概况
1.定义
光伏产业,简称PV(光伏),主要指硅材料应用开发形成的光电转换产业链,包括高纯多晶硅原料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备制造和光伏发电应用。随着二氧化碳排放峰值碳中和国家目标的推进,以新能源为主体的新型电力体系建设正在加快推进。光伏与复兴号高铁、国产商用飞机、新一代运载火箭一起获得了中共十九大纪念邮票。光伏产业地位显著提升,迎来历史性发展机遇。
光伏产业的下游应用主要是光伏发电,根据建设规划定位可分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。集中式光伏发电系统,如大型西北地面光伏发电系统;分布式光伏发电系统(以>6MW为界),如工商企业和住宅建筑的屋顶光伏发电系统。
2.产业链分析:产业链长。
随着光伏发电在能源供应体系中发挥越来越重要的作用,光伏相关产业也日益壮大,形成了从高纯硅材料、硅锭/棒/片、电池/组件、光伏辅助材料和配件、光伏生产设备到光伏产品的系统集成和应用的完整产业链。
光伏产业链的上游主要是与光伏电池相关的原材料,包括构成电池的单晶硅和多晶硅。上游单晶硅和多晶硅生产商主要有保利协鑫、隆基、通威、中环。然而,硅片生产企业已呈现双寡头格局,中国的太阳能硅片占据了全球大部分市场份额。在中国市场,主流厂商主要有隆基和中环,产能格局依然高度集中。在硅片对外销售规模中,中环股份和隆基股份占据绝对领先地位。
中游主要是电池芯片和电池模组制造商以及系统集成企业。电池芯片和模组的中游厂商主要有通威、隆基、晶澳等。光伏发电系统中的逆变器厂商主要有阳光电源等企业;系统集成包括亿晶光电、正泰电气等。一些企业如隆基,已经基本形成了从单晶硅到组件再到电站光伏运营的完整光伏发电产业链。是下游光伏发电应用领域,包括分布式光伏发电和集中式电站。
行业发展过程:行业处于快速发展阶段。
在欧洲市场需求的推动下,中国的光伏产业从2005年左右开始起步。十几年来,实现了跨越式的大发展,建立了完整的市场环境和配套环境。成为国内为数不多的能够同时参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业。也成为中国工业经济发展的全新名片,推动中国能源改革的重要引擎。目前,我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展和产业体系建设等方面均居世界前列,具备了坚实的智能光伏基础。中国光伏产业经历了以下几个历史阶段:
行业背景:政策加持,光伏产业加速发展
我国自2006年1月1日起实施《中华人民共和国可再生能源法》。该法将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,促进增加能源供给,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会可持续发展,建立和发展可再生能源市场。自2006年以来,为鼓励和支持光伏产业发展,国家发改委、财政部、工信部、国家能源局、住建部等部门密集出台政策文件,支持和规范光伏产业发展,涵盖了生产、销售、财税、补贴、土地政策等产业发展的各个相关方面。
工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局联合发布《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,旨在“十五”期间有效引导产业智能化升级,促进光伏产业健康发展,从而推动光伏发电规模化应用,保持我国作为世界光伏制造和装机应用第一大国的地位。
“3060年二氧化碳排放峰值碳中和”是一项具有多重目标和约束的系统性经济和社会变革。重塑中国经济结构、能源结构,改变生产方式和生活方式是历史性的突破,需要处理好发展与减排、减碳与安全、整体与局部、短期与中期、建立与破除、政府与市场、国内与国际等多维关系。“二氧化碳排放峰值,碳中和”的目标将对中国光伏产业产生显著的多维影响。
行业发展状况
1.光伏产品市场供应能力较强,产能利用率有待提高。
根据光伏行业市场重点公司光伏产品产量和产能利用率,2021年中国光伏产品市场供给能力较强,隆基绿能光伏产品产量遥遥领先其他公司,单晶硅片产量达到69.96GW,单晶组件产量达到38.69GW,从产能利用率来看,2021年光伏市场公司产能利用率不高,仍有较大提升空间。
