中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在2014兩年的德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，“工業(yè)4.0”概念又一次成為了5000家展商關(guān)注的焦點(diǎn)。這已經(jīng)是全球領(lǐng)先的工業(yè)企業(yè)在該展會(huì)上提出這個(gè)概念，早在2006年，德國政府通過了名為《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》的戰(zhàn)略文件，重點(diǎn)就是《未來項(xiàng)目-“工業(yè)4.0”》，該項(xiàng)目已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新。
經(jīng)歷了蒸汽、電氣和信息時(shí)代三次工業(yè)革命，我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。短短250年間，世界發(fā)展進(jìn)展遠(yuǎn)超過去的數(shù)千年。第四次工業(yè)革命，離我們尤其是光伏產(chǎn)業(yè)并不遙遠(yuǎn)。
中國從“光伏1.0”到“光伏4.0”
光伏1.0：2008年前的光伏產(chǎn)業(yè)處于黃金時(shí)代的蒙昧期。
光伏2.0：2008-2010年金融危機(jī)促使光伏企業(yè)思考，成熟，同時(shí)開始了中國光伏電站的萌芽?！敖鹛枴闭咭灿纱似陂g誕生。
光伏3.0：2011-2013，微利時(shí)代到來，光伏電站磕磕絆絆發(fā)展，有五大四小、協(xié)鑫集團(tuán)的中環(huán)工程打頭陣，也有順風(fēng)光伏、聯(lián)合光伏這樣的后起之秀，行業(yè)誕生了很多新的商業(yè)模式，同時(shí)傳統(tǒng)制造業(yè)的理念也被逐步打破。這個(gè)階段出臺(tái)了光伏電價(jià)，也讓光伏電站建設(shè)技術(shù)普及并形成了一些列規(guī)范。
光伏4.0：2014年—，光伏電站逐步邁向智能化時(shí)代，更高的系統(tǒng)效率，更方便的運(yùn)維和監(jiān)控以及更快捷的通訊和管理將成為未來的主流。
在過去200多年世界工業(yè)化、現(xiàn)代化的歷史上，我們?cè)群笫ミ^三次工業(yè)革命的機(jī)會(huì)。在前兩次工業(yè)革命過程中，中國都是邊緣化者、落伍者，急劇地衰落，由于錯(cuò)失工業(yè)革命機(jī)會(huì)，中國GDP占世界總量比重，由1820年的1/3下降至1950年不足1/20。之后中國在極低發(fā)展水平起點(diǎn)下，發(fā)動(dòng)國家工業(yè)化，同時(shí)進(jìn)行了第一次、第二次工業(yè)革命。即使是在上世紀(jì)80年代以來的信息革命中，我們也僅僅是僥幸上了末班車，還是個(gè)“后來者”，因?yàn)閷?duì)外開放才成為“追趕者”。但是中國實(shí)現(xiàn)了成功追趕，已經(jīng)成為世界最大的ICT（信息通信技術(shù)）生產(chǎn)國、消費(fèi)國和出口國，正在成為領(lǐng)先者。
光伏行業(yè)是中國邁入21世紀(jì)后第一次與美國、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家站在同一起跑線上，在加速信息工業(yè)革命的同時(shí)，正式發(fā)動(dòng)和創(chuàng)新第四次綠色工業(yè)革命。在制造環(huán)節(jié)已經(jīng)成為世界第一，這也是為什么美國、歐盟借口發(fā)動(dòng)雙反的重要原因。尤其是美國“醉翁之意不在酒”，根本原因是謀求政治利益和未來第四次工業(yè)革命中的領(lǐng)先地位。
“工業(yè)4.0”與“光伏4.0”的交匯
那么，“工業(yè)4.0”究竟是什么？應(yīng)該具備哪些特色？
