如果要問2022年最有潛力的物聯網細分行業有哪些?智能光伏一定榜上有名。
2022年伊始,工信部便聯合住建部、交通運輸部、農業農村部、國家能源局共同發布了《智能光伏產業創新發展行動計劃(2021-2025年)》,為產業發展增添強勁動力。而華為重磅成立智能光伏軍團,并定下2022年收入200億元,2023年收入300億元的“小目標”,更是讓智能光伏的市場空間受到廣泛關注。
智能光伏在2022年的爆發有點兒厚積薄發的意味——如今,國際能源結構正向著低碳化、數字化和多元化方向加速轉型。在諸多新能源中,太陽能具備綠色清潔、資源儲備豐富等無可比擬的先天優勢,同時光伏技術的日益成熟讓其利用成本迅速下降,光伏太陽能已成為各國能源結構改革中必不可少的布局方向。據國際能源署(IEA)統計,2021年全球累計光伏裝機量已經超過942GW,新增光伏裝機量超過175 GW。
2000-2021年全球各國光伏裝機量變化
(圖源:IEA PVPS)
但光伏發電受隨機因素影響較大,如太陽能輻射強度、電池組件溫度、天氣云層等,具有明顯的波動性和間歇性,發電量和輸出功率也具有較大的隨機性,如果接入電網會引發一系列的安全和管理問題。
為提高光伏電站的建設質量和運營效率,我國涌現了一批將物聯網等新一代信息技術與光伏產業深度融合的先行者,對光伏發電的關鍵環節進行智能化管理,孵化了先進的數字能源技術解決方案。這其中,逆變器因承擔將光伏設備的直流電壓轉化成正弦交流電電流波形的任務,成為了發電器和公共電網之間連接和同步的關鍵節點。
對逆變器進行智能化管理的基礎是實現相關設備的聯網和數據采集,而漢楓科技早在十年前就已做出長遠的戰略部署,瞄準該產業并著手技術儲備。提起漢楓科技,業內人士可能會第一時間想到其在智能家居和智能照明領域的積累,但值得一提的是,經歷了中國光伏產業發展的關鍵時期,如今的漢楓科技已成為國內光伏儲能聯網模塊的最大供應商。
搶先十幾年 押注“小齒輪”
中國的光伏產業起始于2002年,當時國內沒有規模化的項目,以太陽能路燈、離電網站等產品為主,國內的需求占比約為1%,而供給甚至不足1%。彼時,國內光伏行業的多數玩家只是做原材料和組件的“搬運工”——將進口硅片加工為組件出口到歐美。
這種狀況直到2007年終于有了轉變,國內光伏制造商產能建設明顯提速,裝機量隨之上升。在隨后近五年時間里,中國光伏制造商的組件出貨量全球占比達到了45%,占領了主導地位。
(圖源:CPIA)
但在2011年,中國光伏產業遭遇了瓶頸期,產能過剩問題凸顯,行業利潤下降,整體發展近乎停滯。同時,美國商務部針對中國光伏產品的“雙反”正式立案,中國14家光伏企業聯合抗辯。內憂外患之下,中國的光伏企業逐漸認清這其實是注定的危機,核心技術缺位、產能過剩、國際市場依賴嚴重等問題沉珂已久,國際光伏補貼的下降只是牽一發而動全身的誘因。
2012年,工信部發布的《太陽能光伏產業“十二五”發展規劃》中指出了當時光伏發電存在的適應性問題,除了經濟性制約的成本問題外,關鍵挑戰在于并網運行管理的機制不夠完善。落實到光伏發電的具體環節而言,要求廠商在各環節的效率、成本、穩定性等方面做出整體性優化。
這也是漢楓科技入局光伏聯網模塊的關鍵時間節點。在長期深入考察了光伏行業的發展和痛點之后,漢楓科技瞄準連接初始電源和電網的光伏逆變器,研發出了第一款通訊性能穩定、抗干擾能力強、配合光伏逆變器的Wi-Fi模塊產品。
為保證電力系統的穩定運行,光伏逆變器必須集成電網監控和保護、系統檢測和控制等功能。同時,光伏并網發電穩定性、可靠性、安全性與系統發電效率和企業經濟效益息息相關。這表示,得到逆變器的實時信息尤為關鍵。
漢楓科技為此推出的第一款Wi-Fi模塊恰是利用物聯網技術,推進智慧能源管理體系搭建的一環。漢楓科技的數據采集單元可采集光伏組件發電并網或存能的多項數據,并將數據通過Wi-Fi、4G、以太網等傳輸至云端,用戶可通過App實時監控發電狀態與收益等。
基于在光伏逆變器領域多年的研發經驗,漢楓科技開發了一系列光伏逆變器的特殊規格Wi-Fi、BLE模塊,支持工業級別高低溫,并通過全球各項認證,是國內最大的Wi-Fi、以太網模塊供應商,月出貨達到百萬級,其核心客戶涵蓋無錫英臻科技、固德微、錦浪、德業、格瑞瓦特等頭部平臺商和逆變器制造商。