2.光伏新增装机再创新高,累计装机超过300 GW。
我国太阳能光伏产业虽然起步较晚,但发展迅速。特别是2013年以来,在国家和地区政策的推动下,太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。据国家能源局统计,2017年,我国光伏发电新增装机53.06GW,创历史新高。2018年,受光伏531新政影响,各地光伏发电新开工项目下降,全年新增装机受国家光伏行业补贴、财政扶持等政策影响,2020年和2021年光伏装机大幅上升。2020年,中国光伏装机容量增加48.20GW,同比增长59%。2021年,中国光伏新增装机再创新高,达到54.88GW,同比增长14%。
据国家能源局统计,2013年以来,我国光伏发电累计装机容量快速增长。2013年,我国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW,到2019年已经增长到204.58GW。2013-2019年,中国光伏发电累计装机容量增长超过10倍。到2021年,全国光伏发电累计装机容量306.56GW,同比增长21%。
3.光伏弃光率明显下降,光伏发电量稳步增长。
随着光伏发电的快速发展,一些地方也存在严重的弃光问题。国家能源局数据显示,2015-2018年,新疆和甘肃最高弃光率超过30%。2019-2021年,新疆和甘肃轻弃率明显下降,2021年新疆轻弃率降至1.7%,甘肃降至1.5%。弃光率的大幅下降主要是因为光伏发电的并网运行,促进了资源的利用水平。
据国家能源局统计,2013年以来,我国光伏发电量快速增长。2013年全国光伏发电量仅为91亿千瓦时。到2021年,全国光伏发电量3259亿千瓦时,同比增长25%。预计2021年,我国光伏发电量将占全社会用电量的3.92%。
4.光伏发电系统建设成本呈下降趋势,光伏上网进入平价。
我国地面光伏系统初期总投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、一次设备和二次设备等关键设备费用,以及土地费用、电网接入、建设安装和管理费用构成。其中,一次设备包括箱式变压器、主变压器、开关柜、升压站(50MW、110kV)等设备,二次设备包括监控和通信设备。土地成本包括全生命周期地租、植被恢复费或相关补偿费;电网的接入成本只包括50MW、110kV、10km的反向改造;管理费用包括前期管理、勘测、设计和招标。建筑安装费用主要是人工费、土方工程费、常规钢筋混凝土费等。,且未来下跌空间不大。随着技术进步和规模效益,组件、逆变器等关键设备的成本仍有一定下降空间。网络连接、土地、项目前期开发费用等。都是非技术成本,不同地区和项目差异很大。降低非技术成本,有助于加速光伏发电低价上网推广。
2021年中国地面光伏系统初始总投资成本约为4.15元/w,比2020年上涨0.16元/W,涨幅为4%。其中,组件约占投资成本的46%,比2020年提高了7%。非技术成本约占14.1%(不含融资成本),比2020年下降3.2个百分点。预计2022年,随着产业链各环节新增产能的逐步释放,组件价格将回归合理水平,光伏系统初期总投资成本将降至3.93元/w。
中国工商业分布式光伏系统初期总投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、安装费用、并网、屋顶租赁、屋顶加固、一次设备和二次设备构成。一次设备包括箱式变压器、开关箱和预制舱。根据中国光伏产业发展路线图,2020年和2021年中国工业和商业分布式光伏系统的初始投资成本分别为3.38元/W和3.74元/W,预计2022年将降至3.53元/W。
2020年中国光伏上网电价补贴政策结束,平价逼近:中国上网电价政策经历了标杆电价、竞价上网、平价上网三个阶段。2020年招标项目规模26GW,增长14%。同时,2020年也将是光伏并网平价年,平价项目33GW,增长124%,首次超过招标项目规模。平价将至,2021年将是中国光伏上网全面平价元年。
光伏系统在公共电网的所占的最该比例,取决于电网技术和光伏发电的技术,以及电网的电能储存技术,就目前的情况看,做得最好的德国,大约只有3~4%。有计划称,2050年可以达到20%。
如何突破该极限?呵呵,这个问题太大,非把现在的电网推翻不可。如何推翻?请看下文:
真正的智能电网将是直流电网、超导电网、低压电网、再生能源电网,是高效、清洁、可靠的电网。目前的电网统统淘汰!
