2020年是“十三五”規(guī)劃的收官之年，對于正在政策“換擋”中逐漸邁向“平價時代”的光伏行業(yè)，也是具有“節(jié)點”意義的一年。從長遠視角來看，隨著“十四五”的到來，光伏從補充能源轉(zhuǎn)向替代能源的步伐也將加速，行業(yè)發(fā)展將面臨更多機遇，光伏發(fā)電在各領域應用將逐步深入。
光伏+5G通信
新能源電站中應用了大量的通訊線纜、數(shù)據(jù)采集器、光纖交換機、本地監(jiān)控等設備，成本高，可靠性面臨著挑戰(zhàn)。隨著5G技術的快速發(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)的響應速度,光伏企業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型的進程將大大提速。
據(jù)悉，2020年至2022年是5G建設的投資高峰期，運營商的資本開支將逐步上揚以建設基本覆蓋全國的5G商用網(wǎng)絡。但隨之而來的是，升級改造的5G基站大部分需要新報裝電，設備功耗大，耗電量將是4G基站的數(shù)倍。5G作為通訊信號，可以滿足目前光伏設備所需要的信號傳輸，光伏電站日常運維也可通過5G高效實現(xiàn)。這時，就需要光伏與其進行完美互補。
“一種基于5G的智能化光伏發(fā)電系統(tǒng)”，通過5G技術實現(xiàn)新能源光伏電站的設備互聯(lián)，對故障點的精準定位和監(jiān)控，提高運維效率、可靠性，減少運維時間，降低運維成本。該系統(tǒng)包括構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，各個5G終端、云平臺與5G通訊基站構成5G通訊網(wǎng)絡。
各個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)絡發(fā)送給云平臺。云平臺對獲得數(shù)據(jù)信息進行監(jiān)控、并通過5G終端對各個光伏組件、逆變器、交流匯流箱與配電柜進行遠程控制。實現(xiàn)了電站組件的監(jiān)控，從而實現(xiàn)了對問題組件進行快速隔離和關斷等功能，緊急狀況下隔離和斷開系統(tǒng)所有組件和設備，系統(tǒng)更安全。云端通過算法對系統(tǒng)設備的運行情況進行分析、優(yōu)化，實現(xiàn)了5G通訊網(wǎng)絡對系統(tǒng)進行控制。
光伏+制氫
氫是一種可以長時間存儲并遠距離輸運的高品質(zhì)能源，已經(jīng)成為燃料電池汽車以及熱電聯(lián)產(chǎn)等多種應用場景的首選燃料。未來的氫氣供應系統(tǒng)有望從化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源，從而實現(xiàn)全生命周期完全零碳。關鍵的問題是事后的儲存、運輸如何攻關。
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，對太陽能制氫的研究主要集中在熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、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)成為新能源領域的一個新風口。
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、船只運輸?shù)绞褂玫兀@便是光伏制氫產(chǎn)業(yè)的大致流程。現(xiàn)在，電網(wǎng)的成本占1塊錢，電網(wǎng)交流的設備占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)首個太陽能燃料生產(chǎn)示范工程在蘭州新區(qū)精細化工園區(qū)落地。該項目由光伏發(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行電解水制氫，然后二氧化碳加氫合成甲醇，實現(xiàn)甲醇重整制氫和氫燃料電池在重卡等商用車上的技術應用。總投資高達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，強大的光伏、風電產(chǎn)業(yè)基礎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氫氣供應結構的70%。盡管產(chǎn)業(yè)前景可期，但目前氫氣的存儲、運輸以及電解水過程中的技術難關仍待突破。只有隨著技術的不斷發(fā)展，可再生能源制氫才能滿足商業(yè)化的需求，成為我國能源供應的又一生力軍。
