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智能光伏产业大爆发,谁吃到了第一波红利?

智能光伏产业大爆发,谁吃到了第一波红利?

科技

作者:Melon

物联网智库 原创


导读

多项政策利好,内外需求拉升,信息技术加持,智慧光伏行业盛况空前。对于新老玩家切分这块“大蛋糕”的逻辑,不妨窥一斑而知全豹。
如果要问2022年最有潜力的物联网细分行业有哪些?智能光伏一定榜上有名。
 
2022年伊始,工信部便联合住建部、交通运输部、农业农村部、国家能源局共同发布了《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,为产业发展增添强劲动力。而华为重磅成立智能光伏军团,并定下2022年收入200亿元,2023年收入300亿元的“小目标”,更是让智能光伏的市场空间受到广泛关注。
 
智能光伏在2022年的爆发有点儿厚积薄发的意味——如今,国际能源结构正向着低碳化、数字化和多元化方向加速转型。在诸多新能源中,太阳能具备绿色清洁、资源储备丰富等无可比拟的先天优势,同时光伏技术的日益成熟让其利用成本迅速下降,光伏太阳能已成为各国能源结构改革中必不可少的布局方向。据国际能源署(IEA)统计,2021年全球累计光伏装机量已经超过942GW,新增光伏装机量超过175 GW。
 
2000-2021年全球各国光伏装机量变化
(图源:IEA PVPS)
 
但光伏发电受随机因素影响较大,如太阳能辐射强度、电池组件温度、天气云层等,具有明显的波动性和间歇性,发电量和输出功率也具有较大的随机性,如果接入电网会引发一系列的安全和管理问题。
 
为提高光伏电站的建设质量和运营效率,我国涌现了一批将物联网等新一代信息技术与光伏产业深度融合的先行者,对光伏发电的关键环节进行智能化管理,孵化了先进的数字能源技术解决方案。这其中,逆变器因承担将光伏设备的直流电压转化成正弦交流电电流波形的任务,成为了发电器和公共电网之间连接和同步的关键节点。
 
对逆变器进行智能化管理的基础是实现相关设备的联网和数据采集,而汉枫科技早在十年前就已做出长远的战略部署,瞄准该产业并着手技术储备。提起汉枫科技,业内人士可能会第一时间想到其在智能家居和智能照明领域的积累,但值得一提的是,经历了中国光伏产业发展的关键时期,如今的汉枫科技已成为国内光伏储能联网模块的最大供应商。

抢先十几年 押注“小齿轮”


中国的光伏产业起始于2002年,当时国内没有规模化的项目,以太阳能路灯、离电网站等产品为主,国内的需求占比约为1%,而供给甚至不足1%。彼时,国内光伏行业的多数玩家只是做原材料和组件的“搬运工”——将进口硅片加工为组件出口到欧美。
 
这种状况直到2007年终于有了转变,国内光伏制造商产能建设明显提速,装机量随之上升。在随后近五年时间里,中国光伏制造商的组件出货量全球占比达到了45%,占领了主导地位。

(图源:CPIA)
 
但在2011年,中国光伏产业遭遇了瓶颈期,产能过剩问题凸显,行业利润下降,整体发展近乎停滞。同时,美国商务部针对中国光伏产品的“双反”正式立案,中国14家光伏企业联合抗辩。内忧外患之下,中国的光伏企业逐渐认清这其实是注定的危机,核心技术缺位、产能过剩、国际市场依赖严重等问题沉珂已久,国际光伏补贴的下降只是牵一发而动全身的诱因。
 
2012年,工信部发布的《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》中指出了当时光伏发电存在的适应性问题,除了经济性制约的成本问题外,关键挑战在于并网运行管理的机制不够完善。落实到光伏发电的具体环节而言,要求厂商在各环节的效率、成本、稳定性等方面做出整体性优化。
 
这也是汉枫科技入局光伏联网模块的关键时间节点。在长期深入考察了光伏行业的发展和痛点之后,汉枫科技瞄准连接初始电源和电网的光伏逆变器,研发出了第一款通讯性能稳定、抗干扰能力强、配合光伏逆变器的Wi-Fi模块产品。
 
为保证电力系统的稳定运行,光伏逆变器必须集成电网监控和保护、系统检测和控制等功能。同时,光伏并网发电稳定性、可靠性、安全性与系统发电效率和企业经济效益息息相关。这表示,得到逆变器的实时信息尤为关键。
 
汉枫科技为此推出的第一款Wi-Fi模块恰是利用物联网技术,推进智慧能源管理体系搭建的一环。汉枫科技的数据采集单元可采集光伏组件发电并网或存能的多项数据,并将数据通过Wi-Fi、4G、以太网等传输至云端,用户可通过App实时监控发电状态与收益等。
 


基于在光伏逆变器领域多年的研发经验,汉枫科技开发了一系列光伏逆变器的特殊规格Wi-Fi、BLE模块,支持工业级别高低温,并通过全球各项认证,是国内最大的Wi-Fi、以太网模块供应商,月出货达到百万级,其核心客户涵盖无锡英臻科技、固德微、锦浪、德业、格瑞瓦特等头部平台商和逆变器制造商。

