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国电光伏有限公司总工程师 吴协祥
吴协祥：首先非常感谢中国机械工业联合会的邀请，关于智能化未来得发展是一场革命，这场革命力量有多大大家逐步来看。产业里面智能化在今年包括华为到今天拿到了大量的订单，他也对产业产生了很大的冲击。智能化早在三四年前从国外逐步成熟起来，当然没有完全成熟。所以我今天要讲的是一个比较系统的智能化的一个解决方案的思路。在这之前从今天早上各位专家的介绍到刚刚CQC专家的介绍我觉得很系统，很深入。我这里早上一边听了，做了一些记录。我先介绍一下本身从半导体做了十来年，然后做太阳能六七年。对这个产业的发展，一边做着，一遍又很多的思考。无论是从标准的制定，早上也有咱们的对标准的一些思路介绍我觉得很庞大，我有一些建议后面讲一下。
一个就是标准的大而全是很难一下子做好，我觉得应该要专业细化一些。早上有人提问，你这样一些标准的测试问到跟他的监控，这是两件事。标准只是一个宏观的检测，包括刚刚所谓第三方的监造都不能完全代表质量，这一点我要特别提醒大家。无论是第三方像TUVB产品都是宏观的检测，所谓宏观就是你微观的质量还是要靠你自己本身的体系去实现。你微观如何进行监控，靠你系统本身的技术做到的。早上提到PR值测量标准有很多细节，下来大家有兴趣可以跟我一起深入一点探讨。
早上发改委李主任提到光伏产业他认为已经是一个成年了，当然我觉得大部分从李主任观点来说搞宏观的，我们都非常的认同，而且高屋建瓴。我认为这个产业从技术实现的状态来讲还是一个小少年而已，有大量的工作需要我们去做，我后面会展开讲。到今天为止，过去大家关注的都是国家的政策支持、资金、技术本身的发展标准、保险等等。我今天的主题可能是围绕更多的是25年安全发电量，质量和可靠性、运维和智能电网这五个部分组成的智能解决方案。回头了解一下对光伏整个产业来讲真正的挑战在哪里？关健词是什么？是25年。包括我们应该讲我大概三年前开始在行业里面偶尔出来跟大家交流交流，早期的时候出来交流讲质量几乎只有我一个人，我印象很深刻。到现在就像今天大概有一半以上的人都在讲质量，这是我看到的巨大的进步。我们光伏产业质量怎么认知，大家都忽略了。光伏产业的质量是动态的质量，不是静态的质量。在座各位包括早上很多专家提到很多的检测的方法，我可以一句话告诉大家，全部都是静态质量的做法，还没有进入一个动态质量去看到一个验证的产品25年。
我这个题目就是叫不治而非智能不投资，是从投资的角度来的。现在每次的会议越来越多的是投资人会关注这个产业，这是好事情。但是你持币待购，我认为这是正确的。我们很希望资本能进来，这个产业里面缺钱。产业圈外并不是真正的缺钱，他们很多人看不懂，这是对，他们对真相了解不够。关健词25年，这里面25年你的安全性，发电量怎么保证，可靠性怎么保证，运维怎么完成，这些问题解决不了，你投资风险太大。
实现25年的焦点问题，其中就是要有一些智能的方法，我这里简要分为几个部分，第一从智能的概念引下去。到了今天，是逐步进入真正智能化的时代。想想其实20世纪中期开始才有了大规模集成电路，有了计算机，有了手机，飞机不仅上天，也上太空等等，都是基于智能化的解决方案的完成。第三次工业革命讲了我个人的理解，也跟我们一本书《第三次工业革命》我觉得很一致，我引用它的第三次工业革命是能源互联网的时代。这个概念很高，但是它的内核是以集成电路为核心，集合可再生能源。把传统集中式的经营活动逐步过度到智能分散式的经营活动。我们初中学过关于政策经济学里面一些概念，是技术水平决定了我们的生产水平，生产水平决定了生产关系，生产关系进一步决定了上层建筑。最后整个国家甚至全世界只要你的技术水平朝着这个方向发展的程度越高，你也要做分散的统治。技术角度要理解技术对产业带来的冲击。
