國電光伏有限公司總工程師 吳協祥

    吳協祥：首先非常感謝中國機械工業聯合會的邀請，關于智能化未來得發展是一場革命，這場革命力量有多大大家逐步來看。產業里面智能化在今年包括華為到今天拿到了大量的訂單，他也對產業產生了很大的沖擊。智能化早在三四年前從國外逐步成熟起來，當然沒有完全成熟。所以我今天要講的是一個比較系統的智能化的一個解決方案的思路。在這之前從今天早上各位專家的介紹到剛剛CQC專家的介紹我覺得很系統，很深入。我這里早上一邊聽了，做了一些記錄。我先介紹一下本身從半導體做了十來年，然后做太陽能六七年。對這個產業的發展，一邊做著，一遍又很多的思考。無論是從標準的制定，早上也有咱們的對標準的一些思路介紹我覺得很龐大，我有一些建議后面講一下。

    一個就是標準的大而全是很難一下子做好，我覺得應該要專業細化一些。早上有人提問，你這樣一些標準的測試問到跟他的監控，這是兩件事。標準只是一個宏觀的檢測，包括剛剛所謂第三方的監造都不能完全代表質量，這一點我要特別提醒大家。無論是第三方像TUVB產品都是宏觀的檢測，所謂宏觀就是你微觀的質量還是要靠你自己本身的體系去實現。你微觀如何進行監控，靠你系統本身的技術做到的。早上提到PR值測量標準有很多細節，下來大家有興趣可以跟我一起深入一點探討。

    早上發改委李主任提到光伏產業他認為已經是一個成年了，當然我覺得大部分從李主任觀點來說搞宏觀的，我們都非常的認同，而且高屋建瓴。我認為這個產業從技術實現的狀態來講還是一個小少年而已，有大量的工作需要我們去做，我后面會展開講。到今天為止，過去大家關注的都是國家的政策支持、資金、技術本身的發展標準、保險等等。我今天的主題可能是圍繞更多的是25年安全發電量，質量和可靠性、運維和智能電網這五個部分組成的智能解決方案。回頭了解一下對光伏整個產業來講真正的挑戰在哪里？關健詞是什么？是25年。包括我們應該講我大概三年前開始在行業里面偶爾出來跟大家交流交流，早期的時候出來交流講質量幾乎只有我一個人，我印象很深刻。到現在就像今天大概有一半以上的人都在講質量，這是我看到的巨大的進步。我們光伏產業質量怎么認知，大家都忽略了。光伏產業的質量是動態的質量，不是靜態的質量。在座各位包括早上很多專家提到很多的檢測的方法，我可以一句話告訴大家，全部都是靜態質量的做法，還沒有進入一個動態質量去看到一個驗證的產品25年。

    我這個題目就是叫不治而非智能不投資，是從投資的角度來的。現在每次的會議越來越多的是投資人會關注這個產業，這是好事情。但是你持幣待購，我認為這是正確的。我們很希望資本能進來，這個產業里面缺錢。產業圈外并不是真正的缺錢，他們很多人看不懂，這是對，他們對真相了解不夠。關健詞25年，這里面25年你的安全性，發電量怎么保證，可靠性怎么保證，運維怎么完成，這些問題解決不了，你投資風險太大。

    實現25年的焦點問題，其中就是要有一些智能的方法，我這里簡要分為幾個部分，第一從智能的概念引下去。到了今天，是逐步進入真正智能化的時代。想想其實20世紀中期開始才有了大規模集成電路，有了計算機，有了手機，飛機不僅上天，也上太空等等，都是基于智能化的解決方案的完成。第三次工業革命講了我個人的理解，也跟我們一本書《第三次工業革命》我覺得很一致，我引用它的第三次工業革命是能源互聯網的時代。這個概念很高，但是它的內核是以集成電路為核心，集合可再生能源。把傳統集中式的經營活動逐步過度到智能分散式的經營活動。我們初中學過關于政策經濟學里面一些概念，是技術水平決定了我們的生產水平，生產水平決定了生產關系，生產關系進一步決定了上層建筑。最后整個國家甚至全世界只要你的技術水平朝著這個方向發展的程度越高，你也要做分散的統治。技術角度要理解技術對產業帶來的沖擊。