“小齿轮”制动智慧电网


中国光伏行业协会统计数据表明,我国光伏产业在全球市场上的占有率从2010年的40%上升到2020年的近70%,这表示中国在10年间成为了全球光伏产业链所有环节最重要的参与者。我国能源局指出,要着力发展能源互联多元化、规模化,初步形成能源互联网产业体系,以驱动经济增长,在生产端鼓励智能光伏电厂等设施的建设。
 
智能化管理的第一步必然是联网。光伏产业对无线模块的要求极高,因光伏组件工作环境温度较高,对于搭载的模块也提出了严苛的要求,不仅要耐高温,同时要具备极强的联网稳定性,设备联网上线率要达到100%。
 
 
这也是光伏产业与汉枫科技传统强势的智能家居领域最显著的差异。对很多消费者而言,购买智能家居产品可能只是图个新鲜,对很多智能化功能属于被动接受而不是主动刚需,这也解释了为什么国内主流的云平台统计智能产品的联网上线率不足20%。而光伏和能源相关,用户非常关注,一旦出现配网失败或设备离线的情况,必然引起投诉。
 
由于入场较早,国内当时并没有满足类似条件的产品可供参考,汉枫科技只能通过大量的实测不断试错,将不同型号的芯片在电子产品环境恶劣的高低温箱长期联网,找出符合工作环境的产品。如今,汉枫科技研发的产品已达到-40至105度的工业级标准,甚至在向军用级标准靠拢,实测时可在115-120度条件下长期稳定联网。
 
此外,汉枫科技在硬件上保证器件寿命至少8年,并配备外围独立看门狗芯片、掉电复位芯片、安全加密芯片保证数据稳定、安全传输。在软件方面同样如此,汉枫科技的联网模块不仅具备flash数据双备份、固件双备份的功能,还能够在网络断线时快速回连,可让用户在web配网、蓝牙配网、AP配网多种配网机制中任意选择。即使在外部环境导致通讯故障的情况下,本地离线数据存储也可保证数据完整,实现7x24小时全时间段覆盖。
 
光伏监控行业全国排名第一英臻科技联合汉枫科技成功解决过光伏系统客观条件受限引发的问题。因为太阳能光伏硬件系统复杂,其组件大规模串联安装时,单一组件故障会导致联动性异常,所以需要对成百上千的太阳能组件进行多项数据的及时监控。
 
为解决上述问题,汉枫科技选择蓝牙模块作为通讯系统的硬件,制定了私有化MESH组网软件架构,在太阳能功率优化器中集成蓝牙芯片,省略入网过程,通电即可入网,完成安装区域内所有组件的数据采集和传输工作。亮眼的是,这种方案仅需要增加一颗蓝牙芯片,无需额外安装部署工程,是成本较低的解决方案。
 
在我国构建综合智慧能源管理体系的初级阶段,面对管理数据复杂、安全系数低等问题,汉枫科技历经十年打磨提供了三类解决方案,包括物联模块、物联设备和云端服务,为提高太阳能光伏产业智能化水平打开数据通路。汉枫科技甚至还组建了专门服务于太阳能光伏的技术团队,对现存的云网平台数据协议对接方面有很强的经验优势。


智能光伏,未来可期


太阳能光伏产业方兴未艾,在政策利好之下,我国光伏产业确定了“集中式+分布式”双驱发展路径。国家能源局数据显示,2019年至2021年我国分布式光伏新增装机量占比分别为40.5%、32.2%和53.3%。2022年一季度分布式光伏新增装机量8.87GW,同比增长192%,占全国新增装机总量的67%,累计装机规模已超115GW。
 
截至2022年3月底各地区累计光伏发电装机(万千瓦)及占本地区总装机比重
(图源:全国新能源消纳监测预警中心)
 
分布式光伏的发展是对电网消纳能力的一次大考。现阶段,已有个别地区出现了输变电容不足、节假日调峰消纳困难等问题。为使分布式光伏大规模并网,有地区开始探索分布式光伏就近消纳和全网电力平衡的解决方案,这类方案离不开光伏系统数据实时性上传这一步骤。
 
汉枫科技在分布式太阳能光伏方面已抢先布局。紧扣降本增效这一关键词,汉枫科技以MESH扩大单个AP覆盖设备数量,使路由器成本进一步降低,提升了分布式光伏联网的性价比。
 
中国光伏行业协会数据显示,2022年1-2月,我国光伏组件出口量约21.9GW,同比增长65%。不难设想,产业上下游的进出口流动在短时间内增速不会减缓,这对于汉枫科技这类垂直模组生产商来说同样是出海的机遇。
 
总而言之,经过多年的发展,光伏产业已经成为我国可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的战略性新兴产业,而智能光伏也将成为我国数字经济发展的一张崭新名片和推动我国能源变革的重要引擎。



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