从光伏产业来讲不仅是光伏，也包括其他的能源，所以能源互联网这是多种新的技术的结合，就会带来第三次工业革命。我们看细的部分，从太阳能的整个产业链来说，从各种部件到运输、生产到设计、安装、运维，所有环节全部都充满了风险。你只解决其中任何一个部分或者是几个部分都不够，缺一不可。怎么样解决这个问题？我先把各个问题点总结为三类问题，一个是发电量的保证问题，第二是可靠性的问题，一类是运维的问题。发电量的问题主要分为六大类，第一个问题最突出就是串并联失配引起的木桶效应。第二是PID问题，25年来看这个会逐步衰减，是不均匀的。这样的衰减结合又是一种串联的结构，更加放大他对整个发电站的影响。第三是设计不良、材料不良等等。这种串联在底层串联的结构是整个光伏电站的基础结构，在这个结构底下任何一个组件甚至任何一片电池，因为组件内电池也是串联的。每一串有22块组件，1320个发电单元，无论是受到外部的灰尘的影响甚至一滴水滴，都会带来你的发电量的损失。内部的衰减都会带来损失，单一电池片的损失在串联都会放大到1320个电池片的木桶效应。这个影响会超乎想象，解决这个影响，发电量的提升大家可以想象得当吗。我在家的屋顶做了十个月的对比，差异可以达到25%以上的发电能力的差异。80%的PR值里面各种失配损失、衰减损失等等的计算，数据基本上是对得。对在哪里？是对在一个理想的电站的时候，这个世界上包括国外没有任何一个电站是理想的。事实上真正的发电损失比80%这样的状况要差很多。更不要说我们刚刚现在才两三年的运行，有25年，这25年里后面的损失80%绝对达不到。大概60、70%已经算不错了。怎么从60%提高到80%，解决方案一定是智能化。
第二类刚刚提到了PID和LID，这些不细讲，这些都没有彻底的解决。PID有一些有效的方法，LID有一个固有的特性，除非你改变里面成分。另外设计的不良，有时候难以避免。电线的影响，材料不良，总是偷工减料，本身就会造成问题。施工问题，国电有做1.5GW以上，国内有很多公司做的量不少。我可以给一个大概的数据，电站本身系列问题来讲90%甚至95%以上是安装的问题、施工的问题。我们在生产线上轻拿轻放的每一个组件产品都可能会发生说，我们做过很多实验，轻轻一抬里面都有隐裂。到现场去不压说轻轻推，压的，拉的，踩的坐的都有，相当普遍。怎么看待整个产业质量的风险，最最重要就是在施工上，他会持续两三年以后爆发。十年以后爆发会属于你的材料问题。北京本来雾霾是比较严重，推分布式是最用力，安装量很少，雾霾对他的影响也是恶性循环。
第二个问题是可靠性的问题，发电量和可靠性也是密切相关。要专门讲，你看发电量最贵是当下已经看到了，影响你长远的发电量是你的可靠性。第一是热斑、设计、材料、工艺、施工、运维、如果是分布式，你的屋顶的寿命问题。热斑最常见，这个问题怎么解决？热斑的发生是持续的过程。这个问题要根本性的解决在哪里，我认为还是智能化。第二是设计上的问题，前面有电线影响的设计，也有当地的自然条件有比较集中的雷电、地震等等都是你设计的时候要去考虑的问题。材料问题更加突出，很多材料问题不是你今天能够看到的。包括我们刚才讲的无论是你用的工厂的第三方检测等等，大部分的做法都是瞎子摸象，摸到哪是哪，没有摸到的还是有问题。这个跟其他的产业不一样，我们举个例子这里的灯泡，灭一个没关系，如果是电池串起来，灭一个全部都灭了。大家认识没有认识到这个产业最突出就是这个特点。
制造工艺怎么认知，光伏产业里面制造所带来的影响。这五点是比较深刻，第一是对纺线电流的控制。很多公司做电池的时候对纺线电流控制不够，这是很大的问题，你未来在你的组件当中所带来的危害是百倍、千倍被放大。第二是焊接，我们的虚焊和过焊太严重了，现在用的是自动焊会好一些，这个产业里面是巨大的风险点。第三是交联度，我们很多时候对交联度是失于管控，形同虚设。交联度不均匀性长期存在，对组件影响基本上十年以上你会看到有问题。第四是边框打胶，看起来很简单的工作，如果你是搞生产的，你有工厂。你到一线去看十此，至少有九次打胶不合格。最后一个是PECVD的镀膜工艺，对PID的控制目前是比较有效。这样一些问题你短期看不到，全部都是三年五年、十年、十五年以后陆续会出现的状况。施工的问题也会带来可靠性的问题，运维也会带来可靠性问题。