在风光储一体化、源网荷储一体化的应用场景下，光伏电站又要如何实现与其他能源品类的一体化运维？


根据国家能源局最新公布的统计数据，今年前8个月，我国光伏新增装机达到4447万千瓦，同比增长2241万千瓦。随着大型风光基地项目的陆续开工建设，我国光伏发电装机规模正在驶入快车道，这也给光伏电站的运行维护带来新的挑战。


在装机量激增的过程中，数字化的智能运维与传统的人工运维要怎样协同配合？在风光储一体化、源网荷储一体化的应用场景下，光伏电站又要如何实现与其他能源品类的一体化运维？


智能运维面临多重挑战


行业咨询机构大东时代（深圳）信息咨询有限公司近日发布的调研报告显示，2022年，光伏产业数字化市场规模近90亿元，到2025年，光伏产业数字化市场规模将达到185亿元。据此测算，在电站运维环节，预计2025年智能运维的市场规模将在75亿元左右。



“无人值守、智慧运维是未来光伏电站的发展趋势，但这也是一个需要逐步迭代和反复摸索的过程。”协合新能源集团能源互联网中心总监、北京协合众能科技有限公司总经理朱永峰表示，在面向数字化、智能化运维的发展中，难免经历各种反复，“一段时间内，可能要面临管理成本增加、系统使用便捷性受限等挑战。”


随着数字化程度的提高，朱永峰认为，必须要更加注重电站的资产安全和应急处置保障。“简单说，就是在现场工作人员越来越少的情况下，怎样去防范人为的、故意的损坏设备的行为，怎样才能保证现场发生灾害的情况下，能够做到及时有效的处理？”除资产安全外，阳光智维科技有限公司总经理汪俊也指出，当电力生产和运维任务的各环节实现数字化在线，就需要投入更多的资源去保障信息安全。“从每一座电站的安全入手，构建利于电网安全乃至能源安全的风险防御体系。”


“当数字化运维走向深入，围绕数字产生的应用价值就不应是单纯的运维，而是应该围绕着电站的整体运营和收益展开，比如指导相应的物资采购、指导电力交易。这也是未来运维的公司的使命，用专业水准保障清洁能源资产的持续盈利能力。”朱永峰说。


人员管理还需与时俱进


“智能运维、数字化运维提高了运维效率，降低了运维成本，但对运维人员综合素质提出了更高的要求。”金开智维（宁夏）科技有限公司总经理苏阳表示，一方面，运维人员要有较强的学习和适应能力。智慧运维工作中，要拥有互联网思维，运维人员应具备较强的接受新事物能力。“要提升‘单兵作战’能力，形成独立的‘作战单元’，将长期积累的工作经验与科技工具相融合，实现人机互补。”


另一方面，苏阳也指出，对于运维人员队伍的管理，也要由“分散”向“集中”转变。运维调度中心要对项目运维资源进行整合、配置，匹配项目路径最近的运维工程师、技术支持团队，组成运维联合服务模式。对此，青岛萨纳斯新能源科技有限公总经理耿文强也表示，光伏电站运维团队的管理制度和模式要与智慧化的电站管理相匹配。“不能电站运维实现了数字化、云化，但相关的人员管理还停留在传统时代，造成体系错配，相互拖累。”


“新能源资产管理本质上是服务业，少人值守、无人值守的模式不是真的不需要人员，而是需要信息化人才、高端研发人才、新型电力系统技术人才和光伏电站运维技术专家的支撑。”汪俊坦言，目前，光伏行业的人才供给结构并不合理，高精尖人才的缺口较大。短时间内产教研脱节问题很难靠某一方的力量解决，对人才培养体系的调整也非一日之功。


一体化运维呼唤认知提升


变化与挑战还不止于此。随着新能源开发建设逐步走向风光储一体化、源网荷储一体化的发展轨道，电站的运维也正在向“多能协同”迈进。


汪俊指出，多样化的电站集成后，各类安全风险防范难度更大，需通过合理配置不同电源类型，研究电力系统源网荷储各环节的安全共治机制，探索新型电力系统安全治理手段。“多能互补电站的运维管理，需依靠技术进步、提高效率提高、降低成本，运维团队需具备各类电站运维能力且有整合协同的平台和机制，对运维服务内容和模式有更高要求。”


在耿文强看来，最大的挑战并不在于具体工作，而是来自认知层面。“长久以来，运维工作都是相对单一目标导向的，即电站安全，保发增发。而随着一体化进度的提速，运维需要考虑的因素变得更加多元，除了保发电外，还需要具备更加战略化的思考认识，更要理解储能、大能源综合的新特征、新需要。”耿文强表示，一体化运维的实现，需要运维企业超出运维视角，更需要加强产业链的融合能力。“向上，要对新能源的政策导向、建设施工、并网运行与消纳有所认知；向下，要对智能设备、行业人才培养导向与体系、数据资产管理多元参与。不再只拘泥于运维，更多的联合产业上下游共同行动，才能最终实现一体化的目标。”


光伏建筑一体化的难点及应对措施


建筑一体化光伏（Building Integrated Photovoltaic)：与建筑同时设计、同时施工和安装并与建筑形成完美结合的太阳能光伏发电系统，也称为“构建型”和“建材型”太阳能光伏建筑。它作为建筑物外部结构的一部分，既具有发电功能，又具有建筑构件和建筑材料的功能，甚至还可以提升建筑物的美感，与建筑物形成完美的统一体。


