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  • 华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    在“碳中和”时代,光伏正在日渐成为能源舞台的主角。

    我们知道,想要实现“碳中和”目标就需要降低能源带来的碳排放。而在能够实现这个目标的能源体系中,水电、风电受到环境限制较强,而氢能、核聚变为代表的下一代能源体系还不够成熟。这种情况下,无所不在、取之不尽的太阳能就成为寄托人类“碳中和”梦想的主要能源体系。

    根据国际能源署对外公布的预测,太阳能很可能在五年内将超过煤炭。到2025年初,可再生能源总体上将成为全球最大电力来源;从2022年至2027年全球新增可再生能源装机容量将实现翻倍。

    站在舞台中央的光伏,迎来了无尽的期待,也迎接着各种各样的疑问。在今天,光伏技术与产业是否还有上升空间?人类能否迎来以光电为主的新能源时代?刚刚,华为为我们带来了新的答案。

    华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    2022年12月23日,华为数字能源智能光伏业务总裁陈国光发布了智能光伏十大趋势。这些趋势综合了第三方国际组织所发布报告、咨询机构与业内公司的预测,通过建模分析形成最终判断,为光伏产业转型升级提供一些参考。

    或许可以这么说,关于智能光伏发展,你想了解的未来就在这十大趋势当中。

    光伏如何才能继续前进?

    光伏产业的发展,在近些年受到了全球的关注。关于光伏我们听到了非常多令人激动的故事。在这种情况下,光伏还能够向前一步,甚至抵达成为主要能源的目标吗?

    围绕这个问题,我们必须先了解还有关于光伏的问题没有解决。

    比如说,分布式光伏装机量在2021年已经占据光伏总装机容量的47%。如何应对分布式光伏的运维、管理,以及并网难题,正成为产业各界的考验。

    光伏电站的规模越来越大,且大多数处于高海拔的隔壁、沙漠,甚至近海地区。这些光伏电站如何克服环境难关,实现有效的管理与调度?

    随着新能源占比不断提升,光伏发电给电网稳定性带来的冲击越来越大。这个问题应该如何化解?

    华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    随着光伏产业不断发展,光伏与储电系统的安全事故时有发生。如何进一步提升光伏的安全性?

    以及最重要的,如何才能进一步降低光伏度电成本,让大众用到清洁、经济、稳定的新能源发电?

    凡事有问题才会有解法,有挑战才会有机会。这些难关依旧存在,证明光伏产业依旧机会颇多。而华为发布的智能光伏十大趋势,一一点透了未来如何攻克这些难关。

    为了帮助大家理解,我们将十大趋势总结成了四个关键字——发、储、安、智。

    发:光伏前进的核心动力

    如何实现成本更低、效率更高的光伏发电,是光伏产业推进的主要路径。围绕光伏发电,产业不仅需要发电效率,同时需要增大光伏密度,提升单位产能。另一方面,更加灵活可控的光伏发电将成为未来产业刚需。基于此,我们可以看到十大趋势中有三点涉及发电侧。

    趋势一:光储发电机

    光伏发电对电网的冲击是核心问题,光储一体化发电可以通过构网型储能技术,降低新能源对电网的冲击,提升新能源消纳能力。面向未来,通过光储融合+Grid Forming 技术,打造智能光储发电机,可以改变新能源控制模式,从电流源型控制转为电压源型控制,极大提升光伏发电的可控性。

    华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    趋势二:高密高可靠

    面向未来,光伏电站持续向大功率、高可靠的发电能力前进,是产业的大势所趋。而这离不开材料科学、散热技术、工程技术等多种维度技术的升级。在安全可控的前提下提升光伏密度,降低光伏对电站面积的依赖,是未来的主要发展路径之一。

    趋势三:组件级电力电子(MLPE)

    光伏正向着更安全,智能化发展。而组件级电力电子器件(Module-Level Power Electronics, MLPE)是光伏进一步提升智能化与安全能力的基础。未来,光伏系统中会出现大量对光伏组件进行精细化控制的电力电子设备,包括微型逆变器、功率优化器和关断器,组件级发电、监控和安全关断等等。

    光储一体、高密高可靠,以及大量电力电子器件的加入,将为我们勾勒出强大的光伏发电网络。

    储:光伏并网的“定海神针”

    仅仅产生能量还不够,更重要的是要能够能量进行有效地留存与保管,而这也恰好是光伏的弱项与挑战。一方面,光伏发电留存率较低,留存成本大;另一方面,并网安全性、稳定性的问题始终萦绕在光伏身旁。为此,四个关于储能的发展趋势可以有效应对。