屋面材料，上汽说屋面有10-15%，没有错。中国的建筑屋面没有统一的标准或者说有一些标准，但是没有在真正的工业用或者是民用当中硬性的要求，这是很大的缺失。大部分用的是彩钢瓦，不会超过15年，正常用10年左右。这样的材料必须要改变，屋面的光伏系统的安装。至少现在有一些研发新的我觉得还不错，锰镁铝合金（音译），使用寿命达到30年以上，我觉得不错。运维问题，我们看大型地面电站100兆瓦，3500米，安装组件40万个，一到现场看很壮观。每天运维的人站在面前傻坐。大部分是两种方式，一个是配备十几、二十辆消防车定期不定期做清洗。你的工作有效性是1%，你洗完你的发电量会提升，你付出和你得到的不成比例。同时会带来你的撒水之后立即下限还有草长的更荒，还要除草。现场运维有很多细节问题。还有把他包给民工，他定期去拖等等。带来一些问题，不该拖的拖了，该拖的没拖好。
这些问题解决怎么，从质量、可靠性、运维三大问题。我列一个宏观性的九个方面。第一是拥有一支专业的质量管理团队，没有一招是解决所有，我提到重点是技术创新智能化，是解决你绝大多数的问题。你依然需要一个专业质量管理的团队，完善的质量管理的体系。我所指的都是从制造、安装、运维整个一个系统以及电站的相关标准。我们标准缺失对整个行业的健康发展也是一个重大的不足。第四就是可靠性测试，任何一个制造企业你自己没有可靠性测试分析能力的场景，我建议大家不要去买。你的场景交给第三方测试，那是瞎子摸象，真正的质量必须靠可靠性的测试。第五是技术创新必须要智能化，这是革命性的解决方案。新型屋面材料以及商业保险，电站产品证券化，以及一些线上线下结合的平台的建设，都是行业里面要做的事。
我这里也列了几个，我相信代表大家的一些建议。第一“抢装潮”，只要你抢肯定有问题。国家某种程度来责怪行业里面大家做的不够好，原因在哪？国家本身。你机制里面导致大家老是去抢，尤其今年。我还记得今年早期的时候政府相关官员讲了，今年不会有抢装，只要你抢肯定抢出问题了，这是第个改变导致“抢装潮”的审批的机制。同时他会带来路条买卖，现在能源局发布出来不允许路条买卖。黄牛在中国最流行最大的可能就是黄牛，每个行业都有黄牛。促进管理系统本身的改善和完善。第二是低价中标，早上李主任提了地价中标，很错误的。每个人买东西都是按照低价买东西，你怎么想。这个椅子没坐两天就塌了。低价中标是很错误的体制。我觉得从成本管控角度每瓦成本要转化为度电成本，这个度电成本怎么计算是不太容易的事。至少好的发包方式就是要把运维和25年的发电全部作为打包、发包，这才是有效的发包方式。我觉得保险在这个行业里面不是真正的成年人成熟，所以保险很重要，有好的解决方案，保险利率要低，不能额外增加太高的成本。如果说在发包的时候就把要求保险放进去，这跟很好。第四就是相关的标准必须要有，没有标准，你说你的，我说我的，连保险都无法落实。早上提到政府的碳排放指标的配额制，中央有了，地方还没有。从0.42元的国家补贴出来，到地方很慢。陆续很多地方也在推动，要有意识到政府不出中南海，这个情况在很多产业界里面还是存在。包括碳交易，我觉得现在还不够健康，早上提到上汽自己做一些碳交易很好，还没有形成全国真正的碳交易的市场。
最后我觉得是最重要的，光伏整个系统的结构就是串并联，再加上有很多灰尘，各种外界遮挡影响还有内部的衰减等等固有特征，尽快采用智能化的解决方法。
在这里呼吁一下有志于做标准可以跟我们一起，这是国际的平台，SEMI全球&中国光伏系统标准委员会。什么是智能解决方案，起点就是保证25年。内涵包含哪些呢？我一直做智能化，什么是智能？六个方面，第一是智能安全，尤其是分布式他出现什么状况期货了，消防车在边上等着，国外都是这样的情况。自动关断。第二是智能发电，无论是发电电池还是储能电池都是需要，可以大幅提升整个系统25年的发电量。我自己家里屋顶待会有数据可以看一下。智能监控，我们现在很多监控包括华为做的是基于串级的逆变器基础的监控，这个远远不够。你一个串级优化本身的提升2%的左右的发电能力的提升，对监控也是不够的。你一个优化器，一个逆变器对应一串有22块。