    從光伏產業來講不僅是光伏，也包括其他的能源，所以能源互聯網這是多種新的技術的結合，就會帶來第三次工業革命。我們看細的部分，從太陽能的整個產業鏈來說，從各種部件到運輸、生產到設計、安裝、運維，所有環節全部都充滿了風險。你只解決其中任何一個部分或者是幾個部分都不夠，缺一不可。怎么樣解決這個問題？我先把各個問題點總結為三類問題，一個是發電量的保證問題，第二是可靠性的問題，一類是運維的問題。發電量的問題主要分為六大類，第一個問題最突出就是串并聯失配引起的木桶效應。第二是PID問題，25年來看這個會逐步衰減，是不均勻的。這樣的衰減結合又是一種串聯的結構，更加放大他對整個發電站的影響。第三是設計不良、材料不良等等。這種串聯在底層串聯的結構是整個光伏電站的基礎結構，在這個結構底下任何一個組件甚至任何一片電池，因為組件內電池也是串聯的。每一串有22塊組件，1320個發電單元，無論是受到外部的灰塵的影響甚至一滴水滴，都會帶來你的發電量的損失。內部的衰減都會帶來損失，單一電池片的損失在串聯都會放大到1320個電池片的木桶效應。這個影響會超乎想象，解決這個影響，發電量的提升大家可以想象得當嗎。我在家的屋頂做了十個月的對比，差異可以達到25%以上的發電能力的差異。80%的PR值里面各種失配損失、衰減損失等等的計算，數據基本上是對得。對在哪里？是對在一個理想的電站的時候，這個世界上包括國外沒有任何一個電站是理想的。事實上真正的發電損失比80%這樣的狀況要差很多。更不要說我們剛剛現在才兩三年的運行，有25年，這25年里后面的損失80%絕對達不到。大概60、70%已經算不錯了。怎么從60%提高到80%，解決方案一定是智能化。

    第二類剛剛提到了PID和LID，這些不細講，這些都沒有徹底的解決。PID有一些有效的方法，LID有一個固有的特性，除非你改變里面成分。另外設計的不良，有時候難以避免。電線的影響，材料不良，總是偷工減料，本身就會造成問題。施工問題，國電有做1.5GW以上，國內有很多公司做的量不少。我可以給一個大概的數據，電站本身系列問題來講90%甚至95%以上是安裝的問題、施工的問題。我們在生產線上輕拿輕放的每一個組件產品都可能會發生說，我們做過很多實驗，輕輕一抬里面都有隱裂。到現場去不壓說輕輕推，壓的，拉的，踩的坐的都有，相當普遍。怎么看待整個產業質量的風險，最最重要就是在施工上，他會持續兩三年以后爆發。十年以后爆發會屬于你的材料問題。北京本來霧霾是比較嚴重，推分布式是最用力，安裝量很少，霧霾對他的影響也是惡性循環。

    第二個問題是可靠性的問題，發電量和可靠性也是密切相關。要專門講，你看發電量最貴是當下已經看到了，影響你長遠的發電量是你的可靠性。第一是熱斑、設計、材料、工藝、施工、運維、如果是分布式，你的屋頂的壽命問題。熱斑最常見，這個問題怎么解決？熱斑的發生是持續的過程。這個問題要根本性的解決在哪里，我認為還是智能化。第二是設計上的問題，前面有電線影響的設計，也有當地的自然條件有比較集中的雷電、地震等等都是你設計的時候要去考慮的問題。材料問題更加突出，很多材料問題不是你今天能夠看到的。包括我們剛才講的無論是你用的工廠的第三方檢測等等，大部分的做法都是瞎子摸象，摸到哪是哪，沒有摸到的還是有問題。這個跟其他的產業不一樣，我們舉個例子這里的燈泡，滅一個沒關系，如果是電池串起來，滅一個全部都滅了。大家認識沒有認識到這個產業最突出就是這個特點。

    制造工藝怎么認知，光伏產業里面制造所帶來的影響。這五點是比較深刻，第一是對紡線電流的控制。很多公司做電池的時候對紡線電流控制不夠，這是很大的問題，你未來在你的組件當中所帶來的危害是百倍、千倍被放大。第二是焊接，我們的虛焊和過焊太嚴重了，現在用的是自動焊會好一些，這個產業里面是巨大的風險點。第三是交聯度，我們很多時候對交聯度是失于管控，形同虛設。交聯度不均勻性長期存在，對組件影響基本上十年以上你會看到有問題。第四是邊框打膠，看起來很簡單的工作，如果你是搞生產的，你有工廠。你到一線去看十此，至少有九次打膠不合格。最后一個是PECVD的鍍膜工藝，對PID的控制目前是比較有效。這樣一些問題你短期看不到，全部都是三年五年、十年、十五年以后陸續會出現的狀況。施工的問題也會帶來可靠性的問題，運維也會帶來可靠性問題。屋面材料，上汽說屋面有10-15%，沒有錯。中國的建筑屋面沒有統一的標準或者說有一些標準，但是沒有在真正的工業用或者是民用當中硬性的要求，這是很大的缺失。大部分用的是彩鋼瓦，不會超過15年，正常用10年左右。這樣的材料必須要改變，屋面的光伏系統的安裝。至少現在有一些研發新的我覺得還不錯，錳鎂鋁合金（音譯），使用壽命達到30年以上，我覺得不錯。運維問題，我們看大型地面電站100兆瓦，3500米，安裝組件40萬個，一到現場看很壯觀。每天運維的人站在面前傻坐。大部分是兩種方式，一個是配備十幾、二十輛消防車定期不定期做清洗。你的工作有效性是1%，你洗完你的發電量會提升，你付出和你得到的不成比例。同時會帶來你的撒水之后立即下限還有草長的更荒，還要除草。現場運維有很多細節問題。還有把他包給民工，他定期去拖等等。帶來一些問題，不該拖的拖了，該拖的沒拖好。