“工業(yè)4.0”被概括為“大數(shù)據(jù)、新能源、新材料和生物科技”四大領(lǐng)域，如果說第三次工業(yè)革命的重心在于更快速的發(fā)展工業(yè)，那么第四次工業(yè)革命則主要集中在更加充分的利用資源和更高效的產(chǎn)出。光伏與其相關(guān)有三個(gè)半：除了前三項(xiàng)外，生物科技也可以配合光伏電站形成良好的可循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。因此可以說“光伏4.0”是和“工業(yè)4.0”緊密結(jié)合的。
以德國的聯(lián)合平臺(tái)可以看出“工業(yè)4.0”的結(jié)構(gòu)：由VSMA（機(jī)械設(shè)備制造協(xié)會(huì)）、ZVEI（電子工業(yè)中央聯(lián)盟）和BITKOM（信息通訊新媒體協(xié)會(huì)）搭建，產(chǎn)品、自動(dòng)化與通訊技術(shù)是拉動(dòng)其向前發(fā)展的三駕馬車。
新的革命建立在網(wǎng)絡(luò)通訊的基礎(chǔ)上，7000Mb/s支撐起了復(fù)雜多變的工作環(huán)境能夠得以實(shí)時(shí)交互。生產(chǎn)工藝與信息技術(shù)需要完美融合。同時(shí)強(qiáng)調(diào)分散，增加生產(chǎn)設(shè)備的自主控制，把設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)形式聯(lián)接起來形成更開放、更積極通訊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，更具動(dòng)態(tài)性和靈活性，從而提高生產(chǎn)效率和發(fā)掘出更多優(yōu)化的可能。此外能夠根據(jù)當(dāng)前的狀況靈活決定生產(chǎn)過程。
具體結(jié)合到光伏電站上就是：1、快速而穩(wěn)定的通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維響應(yīng)；2、靈活的開關(guān)配合電網(wǎng)形成“智能、堅(jiān)強(qiáng)”的電網(wǎng)系統(tǒng)；3、增強(qiáng)對(duì)電站的控制以獲得最大的發(fā)電量。
新材料則主要集中在電池、背板、二極管等環(huán)節(jié)的開發(fā)創(chuàng)新，尤其是用穩(wěn)定的硅元器件取代傳統(tǒng)的壽命只有5-10年的銅質(zhì)電容，直接增強(qiáng)光伏投資者的信心。
組串、集中、微逆和功率優(yōu)化器：哪種是“光伏4.0”的寵兒？
功率優(yōu)化器最的概念最早由美國國家半導(dǎo)體推出，目前市面上有常見的不具備升壓功能的和具備升壓功能的兩種。前者通過組件串聯(lián)連接，后者則直接將電壓提高到逆變器可以工作的電壓，組件之間采用并聯(lián)構(gòu)架。目前市場(chǎng)上有兩種主流模式：與接線盒廠商合作或與組件企業(yè)合作。
微逆與功率優(yōu)化器類似，特色是能夠盡可能的挽回?fù)p失，但同樣價(jià)格較貴。微逆在國外一些發(fā)達(dá)國家市場(chǎng)銷量很好，但在中國目前還缺乏合適的生存空間。
通信巨頭華為進(jìn)入光伏逆變器行業(yè)后，給業(yè)內(nèi)帶來了巨大的技術(shù)革新。根據(jù)華為的數(shù)據(jù)顯示，華為光伏逆變器推出的第一年就在全球完成了1GW的銷量。
華為將通信領(lǐng)域的IT技術(shù)帶到了光伏行業(yè)，迎合“工業(yè)4.0”，提出“用數(shù)字信息技術(shù)，引領(lǐng)綠色能源革命”的概念。利用華為在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢(shì)，將能源數(shù)字化，將數(shù)字技術(shù)同功率技術(shù)相結(jié)合。
同時(shí)，據(jù)華為產(chǎn)品負(fù)責(zé)人介紹，華為已經(jīng)建立了一個(gè)規(guī)模龐大的“項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫”，通過華為多年建設(shè)信號(hào)基站等項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，為光伏項(xiàng)目的改進(jìn)和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)做足了準(zhǔn)備。