发电量已经低了，你怎么找到低的点在哪？你找不到。所以智能监控必须做到每一块组件的监控，智能运维，这是一个长期发展，包括无人飞机都可以协助你做精确打击。你哪个地方有问题，什么问题，你通过你的监控性直接告诉你，这是专家的诊断，做智能的运维，无人职守，建一个电站。他太大了，发电站太多了，你找不到。现在有一些在线的医疗，但是成本太高，费时费力，一个电站100兆瓦，一年从头测到尾测一次，经济性和效率都很低的，必须要智能。还有智能能量，晚上的电价比较低的，白天可以通过储能发出来。包括日食的时候德国人在讨论他占到30%到40%的光伏的时候，一下子日食来了怎么办，没有储能不行。德国同时支持做储能和分布式，这也是战略的需要，一定要做。智能电网，前提一定是电站要智能，智能不智能，讲智能电网的意义很小。
我这里也简单说一下真正智能的核心重要的首先是一个MPPT的最大功率追踪点。过去主要是在早期的系统级的MPPT，大型地面电站的MPPT。现在有一些组串级的比如说华为。我更推崇是做组件内部电池串级的进行MPPT的追踪，这样可以解决的是电池串和电池串之间，组件和组件之间，组件串和组件串之间全部都能够得到优化。无论是一只苍蝇，一个树叶带来的影响，没有智能化的时候他带来的影响是一串的影响。有了优化之后，所有影响都会限到最小的控制单元内部，跟外部没有影响。
从实际应用解决方案来讲，有两类，一类是已经建了电站怎么办？外挂优化。已经建好的电站不能把所有组件都4换掉。外挂优化过去装的230瓦的组件，现在是250的，过两年是300、350，你怎么运维。有了外挂之后你随便优化，每一个发电单元跟你串在电站里面的系统都隔离开来。本身能够发电高还是低没关系，通过你的优化器把他变成统一的电流。
现在全球已经到了150GW左右了。这些电站大多数都是这种，任何一片乌云影响面更大一点，无论是灰尘、树叶，一个局部的影响就会被放大到整串里面去。局部影响了8%，就变成整串的8%，有了这个优化器以后一片的8%就变成一片的8%，不会影响其他的。理论去看就有7.2%，如果你任何一片电池受到遮挡，有优化差异，整一串，一个方阵的差异7.2%。他的优势有很多，用了这样的优化方式你的发电量可以得到提升，安全性能可以得到提升。我们现在的电站设计是很固定的，你很多串，每一串的长度要一样，不一样就会带来不匹配性的损失。你还要多拉一些线，然后去保证他基本的平衡。也了优化器之后，你这边可以十块组件，那边二十块组件都可以，这是优化的魅力。有了优化之后，他对整个电站，尤其是做好电站，用外观优化很快就可以看到问题。不仅仅是看到问题，他是解决问题。所以对于远程故障的检测也是很重要。用外干液化的思路，建议大家高度重视，你可以对现有的电站做创新的能源管理的模式。电站做好了，该发的电应该多少，做不到，我们可以把他承包下来，用外观优化的解决方案提升他的发电能力。
第二类更加深远的影响是一种叫智能芯片的优化。用芯片做优化，这是真正的智能化。外挂优化解决方案是一种分立器件解决方案，有三个差异，的一是本身的功耗。第二是可靠性，可靠性比分立器件更好，你的封装要做的更合理。现在的组件主要是用二极管千分级，分立器件是万分级概率。芯片的可靠性更高。像外挂优化，当然技术不断进步，我估计未来可以做到三毛四毛每瓦。芯片的优化是没有底的，芯片这个做下来是很吓人，很便宜，便宜到可以忽略不计。在芯片优化方面主要是美国硅谷，德国之前有一两家，后来他们没有坚持下来。美国硅谷主要是一家公司在做，所以相当不错。我也很呼吁真正做半导体高度重视能源管理领域的芯片的开发。
他的基本原理不用多讲，从组件和组件之间优化，组件内部的电池和电池串之间的优化。一片小小的树叶或者是赃物的影响，原来影响到整一串，现在影响到你对应优化芯片对应的一小串。长远来说每一片电池都是有一个优化，就是遮盖哪个电池片，只影响这一片，对其他都没有影响。对发电的提升理论上计算，有一个小点的遮挡的时候的发电能力的影响、差异27.5%，这个数据可以了解一下。