    這些問題解決怎么，從質量、可靠性、運維三大問題。我列一個宏觀性的九個方面。第一是擁有一支專業的質量管理團隊，沒有一招是解決所有，我提到重點是技術創新智能化，是解決你絕大多數的問題。你依然需要一個專業質量管理的團隊，完善的質量管理的體系。我所指的都是從制造、安裝、運維整個一個系統以及電站的相關標準。我們標準缺失對整個行業的健康發展也是一個重大的不足。第四就是可靠性測試，任何一個制造企業你自己沒有可靠性測試分析能力的場景，我建議大家不要去買。你的場景交給第三方測試，那是瞎子摸象，真正的質量必須靠可靠性的測試。第五是技術創新必須要智能化，這是革命性的解決方案。新型屋面材料以及商業保險，電站產品證券化，以及一些線上線下結合的平臺的建設，都是行業里面要做的事。

    我這里也列了幾個，我相信代表大家的一些建議。第一“搶裝潮”，只要你搶肯定有問題。國家某種程度來責怪行業里面大家做的不夠好，原因在哪？國家本身。你機制里面導致大家老是去搶，尤其今年。我還記得今年早期的時候政府相關官員講了，今年不會有搶裝，只要你搶肯定搶出問題了，這是第個改變導致“搶裝潮”的審批的機制。同時他會帶來路條買賣，現在能源局發布出來不允許路條買賣。黃牛在中國最流行最大的可能就是黃牛，每個行業都有黃牛。促進管理系統本身的改善和完善。第二是低價中標，早上李主任提了地價中標，很錯誤的。每個人買東西都是按照低價買東西，你怎么想。這個椅子沒坐兩天就塌了。低價中標是很錯誤的體制。我覺得從成本管控角度每瓦成本要轉化為度電成本，這個度電成本怎么計算是不太容易的事。至少好的發包方式就是要把運維和25年的發電全部作為打包、發包，這才是有效的發包方式。我覺得保險在這個行業里面不是真正的成年人成熟，所以保險很重要，有好的解決方案，保險利率要低，不能額外增加太高的成本。如果說在發包的時候就把要求保險放進去，這跟很好。第四就是相關的標準必須要有，沒有標準，你說你的，我說我的，連保險都無法落實。早上提到政府的碳排放指標的配額制，中央有了，地方還沒有。從0.42元的國家補貼出來，到地方很慢。陸續很多地方也在推動，要有意識到政府不出中南海，這個情況在很多產業界里面還是存在。包括碳交易，我覺得現在還不夠健康，早上提到上汽自己做一些碳交易很好，還沒有形成全國真正的碳交易的市場。