為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，華為的產(chǎn)品包集成了智能電站監(jiān)控和管理、大數(shù)據(jù)挖掘和分析以及接入方案，這也是“光伏4.0”的一次巨大的技術(shù)創(chuàng)新。
目前業(yè)內(nèi)一致認(rèn)可在分布式領(lǐng)域應(yīng)該使用中小型逆變器，華為、陽光等龍頭企業(yè)也均針對(duì)分布式推出了新一代小機(jī)。 陽光和華為，逆變器行業(yè)的雙雄之間路線不同更多的體現(xiàn)在大型地面電站的逆變器選型上。兩家企業(yè)的性格決定了華為在地面電站環(huán)節(jié)選擇了全新的組串式技術(shù)以滿足電站更加高效的發(fā)電和更簡單便捷的運(yùn)維；而陽光則決定深挖大型逆變器的潛力，在原有基礎(chǔ)上不斷升級(jí)改進(jìn)。
華為也正在與國內(nèi)如黃河水電等大型央企共同協(xié)作，深挖組串式逆變器的潛力上，以更加適用于光伏未來的發(fā)展需求：更加分散、設(shè)備自主控制、積極開放的通訊系統(tǒng)，是組串式的天然優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)然，這里面需要考慮成本問題，所以工業(yè)4.0和光伏4.0同樣不是一蹴而就，而是需要通過光伏人去不斷提出新的構(gòu)想，實(shí)現(xiàn)并逐步完善。目前看來，智能光伏電站解決方案與傳統(tǒng)的集中式方案系統(tǒng)初始投資成本持平，未來，智能光伏電站成本將進(jìn)一步的降低，以實(shí)現(xiàn)客戶價(jià)值的最大化。
“光伏4.0”：讓電網(wǎng)更堅(jiān)強(qiáng)、更智能
目前在電網(wǎng)看來，新能源發(fā)的電是質(zhì)量很差的電，因?yàn)榧床唤邮芩恼{(diào)度，又不能參與調(diào)頻調(diào)峰，所有事情都需要它來幫新能源電站。這是一個(gè)固有的矛盾怎么去化解呢？
SMA公布的數(shù)據(jù)顯示：當(dāng)頻率提升的時(shí)候，在一段時(shí)間里，隨著頻率提升，逆變器的出力下降，類似傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的水電廠火電廠一樣，做到利用頻率變化，傳遞電網(wǎng)量過剩的信號(hào)，在這個(gè)情況下把新能源發(fā)的電再消掉一些。
在這種情況下讓新能源在這種情況下有一個(gè)信號(hào)，讓它做到自動(dòng)地把功率將下去，否則它拼命地發(fā)功率又與用不到，導(dǎo)致電網(wǎng)的功率越飄越高，結(jié)果整個(gè)系統(tǒng)全網(wǎng)崩潰掉。未來的光伏和電網(wǎng)系統(tǒng)可以解決這個(gè)問題。跟電網(wǎng)調(diào)動(dòng)預(yù)測(cè)，能夠讓電網(wǎng)知道今天發(fā)多少電，可以管理一下，這樣至少有一個(gè)準(zhǔn)的供電調(diào)度的能力。電網(wǎng)將新能源作為一個(gè)負(fù)荷的，即使是負(fù)荷，至少可以預(yù)測(cè)一下負(fù)荷曲線，這對(duì)電網(wǎng)來說調(diào)節(jié)的也會(huì)簡單一點(diǎn)。IT技術(shù)能明確地實(shí)時(shí)知道組件的發(fā)電量，是對(duì)光伏行業(yè)的一大福音。
未來的智能型光伏電站逆變器將承載著更多功能，有望整合數(shù)據(jù)采集、分析和遠(yuǎn)程控制，結(jié)合高速互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)區(qū)域乃至全球的光伏電站進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控和分析。依次為依據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析來不斷提升電站質(zhì)量和管理，同時(shí)也有望實(shí)現(xiàn)運(yùn)維自動(dòng)化和故障提前排除。