1、电网超导化,解决电能传输中的线损问题。想当年,就是因为远距离的传输损耗过大,才逐步发展了交流电网,发展了高压输电,因传送距离越来越远,所以电压等级就越搞越高,以至于达到了750KV的高压了,有人还嫌不够高,还要再升高,提出了1000KV的方案。呵呵,吓死人了。
你可能会问:超导在常温下能行吗?
呵呵,快了。常温超导技术的研究,已经解决了很多理论上的问题,10年后就是产业化了。这是美国称霸世界的下一个计划,中国要迎头赶上去,否则就会向互联网那样,看着美国用IT技术称霸世界而毫无办法,全世界都给他打工。
用了超导电线,传输问题就迎刃而解。
2、电网直流化。随变频器技术的发展,用电大户--电动机--直接采用50HZ或60HZ工作的时候越来越少,因此大量的用电设备都变成直流设备,特别是家电。
用直流,不仅仅可以节省很多的整流稳压设备,降低设备成本,提高设备的可靠性,还能减少电网的谐波干扰,净化电源,使设备工作起来更高效更可靠。
直流电网的结构也简单很多,变压器、潮流调度等等设备统统淘汰,电网建设、保护、维护成本大幅度降低,营运效率提高。也没有无功平衡等等安全问题了。
3、电网低压化、再生能源化。是超导的另外一个结果。低压电网安全性高,加上电子技术都是低压工作,所以大量设备会采用低压直流方式,给安全性的提高带来好处。
低压直流的另外一个好处,是可以和方便地接收太阳能等等再生能源,只要电压吻合,就可以直接入网,无需考虑频率、角度、谐波等等复杂问题,给再生能源的入网提供极大便利,电网也就可以成为绿色的再生能源电网了。
这也是人类摆脱化石能源的一个途径!
就目前来看,光伏电站智能化是非常关键的,已成行业共识,偌大的光伏电站,可以实现光伏电站日常运营的智能化管理,减少现场的运维人员,降低成本。通过一套智能化监管系统,包括预警、故障处理、发电量分析、设备综合分析、运行分析、多电站的对比、太阳能资源分析等功能,你在公司的集控中心端,就能远程监管各电站厂端,及时发现问题,处理问题,根据运维任务的级别实施处理或安排相应的专业运维人员到现场排查和解除故障。
因为输出功率相对较小,投资收益率不低。一般单个分布式光伏发电系统项目的容量在几千瓦到几百千瓦。光伏发电系统容量的大小对发电效率的影响很小,因此对其经济性的影响也很小,也就是说,小型光伏发电系统的投资收益率并不比大型光伏电站低
其次不占用土地资源
因为分布式光伏发电基本不占用土地资源,而且能充分利用建筑物表面,可就近发电、供电,不用或少用输电线路,降低了输电成本。光伏组件还可以直接代替传统的墙面和屋顶建筑材料。
另外环保效益突出
因为他污染小,环境友好,环保效益突出。分布式光伏发电系统在发电过程中,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,没有噪声,也不会对空气和水产生污染。
最重要的一点就是可以缓解用电紧张
分布式光伏发电系统在接入配电网中是发电用电并存,且在电网供电处于高峰期发电,可以有效得起到平峰的作用,削减城市昂贵的高峰供电负荷,能够在一定程度上缓解局部地区的用电紧张状况。
最后就是它的运行非常灵活
分布式光伏发电系统拥有与智能电网和微电网的有效接口,运行灵活,适当条件下还可以实现局部离网供电运行。
由于分布式光伏发电倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。其能源利用率高,建设方式灵活,将成为我国光伏应用的主要方向。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建设在各种建筑物屋顶和农业设施屋顶及家庭住宅屋顶的光伏发电项目。对这些项目应用的要求是必须接入公共电网,或与公共电网一起为附近的用户供电,所发电力一般直接馈入低压配电网或35kV及以下中高压电网中。
华为:智能组件控制器,真的有用吗? 在光伏项目中,阴影是影响系统发电量最常见也是最大的问题之一。阴影因素主要分为两大类:环境影响和阴影遮挡。环境影响包括组件表面积灰、鸟粪等