    最后我覺得是最重要的，光伏整個系統的結構就是串并聯，再加上有很多灰塵，各種外界遮擋影響還有內部的衰減等等固有特征，盡快采用智能化的解決方法。

    在這里呼吁一下有志于做標準可以跟我們一起，這是國際的平臺，SEMI全球&中國光伏系統標準委員會。什么是智能解決方案，起點就是保證25年。內涵包含哪些呢？我一直做智能化，什么是智能？六個方面，第一是智能安全，尤其是分布式他出現什么狀況期貨了，消防車在邊上等著，國外都是這樣的情況。自動關斷。第二是智能發電，無論是發電電池還是儲能電池都是需要，可以大幅提升整個系統25年的發電量。我自己家里屋頂待會有數據可以看一下。智能監控，我們現在很多監控包括華為做的是基于串級的逆變器基礎的監控，這個遠遠不夠。你一個串級優化本身的提升2%的左右的發電能力的提升，對監控也是不夠的。你一個優化器，一個逆變器對應一串有22塊。發電量已經低了，你怎么找到低的點在哪？你找不到。所以智能監控必須做到每一塊組件的監控，智能運維，這是一個長期發展，包括無人飛機都可以協助你做精確打擊。你哪個地方有問題，什么問題，你通過你的監控性直接告訴你，這是專家的診斷，做智能的運維，無人職守，建一個電站。他太大了，發電站太多了，你找不到。現在有一些在線的醫療，但是成本太高，費時費力，一個電站100兆瓦，一年從頭測到尾測一次，經濟性和效率都很低的，必須要智能。還有智能能量，晚上的電價比較低的，白天可以通過儲能發出來。包括日食的時候德國人在討論他占到30%到40%的光伏的時候，一下子日食來了怎么辦，沒有儲能不行。德國同時支持做儲能和分布式，這也是戰略的需要，一定要做。智能電網，前提一定是電站要智能，智能不智能，講智能電網的意義很小。

    我這里也簡單說一下真正智能的核心重要的首先是一個MPPT的最大功率追蹤點。過去主要是在早期的系統級的MPPT，大型地面電站的MPPT。現在有一些組串級的比如說華為。我更推崇是做組件內部電池串級的進行MPPT的追蹤，這樣可以解決的是電池串和電池串之間，組件和組件之間，組件串和組件串之間全部都能夠得到優化。無論是一只蒼蠅，一個樹葉帶來的影響，沒有智能化的時候他帶來的影響是一串的影響。有了優化之后，所有影響都會限到最小的控制單元內部，跟外部沒有影響。

    從實際應用解決方案來講，有兩類，一類是已經建了電站怎么辦？外掛優化。已經建好的電站不能把所有組件都4換掉。外掛優化過去裝的230瓦的組件，現在是250的，過兩年是300、350，你怎么運維。有了外掛之后你隨便優化，每一個發電單元跟你串在電站里面的系統都隔離開來。本身能夠發電高還是低沒關系，通過你的優化器把他變成統一的電流。

    現在全球已經到了150GW左右了。這些電站大多數都是這種，任何一片烏云影響面更大一點，無論是灰塵、樹葉，一個局部的影響就會被放大到整串里面去。局部影響了8%，就變成整串的8%，有了這個優化器以后一片的8%就變成一片的8%，不會影響其他的。理論去看就有7.2%，如果你任何一片電池受到遮擋，有優化差異，整一串，一個方陣的差異7.2%。他的優勢有很多，用了這樣的優化方式你的發電量可以得到提升，安全性能可以得到提升。我們現在的電站設計是很固定的，你很多串，每一串的長度要一樣，不一樣就會帶來不匹配性的損失。你還要多拉一些線，然后去保證他基本的平衡。也了優化器之后，你這邊可以十塊組件，那邊二十塊組件都可以，這是優化的魅力。有了優化之后，他對整個電站，尤其是做好電站，用外觀優化很快就可以看到問題。不僅僅是看到問題，他是解決問題。所以對于遠程故障的檢測也是很重要。用外干液化的思路，建議大家高度重視，你可以對現有的電站做創新的能源管理的模式。電站做好了，該發的電應該多少，做不到，我們可以把他承包下來，用外觀優化的解決方案提升他的發電能力。

    第二類更加深遠的影響是一種叫智能芯片的優化。用芯片做優化，這是真正的智能化。外掛優化解決方案是一種分立器件解決方案，有三個差異，的一是本身的功耗。第二是可靠性，可靠性比分立器件更好，你的封裝要做的更合理。現在的組件主要是用二極管千分級，分立器件是萬分級概率。芯片的可靠性更高。像外掛優化，當然技術不斷進步，我估計未來可以做到三毛四毛每瓦。芯片的優化是沒有底的，芯片這個做下來是很嚇人，很便宜，便宜到可以忽略不計。在芯片優化方面主要是美國硅谷，德國之前有一兩家，后來他們沒有堅持下來。美國硅谷主要是一家公司在做，所以相當不錯。我也很呼吁真正做半導體高度重視能源管理領域的芯片的開發。

    他的基本原理不用多講，從組件和組件之間優化，組件內部的電池和電池串之間的優化。一片小小的樹葉或者是贓物的影響，原來影響到整一串，現在影響到你對應優化芯片對應的一小串。長遠來說每一片電池都是有一個優化，就是遮蓋哪個電池片，只影響這一片，對其他都沒有影響。對發電的提升理論上計算，有一個小點的遮擋的時候的發電能力的影響、差異27.5%，這個數據可以了解一下。