“小齒輪”制動智慧電網
中國光伏行業協會統計數據表明,我國光伏產業在全球市場上的占有率從2010年的40%上升到2020年的近70%,這表示中國在10年間成為了全球光伏產業鏈所有環節最重要的參與者。我國能源局指出,要著力發展能源互聯多元化、規模化,初步形成能源互聯網產業體系,以驅動經濟增長,在生產端鼓勵智能光伏電廠等設施的建設。
智能化管理的第一步必然是聯網。光伏產業對無線模塊的要求極高,因光伏組件工作環境溫度較高,對于搭載的模塊也提出了嚴苛的要求,不僅要耐高溫,同時要具備極強的聯網穩定性,設備聯網上線率要達到100%。
這也是光伏產業與漢楓科技傳統強勢的智能家居領域最顯著的差異。對很多消費者而言,購買智能家居產品可能只是圖個新鮮,對很多智能化功能屬于被動接受而不是主動剛需,這也解釋了為什么國內主流的云平臺統計智能產品的聯網上線率不足20%。而光伏和能源相關,用戶非常關注,一旦出現配網失敗或設備離線的情況,必然引起投訴。
由于入場較早,國內當時并沒有滿足類似條件的產品可供參考,漢楓科技只能通過大量的實測不斷試錯,將不同型號的芯片在電子產品環境惡劣的高低溫箱長期聯網,找出符合工作環境的產品。如今,漢楓科技研發的產品已達到-40至105度的工業級標準,甚至在向軍用級標準靠攏,實測時可在115-120度條件下長期穩定聯網。
此外,漢楓科技在硬件上保證器件壽命至少8年,并配備外圍獨立看門狗芯片、掉電復位芯片、安全加密芯片保證數據穩定、安全傳輸。在軟件方面同樣如此,漢楓科技的聯網模塊不僅具備flash數據雙備份、固件雙備份的功能,還能夠在網絡斷線時快速回連,可讓用戶在web配網、藍牙配網、AP配網多種配網機制中任意選擇。即使在外部環境導致通訊故障的情況下,本地離線數據存儲也可保證數據完整,實現7x24小時全時間段覆蓋。
光伏監控行業全國排名第一英臻科技聯合漢楓科技成功解決過光伏系統客觀條件受限引發的問題。因為太陽能光伏硬件系統復雜,其組件大規模串聯安裝時,單一組件故障會導致聯動性異常,所以需要對成百上千的太陽能組件進行多項數據的及時監控。
為解決上述問題,漢楓科技選擇藍牙模塊作為通訊系統的硬件,制定了私有化MESH組網軟件架構,在太陽能功率優化器中集成藍牙芯片,省略入網過程,通電即可入網,完成安裝區域內所有組件的數據采集和傳輸工作。亮眼的是,這種方案僅需要增加一顆藍牙芯片,無需額外安裝部署工程,是成本較低的解決方案。
在我國構建綜合智慧能源管理體系的初級階段,面對管理數據復雜、安全系數低等問題,漢楓科技歷經十年打磨提供了三類解決方案,包括物聯模塊、物聯設備和云端服務,為提高太陽能光伏產業智能化水平打開數據通路。漢楓科技甚至還組建了專門服務于太陽能光伏的技術團隊,對現存的云網平臺數據協議對接方面有很強的經驗優勢。
智能光伏,未來可期
太陽能光伏產業方興未艾,在政策利好之下,我國光伏產業確定了“集中式+分布式”雙驅發展路徑。國家能源局數據顯示,2019年至2021年我國分布式光伏新增裝機量占比分別為40.5%、32.2%和53.3%。2022年一季度分布式光伏新增裝機量8.87GW,同比增長192%,占全國新增裝機總量的67%,累計裝機規模已超115GW。
分布式光伏的發展是對電網消納能力的一次大考。現階段,已有個別地區出現了輸變電容不足、節假日調峰消納困難等問題。為使分布式光伏大規模并網,有地區開始探索分布式光伏就近消納和全網電力平衡的解決方案,這類方案離不開光伏系統數據實時性上傳這一步驟。
漢楓科技在分布式太陽能光伏方面已搶先布局。緊扣降本增效這一關鍵詞,漢楓科技以MESH擴大單個AP覆蓋設備數量,使路由器成本進一步降低,提升了分布式光伏聯網的性價比。
中國光伏行業協會數據顯示,2022年1-2月,我國光伏組件出口量約21.9GW,同比增長65%。不難設想,產業上下游的進出口流動在短時間內增速不會減緩,這對于漢楓科技這類垂直模組生產商來說同樣是出海的機遇。
總而言之,經過多年的發展,光伏產業已經成為我國可以同步參與國際競爭、并有望達到國際領先水平的戰略性新興產業,而智能光伏也將成為我國數字經濟發展的一張嶄新名片和推動我國能源變革的重要引擎。