光伏產(chan) 業(ye) 是基於(yu) 半導體(ti) 技術和新能源需求而興(xing) 起的朝陽產(chan) 業(ye) ，是未來全球先進產(chan) 業(ye) 競爭(zheng) 的製高點。2018年工信部印發《智能光伏產(chan) 業(ye) 發展行動計劃（2018-2020年）》，以此加快提升光伏產(chan) 業(ye) 智能製造水平，推動互聯網、大數據、人工智能等與(yu) 光伏產(chan) 業(ye) 深度融合，鼓勵特色行業(ye) 智能光伏應用，促進我國光伏產(chan) 業(ye) 邁向全球價(jia) 值鏈中高端。

智能光伏電站可以分為(wei) 智能設備層、智能集成層、智能運維層。其中，智能設備層由智能光伏組件、智能零部件、信息化係統等組成。智能集成通過智能踏勘、智能設計、智能施工來實現智能光伏設備的應用。智能光伏電站投入使用後，基於(yu) 大數據技術、5G通信、人工智能、信息化等技術進行智能監控。

來源：中商產(chan) 業(ye) 研究院

一、智能光伏電站設備層分析

光伏是太陽能光伏發電係統的簡稱，是一種利用太陽電池半導體(ti) 材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為(wei) 電能的一種新型發電係統，有獨立運行和並網運行兩(liang) 種方式。太陽能光伏發電係統分為(wei) 兩(liang) 類，一種是集中式，如大型西北地麵光伏發電係統；一種是分布式，如工商企業(ye) 廠房屋頂光伏發電係統，民居屋頂光伏發電係統。光伏產(chan) 業(ye) 上遊包括單/多晶矽的冶煉、鑄錠/拉棒、切片等環節，中遊包括太陽能電池生產(chan) 、光伏發電組件封裝等環節，下遊包括光伏應用係統的安裝及服務等。中國光伏產(chan) 業(ye) 經過多年發展，產(chan) 業(ye) 鏈完整，製造能力和市場占比均居全球第一。

光伏產(chan) 業(ye) 鏈上遊環節主要包括矽料、矽片的生產(chan) 。多晶矽料是信息產(chan) 業(ye) 和太陽能電池產(chan) 業(ye) 的基礎原材料，由石英砂加工的冶金級矽精煉而來，用於(yu) 製造基於(yu) 晶體(ti) 矽的電池組件。多晶矽材料可以先被鑄成矽錠，然後切割成片，加工成多晶矽矽片。

（1）多晶矽

數據顯示，2005年以來，在政策推動下，我國多晶矽產(chan) 業(ye) 曆經產(chan) 能過剩、淘汰兼並，行業(ye) 集中度不斷提高。部分先進企業(ye) 的生產(chan) 成本已達全球領先水平，產(chan) 品質量多數在太陽能級一級品水平。2018年，全國多晶矽產(chan) 能超過萬(wan) 噸的企業(ye) 有10家，產(chan) 能利用率保持在較高水平，產(chan) 量超過25萬(wan) 噸。2019年多晶矽產(chan) 量達到34.2萬(wan) 噸。中商產(chan) 業(ye) 研究院預測2020年我國多晶矽產(chan) 量達45萬(wan) 噸。

數據來源：中國光伏行業(ye) 協會(hui) 、中商產(chan) 業(ye) 研究院整理

隨著國內(nei) 市場的快速發展，光伏市場的不斷擴大，2019年我國多晶矽產(chan) 量呈爆發性增長，2019年我國多晶矽產(chan) 量同比增長32%。

數據來源：中國光伏行業(ye) 協會(hui) 、中商產(chan) 業(ye) 研究院整理

（2）單晶矽

另外，矽料也可以熔爐後植入單晶矽籽晶，拉伸為(wei) 圓柱晶棒，再被切割成片，加工成為(wei) 單晶矽矽片。單晶矽是單質矽的一種形態。熔融的單質矽在凝固時矽原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶麵取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶矽。

隨著光伏市場的不斷發展，高效電池將逐漸占據市場的主導地位。根據中國光伏行業(ye) 協會(hui) 的預測，未來幾年單晶矽電池市場份額逐步增大，2018年單晶矽片市場份額已經超過40%，2019年超過一半，其中N型單晶矽片的市場規模也將逐年提升。