    我們這里有一些形象的圖可以看一下，現在做的芯片有一個組件內部有三個芯片或者有五個芯片的。他對整個組件的成本的影響基本上在三毛錢左右。現在有些人擔心他的可靠性有問題，把芯片在接線盒，成本略微高一毛錢左右。對發電量的提升是很驚人的，如果是外觀優化了，基本按照目前中國組件的質量和外部影響的要素，我自己大概做了十個月的數據的判斷，基本上提高了發電量，外掛優化在5%左右，內置芯片可以做到20%以上，難以想象，很多人說你吹牛。歡迎大家到我家里看我們家屋頂電站。智能芯片組件優勢一堆，組件根本不用分檔，你做的再好，到現場去無論本身就會衰減影響，外部灰塵水滴都會影響你的發電能力，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。我們現在很多的工廠為了分了檔之后，電池是幾千類，組件是幾百類，庫房管理一塌糊涂，很難。有了智能解決方案之后，你做出來的組件是多少瓦就是多少瓦。該是252還是252，就是這么簡單。這就是智能魅力所在，否則你頭大，否則你備件，十年、二十年以后你的成本太高了。優化之后你可以大幅度提高，基本10-15%左右是比較合理的你的單位面積的裝機容量。對監控更加不得了，有了這些芯片之后，你的監控可以細化到組件內，或者一個組件一個信號都可以。我認為未來監控系統的發展應該怎么做呢？你最后在中方看到數據是兩種數據，一種是報警信息，來自最微小的發電單元甚至細化到每一片電池。告訴你哪個位置，你的運維人員跑到那個位置，他甚至告訴你那是什么問題，那是遮蔭，你去把他清理一下。你花大量的水去解決一個局部問題，那效率差別太大了。智能運維，精準打擊。還有智能分布式的儲能，這個取決于儲能技術跟太陰能的行業結合起來。我最近跟很多儲能公司談。上次來北京也是參加儲能的論壇，發現儲能和太陽能的結合應用前景比太陽能本身的前景還要大，大家也多關注儲能。最后形成智能電網。我提的概念就是能源互聯網千萬要注意，不能基于現有的電站去講能源互聯網是虛的，實的東西就是電站內部智能化，電站內部沒有智能化，那就是一個電站一個電站去玩，玩不出什么花樣。這是我家屋頂的數據，大家會問單晶硅、多晶硅、薄膜發電怎么樣，單晶硅、多晶硅、薄膜在我初裝三個月左右的數據來看，他的發電的PR值是一樣的。你裝機容量多少，他該發的電基本上一樣，這個取決于很多要素，安裝的地點、安裝的角度有關。如果單晶硅用最佳角，應該比多晶硅會好一些。我認為薄膜正常來講還是要平鋪，不能絕對平，絕對平的話你的運維有問題，灰塵和水的積壓大大減少你的發電。

    普通沒有優化大家都一樣，有優化的差異太大了，我新建優化的發電能力比普通多晶硅多了13%。我上星期整理過去十個月的數據，十月份的數據發現我的芯片優化的多晶硅居然比普通多晶硅多了25%的發電能力。事實上我在上海沒有什么大的遮蔭，沒有。這個變化來自哪里？我深刻體會到灰塵的影響。因為這段時間灰塵的影響對發電影響很大，這個大是對普通來講，他達到25%的發電的差異性。要相信技術能改變世界。

    我這里做了一個簡要數據的測算，1GW的電站，把他的發電能力提升，從20年來計算，我用的發電能力提升只有12%，可以很明確告訴大家，以我個人的理解絕不僅僅是12%。中國的外部環境影響太多了，最保守12%來算。20年下來，1GW收益可以多25億，扣掉成本3毛錢，按照你真正的發電功率去做標撐。運維成本也大大下降，長遠戰略來看我們這個產業一定要發展智能。如果用外觀優化，1GW，成本高一些，提升效率低一點，把兩個都扣除掉，也有達到8個億以上的收益率的增加。

    最后說去年全球大概智能化的解決方案外觀優化，全球實現1GW，中國非常少。中國急功近利，只看短期發電，增加幾毛錢的成本大家不樂意，我們是比較傻的。都不看長遠的發電能力，從真正的以后的發展，以我的判斷大概三年左右智能芯片的組件是這個產業里面幾乎唯一的選擇，每塊組件的內部都是優化的。現在的業主包括政府要受教育，真正的電站要25年動態要看他的經濟性。非智能，不投資。在座有投資界的朋友要注意。謝謝。（根據錄音整理，未經本人審閱）