建筑附加光伏(Building Attached Photovoltaic)：附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统，也称为“安装型”太阳能光伏建筑。它的主要功能是发电，与建筑物功能不发生冲突，不破坏或削弱原有建筑物的功能。


1、建筑师、光伏人与投资者的需求如何完美结合，是BIPV推进的难点。


在光伏项目中，光伏人的思维是投资思维，主要是面积、装机容量、发电的价格；而建筑部门的思考是如何在新建建筑或既有建筑上安装光伏，并满足建筑的需求。这涉及到两个很重要的角色，第一个是建筑师，应当让建筑师有合适的光伏产品可以选择，有图集可以参考。另一个角色是投资者，投资者为什么要选择光伏。此外光伏要并网要有补贴，对建筑单位而言，要找电网、申请、拿补贴这个流程非常复杂。目前形势是政策在驱动的，碳达峰碳减排的任务已经开始下放，剩下最重要的问题是光伏产品是不是能够满足建筑师的需求，其次是安全性能不能够得到保证，再者就是城市的美观度、使用寿命以及绿色建筑的相关打分。



建筑与光伏的结合


2、目前BIPV行业尚未形成一套标准体系，还在逐步完善过程中。


光伏的发展时间比较短，也就20-30年，所以标准还是不够完善，此前光伏的标准都是采用电力体系的标准。而建筑是非常考虑人身安全的，这是建筑设计最重要的一点。目前行业还没有建筑光伏一体化的标准体系，这个体系要涵盖建筑本身，结合各类安全、防火的要求等，包括以后光伏建筑的各种安全防护、设备的管控等等。这一体系是非常重要的。未来需要培养跨界、跨行业的人才来解决光伏和光伏建筑一体化的问题。


3、BIPV产业链较长，既涵盖光伏又涵盖建筑领域


从上游来看，建筑设计要考虑到结构和构造的设计、产品的设计、节能的设计、物理性能，防雷、防电、清洁功能等。中游就是做产品，不但包括光伏组件，还有逆变器、各类支架、各类的电力系统监控等；还有施工把它们组装完成，当把设备组装完成后，下游就是运维。但从光伏角度看，包括组件、逆变器、电力设备、电缆支架、监控系统、运维的智慧平台等。


4、安全性是光电建筑技术要求的基本保障。


对于光电建筑的技术要求，第一个就是安全性。安全是基础，这里面有几个因素是特别要关注的：首先是消防的安全；还有防水防漏，这不仅是不漏雨，还要解决其他的细节问题，例如大雨时的防溢流；还要考虑结构的安全、电器的安全，比如说防雷接地；还有一些特殊的问题，例如防止脱落等安全问题。


5、耐久性及智能化是光电建筑设计重要的考虑要素。


长期的可靠性也非常重要。很多人做光伏会以装机容量、每瓦的发电价格、安装成本等来计算投资回收期。而光伏项目需要关注耐久性，安装和运维的质量直接影响耐久性，如果材料提前损坏就需要在中途更换，不仅增加维护成本，也带来很多的麻烦。另一点是光伏的智能化，如果常规的光伏项目不发电了，可能运营团队发现，业主来求助，运营团队能在24小时响应。但是对于建筑而言，如果运营情况不太对就要立即处理，因为人生活和居住在建筑中，不及时处理将会影响很大。



6、建筑的定制化属性和光伏的规模化属性之间的矛盾，需要重点解决。


现在光伏企业都在往产品化方向走，往产品方向走是为了规模化。而建筑与其他的产品不同，它是定制化的，建筑的拥有者不会建一个和旁边建筑一模一样的建筑。但是光伏又希望一个产品可以适应不同的建筑。这就是建筑的定制化和光伏规模化之间的矛盾。那要如何解决这个问题呢?我们要走节约化的道路，不要什么建筑都想标新立异。当然也可以适当的创新，如果想要做一个地标性的建筑，那就可以花钱花代价来生产定制化的产品。所以未来光伏产品化的方向是既做标准化的产品，也做定制化的产品。


7、BIPV相较于传统BAPV而言有更好的防水性能。


现在所说的BAPV分两种，一种类似于在水泥屋面上安装的支架方案的BAPV，另外一个领域就是工业厂房上，尤其是彩钢瓦这个领域的BAPV。BAPV的巨大的痛点，源于在安装之前我们认为它不会漏水，但是安装了光伏之后它就会漏水。因为这种传统的工业级的BAPV用支架的方案和这种镀铝锌的钢板之间，一个是铝合金的材料，一个是镀铝锌的材料，它们会天然的发生变化学的反应，加速它的老化，加速它的腐蚀，通过这种加速会极大的加快屋面的腐蚀，就产生非常多的漏水点，这个隐患是需要重视的。如果是业主的厂房不需要太高的防水要求，那么传统的BAPV仍然可以安装，尤其是寿命较短的厂房。但是如果是高质量发展的企业，非常关心厂房漏水，防火抗风，甚至于有更多的绿电需求的企业，可能要去考虑BIPV的一些更好的解决方案。


来源：中国能源报姚金楠 华尔街见闻