（3）矽片

矽片是在多晶矽錠和單晶矽棒基礎上進一步經過線切割機加工製成，是製造太陽能晶矽電池的基礎材料。我國是矽片生產(chan) 大國，國內(nei) 產(chan) 量占全球產(chan) 量超90%。2018年我國矽片產(chan) 量超過100GW，同比增長約19.1%。目前，全球前十矽片生產(chan) 企業(ye) 均位居中國大陸，我國矽片產(chan) 量進一步擴大，2019年約為(wei) 135GW。

光伏產(chan) 業(ye) 鏈中遊主要環節為(wei) 電池片及光伏組件。

（4）電池片

將矽片加工成為(wei) 太陽能電池片，是製成光伏組件的中間工序。電池片的光電轉換效率直接影響整個(ge) 光伏係統的效益，光電轉換效率的提升主要依靠技術更新換代。近年來新發展的PERC、MWT、黑矽、切半、MBB等技術不斷推高轉換效率的同時降低成本，支撐了晶矽電池市場競爭(zheng) 力的持續提升。其中，以目前所有高效電池片的技術來看，PERC電池技術是投資成本最低、產(chan) 線兼容率最高、效率提升最明顯的技術之一。

2019年，盡管在政策調整下，我國光伏應用市場有所下滑，但受益於(yu) 海外市場增長，我國光伏各環節產(chan) 業(ye) 規模依舊保持快速增長勢頭。截至2019年底，我國電池片產(chan) 量108.6GW，同比增長27.7%，PERC單晶電池量產(chan) 平均效率達22.3%。

（5）光伏組件

光伏組件是基於(yu) 電池整合的具有封裝及內(nei) 部聯結的，能單獨提供直流電輸出的、最小不可分割的光伏電池組合裝置。光伏組件是太陽能發電係統中的核心部分，也是太陽能發電係統中最重要的部分。2019年，我國光伏組件產(chan) 量98.6GW，同比增長17.0%。

（6）智能零部件及係統

除了光伏組件以外，智能光伏電站還需要智能逆變器、控製器、匯流箱、儲(chu) 能係統、跟蹤係統等，這些環節涉及遠程控製、數據采集、數據分析等智能技術。

此外，推進光伏產(chan) 業(ye) 鏈條各環節智能化、製動化，還可以在多晶矽生產(chan) 、收獲、運輸、破碎、分揀、清洗、包裝上實現機械化與(yu) 自動化；提升鑄錠爐、單晶爐等自動化水平；推廣電池生產(chan) 自動製絨、自動上下料、自動導片機等設備；加大自動串焊機、自動擺串機、智能層壓機、自動焊接機、自動削邊機、自動裝框機、自動灌膠機等組件生產(chan) 設備的使用；研發並應用疊層自動焊機、接線盒自動焊接、第二層EVA/背板自動鋪設、自動包裝等設備；推動逆變器檢測、包裝、運輸、現場安裝等環節機械化、自動化智能化等。

二、智能光伏電站集成層分析

智能踏勘，通過無人機等技術進行光伏係統建設踏勘，在雲(yun) 端完成2D/3D建模。無人機是一種由無線電遙控設備或自身程序控製裝置操縱的無人駕駛飛行器，通過無人機，基於(yu) 熱紅外成像相機、圖像處理技術等，可以對光伏電站站麵積遼闊，地形起伏等信息進行收集，利於(yu) 智能電站的規劃、建設。

光伏電站的建設受到勘測地理信息數據、屋頂承重能力、當地輻照條件、產(chan) 品價(jia) 格等因素影響，基於(yu) 智能化光伏設計係統可以對不同組件、逆變器、電氣方案、支架方式等進行模擬方案比對。通過智能設計，選擇更優(you) 的建設方案。

智能施工涉及采購、施工過程、質量檢測、電站測試、驗收等方麵，智能化的管理可以實現工程進度實時監控、成本控製、庫存管理、人員調配與(yu) 施工問題預警。

三、智能光伏電站運維層分析

智能光伏電站的運維包括智能清洗、智能巡檢、智能監控。隨著科技的發展，越來越多的新興(xing) 技術應用在光伏電站中。

目前，智能光伏電站通過ERP（企業(ye) 資源計劃）、MES（生產(chan) 過程執行係統）、PLC（可編程邏輯控製器）、SCADA（數據采集與(yu) 監視控製係統）、SRM（供應鏈管理係統）、PLM（產(chan) 品生命周期管理係統）、CRM（客戶關(guan) 係管理係統）等信息化管理係統，進一步推進生產(chan) 流程全信息化管理。同時，隨著人工智能、5G通信技術的應用推進，光伏產(chan) 業(ye) 與(yu) 新一代信息技術加速融合，機器人、無人機等產(chan) 品投入使用。