我们这里有一些形象的图可以看一下，现在做的芯片有一个组件内部有三个芯片或者有五个芯片的。他对整个组件的成本的影响基本上在三毛钱左右。现在有些人担心他的可靠性有问题，把芯片在接线盒，成本略微高一毛钱左右。对发电量的提升是很惊人的，如果是外观优化了，基本按照目前中国组件的质量和外部影响的要素，我自己大概做了十个月的数据的判断，基本上提高了发电量，外挂优化在5%左右，内置芯片可以做到20%以上，难以想象，很多人说你吹牛。欢迎大家到我家里看我们家屋顶电站。智能芯片组件优势一堆，组件根本不用分档，你做的再好，到现场去无论本身就会衰减影响，外部灰尘水滴都会影响你的发电能力，不是根本的。我根本不需要你的一致性，真正靠一致是靠智能芯片的管理。我们现在很多的工厂为了分了档之后，电池是几千类，组件是几百类，库房管理一塌糊涂，很难。有了智能解决方案之后，你做出来的组件是多少瓦就是多少瓦。该是252还是252，就是这么简单。这就是智能魅力所在，否则你头大，否则你备件，十年、二十年以后你的成本太高了。优化之后你可以大幅度提高，基本10-15%左右是比较合理的你的单位面积的装机容量。对监控更加不得了，有了这些芯片之后，你的监控可以细化到组件内，或者一个组件一个信号都可以。我认为未来监控系统的发展应该怎么做呢？你最后在中方看到数据是两种数据，一种是报警信息，来自最微小的发电单元甚至细化到每一片电池。告诉你哪个位置，你的运维人员跑到那个位置，他甚至告诉你那是什么问题，那是遮荫，你去把他清理一下。你花大量的水去解决一个局部问题，那效率差别太大了。智能运维，精准打击。还有智能分布式的储能，这个取决于储能技术跟太阴能的行业结合起来。我最近跟很多储能公司谈。上次来北京也是参加储能的论坛，发现储能和太阳能的结合应用前景比太阳能本身的前景还要大，大家也多关注储能。最后形成智能电网。我提的概念就是能源互联网千万要注意，不能基于现有的电站去讲能源互联网是虚的，实的东西就是电站内部智能化，电站内部没有智能化，那就是一个电站一个电站去玩，玩不出什么花样。这是我家屋顶的数据，大家会问单晶硅、多晶硅、薄膜发电怎么样，单晶硅、多晶硅、薄膜在我初装三个月左右的数据来看，他的发电的PR值是一样的。你装机容量多少，他该发的电基本上一样，这个取决于很多要素，安装的地点、安装的角度有关。如果单晶硅用最佳角，应该比多晶硅会好一些。我认为薄膜正常来讲还是要平铺，不能绝对平，绝对平的话你的运维有问题，灰尘和水的积压大大减少你的发电。
普通没有优化大家都一样，有优化的差异太大了，我新建优化的发电能力比普通多晶硅多了13%。我上星期整理过去十个月的数据，十月份的数据发现我的芯片优化的多晶硅居然比普通多晶硅多了25%的发电能力。事实上我在上海没有什么大的遮荫，没有。这个变化来自哪里？我深刻体会到灰尘的影响。因为这段时间灰尘的影响对发电影响很大，这个大是对普通来讲，他达到25%的发电的差异性。要相信技术能改变世界。
我这里做了一个简要数据的测算，1GW的电站，把他的发电能力提升，从20年来计算，我用的发电能力提升只有12%，可以很明确告诉大家，以我个人的理解绝不仅仅是12%。中国的外部环境影响太多了，最保守12%来算。20年下来，1GW收益可以多25亿，扣掉成本3毛钱，按照你真正的发电功率去做标撑。运维成本也大大下降，长远战略来看我们这个产业一定要发展智能。如果用外观优化，1GW，成本高一些，提升效率低一点，把两个都扣除掉，也有达到8个亿以上的收益率的增加。
最后说去年全球大概智能化的解决方案外观优化，全球实现1GW，中国非常少。中国急功近利，只看短期发电，增加几毛钱的成本大家不乐意，我们是比较傻的。都不看长远的发电能力，从真正的以后的发展，以我的判断大概三年左右智能芯片的组件是这个产业里面几乎唯一的选择，每块组件的内部都是优化的。现在的业主包括政府要受教育，真正的电站要25年动态要看他的经济性。非智能，不投资。在座有投资界的朋友要注意。谢谢。（根据录音整理，未经本人审阅）
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