2020年是“十三五”規(guī)劃的收官之年，對(duì)于正在政策“換擋”中逐漸邁向“平價(jià)時(shí)代”的光伏行業(yè)，也是具有“節(jié)點(diǎn)”意義的一年。從長遠(yuǎn)視角來看，隨著“十四五”的到來，光伏從補(bǔ)充能源轉(zhuǎn)向替代能源的步伐也將加速，行業(yè)發(fā)展將面臨更多機(jī)遇，光伏發(fā)電在各領(lǐng)域應(yīng)用將逐步深入。
光伏+5G通信
新能源電站中應(yīng)用了大量的通訊線纜、數(shù)據(jù)采集器、光纖交換機(jī)、本地監(jiān)控等設(shè)備，成本高，可靠性面臨著挑戰(zhàn)。隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展，其高數(shù)據(jù)速率、延遲少、節(jié)能、系統(tǒng)容量大和支持大規(guī)模設(shè)備連接等特性，可減少新能源電站的控制路徑，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,光伏企業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型的進(jìn)程將大大提速。
據(jù)悉，2020年至2022年是5G建設(shè)的投資高峰期，運(yùn)營商的資本開支將逐步上揚(yáng)以建設(shè)基本覆蓋全國的5G商用網(wǎng)絡(luò)。但隨之而來的是，升級(jí)改造的5G基站大部分需要新報(bào)裝電，設(shè)備功耗大，耗電量將是4G基站的數(shù)倍。5G作為通訊信號(hào)，可以滿足目前光伏設(shè)備所需要的信號(hào)傳輸，光伏電站日常運(yùn)維也可通過5G高效實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，就需要光伏與其進(jìn)行完美互補(bǔ)。
“一種基于5G的智能化光伏發(fā)電系統(tǒng)”，通過5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)新能源光伏電站的設(shè)備互聯(lián)，對(duì)故障點(diǎn)的精準(zhǔn)定位和監(jiān)控，提高運(yùn)維效率、可靠性，減少運(yùn)維時(shí)間，降低運(yùn)維成本。該系統(tǒng)包括構(gòu)成電力輸送線路的光伏組件、逆變器、交流匯流箱配電柜和云平臺(tái)，各個(gè)5G終端、云平臺(tái)與5G通訊基站構(gòu)成5G通訊網(wǎng)絡(luò)。
各個(gè)5G終端分別將光伏組件、逆變器、交流匯流箱與配電柜中的數(shù)據(jù)信息通過5G通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給云平臺(tái)。云平臺(tái)對(duì)獲得數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控、并通過5G終端對(duì)各個(gè)光伏組件、逆變器、交流匯流箱與配電柜進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。實(shí)現(xiàn)了電站組件的監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)問題組件進(jìn)行快速隔離和關(guān)斷等功能，緊急狀況下隔離和斷開系統(tǒng)所有組件和設(shè)備，系統(tǒng)更安全。云端通過算法對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析、優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了5G通訊網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。
光伏+制氫
氫是一種可以長時(shí)間存儲(chǔ)并遠(yuǎn)距離輸運(yùn)的高品質(zhì)能源，已經(jīng)成為燃料電池汽車以及熱電聯(lián)產(chǎn)等多種應(yīng)用場景的首選燃料。未來的氫氣供應(yīng)系統(tǒng)有望從化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源，從而實(shí)現(xiàn)全生命周期完全零碳。關(guān)鍵的問題是事后的儲(chǔ)存、運(yùn)輸如何攻關(guān)。
光伏制氫是指利用生產(chǎn)氫氣的系統(tǒng)，有光分解制氫，太陽能發(fā)電和電解水組合制氫系統(tǒng)。太陽能制氫是近30～40年才發(fā)展起來的。到目前為止，對(duì)太陽能制氫的研究主要集中在熱化學(xué)法制氫、光電化學(xué)分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。光伏制氫不僅代表著氫能產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展方向，還將在一定程度上解決光伏發(fā)展之困，更有望在未來幾年內(nèi)成為新能源領(lǐng)域的一個(gè)新風(fēng)口。
在光照資源豐富的地區(qū)，利用光伏發(fā)電產(chǎn)生的電力進(jìn)行氫氣制備，然后將制取的“綠氫”通過管道或?qū)Ｓ密囕v、船只運(yùn)輸?shù)绞褂玫?，這便是光伏制氫產(chǎn)業(yè)的大致流程?，F(xiàn)在，電網(wǎng)的成本占1塊錢，電網(wǎng)交流的設(shè)備占1塊錢，如果在西部光照好的地方，通過電力的轉(zhuǎn)換裝置直接制氫，10MW的光伏電站每天可以制造10萬立方米的氫氣。
目前，光伏制氫產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)逐漸升溫，被視為未來新能源最具潛力的發(fā)展方向之一，去年年底，國內(nèi)首個(gè)太陽能燃料生產(chǎn)示范工程在蘭州新區(qū)精細(xì)化工園區(qū)落地。該項(xiàng)目由光伏發(fā)電、電解水制氫、二氧化碳加氫合成甲醇三大系統(tǒng)單元組成，主要用太陽能等可再生能源進(jìn)行電解水制氫，然后二氧化碳加氫合成甲醇，實(shí)現(xiàn)甲醇重整制氫和氫燃料電池在重卡等商用車上的技術(shù)應(yīng)用。總投資高達(dá)1.41億元。
相較于氫能產(chǎn)業(yè)的落后，我國在發(fā)展可再生能源制氫方面有著一定的優(yōu)勢，強(qiáng)大的光伏、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)為可再生能源制氫提供了重要保障。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的白皮書顯示，到2050年，我國可再生能源電解制氫將占?xì)錃夤?yīng)結(jié)構(gòu)的70%。盡管產(chǎn)業(yè)前景可期，但目前氫氣的存儲(chǔ)、運(yùn)輸以及電解水過程中的技術(shù)難關(guān)仍待突破。只有隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可再生能源制氫才能滿足商業(yè)化的需求，成為我國能源供應(yīng)的又一生力軍。