    趋势四:组串式储能

    储能的管理问题,需要用智能化、模块化的方式来解决,而组串式储能架构就可以将储能系统的管理水平提升到新高度。智能组串式储能解决方案是将数字信息技术与光伏、储能技术进行跨界融合,极大概率将成为未来光伏储能的主要发展思路。

    华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    趋势五:电芯级精细管理

    为了提升储能的管理水平,光伏储能的管理精度需要不断精细化。而这就需要将储能系统的管理颗粒度将从电池簇级、电池包级延伸到电芯级正如光伏系统向组件级电力电子(MLPE)发展一样,锂电池储能系统也一定会朝着更小的管理颗粒度进发。因为只有针对电芯开展精细化管理,才能更有效地应对光伏储能的效能与安全问题。

    趋势六:“光储网”融合

    为了应对光伏的并网难题,最直接的方式就是数字技术实现光伏、储能与电网之间高效协同,让电能发、输、配、用灵活调度。

    华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    这些储能发展趋势,将有效解决光伏能源留存、并网的核心难题,成为光伏产业的“定海神针”。

    安:新能源时代的守护之盾

    随着光伏越来越多走向屋顶、田间,人们对光伏安全的重视也越来越高。如何提升光伏发展的安全能力,十大趋势中也给出了答案。

    趋势七:重构极致安全

    光伏发电、并网、储能是一个整体,因此光伏安全问题也必须纳入整体中进行考量。只有依靠电力电子、热管理、数字等多种技术充分融合,才能重构光储系统安全尤其是在工商业与户用光伏,比如说屋顶光伏、园区光伏等领域,由于事关民众的生命财产安全,因此更需要站在全场景、全链路的角度,对光伏安全进行系统化、整体性的升级。

    华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    趋势八:安全可信

    在未来,每台光伏发电机都将是信息化、数字化的设备。而这就要求产业在发展光伏本身安全的同时,考虑光伏的信息安全与系统安全。一旦出现外部网络攻击、系统劫持等问题,对于光伏乃至能源系统的损害是难以估量的。

    多角度、全方位地思考安全问题,提升安全能力,正在成为光伏未来之路的守护者。

    智:通往未来的金钥匙

    光伏如何通往未来?就像我们的社会、经济发展需要高度依靠数字技术、智能技术一样,光伏的未来发展也必然与数字化、智能化息息相关。十大趋势的最后两条,展现了光伏全面数字化,以及高饱和度容纳AI技术的发展前景。

    趋势九:全面数字化

    根据相关预测,到2027年将有95%以上电站实现全面数字化,光伏电站作为新能源代表,当然也是如此。传统意义上的光伏,有大量哑巴设备与孤岛建设模式。这给光伏的运维管理、能效提升带来了巨大挑战。将5G,物联网,云计算,传感技术和大数据等先进的数字化技术全面融入光伏,可以最终实现用“比特”管理“瓦特”的。让光伏走向“发-输-储-配-用”全链路的可视、可管、可控。

    华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    趋势十:AI增效

    AI技术带来的降本提效价值正在各行业中铺开,光伏产业也是如此。未来,AI技术将在光伏电站的全生命周期中广泛应用,从而在制造、建设、运维、优化、运营等领域发挥不可替代的作用。比如说,光伏板制造企业可以使用基于AI技术的质检能力,将组件产线效率可提升至少10%。

    数字化、智能化技术,是光伏通往未来的金钥匙,也是光伏其他能力升级、产业转型的最佳助手。

    结束语:光伏华舞依旧

    通过十大趋势的发布与解析,我们可以看到,今天光伏产业并非已经达到了平稳、缓慢的发展周期。而是依旧有核心挑战亟待解决,同时解决这些难点将带来巨大的价值回馈。整理十大趋势,我们可以得出三点核心经验:

    1.依靠光伏,打通新能源成为主要能源的道路是可靠的,并且其成绩还会不断提升。

    2.在发电、储能、安全等众多领域,光伏产业依旧爆发着巨量的产业机会,值得业界进行关注和投入。

    华舞依旧,未来不远:智能光伏十大趋势告诉我们什么?

    3.数字化与电力电子技术,将成为未来光伏发展的主航道。智能光伏时代已经不远。

    无论如何,今天的光伏依旧站在舞台中央,迎接着聚光灯的犀利。他依旧年轻,依旧充满活力——光与电的华舞,还在继续。

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