2017 光伏产业运行情况及智能化发展趋势分析
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一直以来，我国的光伏产业发展均位于世界前列，“十三五”期间的光伏发电市场多元化发展格局继续深化。当智能制造、工业4.0成为全球工业制造领域最热门词汇时，中国光伏行业正在寻求转型。如何进一步降低成本、提高转化率、增强国际竞争优势是摆在行业面前的一道道考题。
2017年光伏产业总体运行情况
2017年，受国内光伏分布式市场加速扩大和国外新兴市场快速崛起双重因素影响，我国光伏产业持续健康发展，产业规模稳步增长、技术水平明显提升、生产成本显著下降、企业效益持续向好、对外贸易保持平稳。在技术进步及生产自动化、智能化改造的共同推动下，我国领先企业多晶硅生产成本降至6万元/吨，组件生产成本降至2元/瓦以下，光伏发电系统投资成本降至5元/瓦左右，度电成本降至0.5-0.7元/千瓦时。
2017年国家陆续发布了一系列光伏利好政策共16项，尽管有了密集出台的政策铺路，但当前我国光伏产业仍面临着一系列待解难题：产能持续释放，市场供需压力加大；产品结构单一，产业技术创新薄弱；弃光限电严重，东西部供需矛盾突出；光伏补贴拖欠，影响产业链正常运行；受贸易保护影响，光伏“走出去”前景不容乐观。
其中最重要的就是科研投入不足。我国光伏产品以晶体硅电池为主，且主要集中在常规电池环节，产品结构相对单一，在异质结（SHJ）等高效电池和产品可靠性方面与国外相比仍存差距，基础研究亟待提升。此外，我国在光伏高端电池工艺及装备、材料方面仍有不足，包括黑硅、PERC、N型技术等所需的关键设备仍依赖进口，智能化工厂系统集成能力仍有待提升。虽然已有部分光伏制造企业经过自主研发创新，实现产线人力成本降低70%以上，大幅提升了盈利能力。但我国行业整体基础研究薄弱的趋势没有扭转，市场规模扩张的同时遭遇技术升级动力不足，成为制约光伏产业做大做强的掣肘。
近年来，随着“工业制造2025”的提出和相关智能软、硬件的突破，智能制造已成为包括光伏企业在内的众多制造业企业新的发展方向。光伏智造源于技术推动和需求拉动双重作用：
一方面，智能化是企业利用最新技术改造自身的主动选择。光伏产品保质期长，一般在25-30年左右，随着产品产量的不断积累，传统的手工建档方法将占用大量的物理存储空间，追踪查询也十分繁琐，而随着自动化、智能化、柔性化技术日趋成熟，光伏企业生产管理方式必然会向智能化升级。
另一方面，智能化是产业发展到一定水平的必然要求。目前光伏应用企业普遍要求上、中游企业对产品的各项生产信息提供溯源，倒逼光伏制造企业对生产线进行智能化改造。
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智能化改造优势明显
光伏制造产业竞争激烈，平均利润微薄，加上外部环境变化和政策风向调整，多数企业时刻面临着生存风险。在此环境下，光伏企业生存之道在于“高转化率+低成本”。在高转化率方面，近年来我国光伏企业不断取得突破，目前行业平均转化率已达18%，龙头企业的转化效率更是全球领先。在降低成本方面，除了技术进步因素之外，制造、运营、管理等环节的成本控制仍有很大空间，这也是企业挖掘盈利潜力、保持竞争力的重要领域，而智能化则是帮助实现成本节约、质效提升的关键手段。智能化不仅仅是简单的机器替人，它在许多方面提升了传统制造的效率和质量，全方位降低了光伏制造的成本，增强企业的盈利能力。
★降低库存成本
光伏产业是后发优势明显的产业，由于产品和设备更新换代速度快，大企业往往面临着进退两难的发展局面，规模大可以产生规模效应，但又面临着产品被淘汰、产能过剩的风险。因此，库存控制是产业发展十分重要的一环。而智能化能实现信息流全部畅通，打通研、产、供、销整个链条，进行智能分析和控制，由“库存生产”转向“按单生产”，可有效缩短库存周期，大幅提升产业的利润水平。
降低人力成本
自动化设备能够部分取代人工操作，实现“机器换人”，而智能化则可以让设备互联，实现在线工艺的自动控制和设备之间的信息通讯，进一步降低人工干预程度。
降低管理成本
首先，通过系统层“ERP+MES”的智能化支撑，每个光伏产品可生成唯一的序列号，可以随时对产品生产过程任一环节进行溯源和追踪，调出来料、工序作业、质检、出货等所有相关信息，较人工归档管理效率成倍提升；其次，智能化系统对生产线的产能、产品质量、生产设备状况实时监控，能快速分析和调配产能，及时发现问题并自动发送信息给对应的管理层级，有效提升监测管理效率。此外，智能化生产布局使得基层管理设计更加简洁，“交接制”变成“全天候负责制”，沟通成本大幅降低。
降低损耗成本
机器比人工有更高的精准度，据工信部数据显示，智能化制造使得全行业良品率平均提升近1个百分点。对规模大的企业来说，1%的良品率提升意味着上千万成本的节约，对增强企业盈利能力有重要作用。精准度提升在串焊环节尤为明显，以前由人工目测判断，效率低下，人眼易疲劳出错，而利用智能化视觉系统判定后，不仅效能提升10倍以上，且能够达到零差错。
龙头企业示范作用
事实上，大部分的光伏企业已经逐步实现由“制造”向“智造”的转型。在上游智造业环节，市场目前呈现两极分化的态势，龙头组件企业基本上处于满产开工的状态，而二、三线的光伏企业订单较少，生存空间被不断挤压。行业内部已经达成了“不创新就被淘汰”的共识。
通威太阳能(成都)公司S2车间里,几辆无人驾驶的IGV智能小车往来穿梭忙着下料，在这里，单晶硅片经过制绒、扩散、刻蚀、退火、镀膜、丝网印刷、测试分选七道完整精密的工序，“化身”为一张张电池片。在这条被称为“世界首条工业4.0高效电池生产线”的车间，除了几位监督人员外，整个电池制造环节全部由高度智能化、自动化生产设备完成。
这条生产线于2017年9月投产，在全球光伏发展中具有里程碑意义。门口的数字屏显示着工厂的运转情况，生产车间的实时画面，订单效率、A品率、碎片率，以及车间内的湿度、温度、清洁度等都直观可见。数据显示，该生产线每天能生产高效电池135万片，同等产能下，用工减少40%，能源消耗降低30%，生产效率提升25%。
PERC是提升太阳能电池效率的主要技术，被业界认定为是未来2-3年能够主宰太阳能电池市场的主流技术。2016年10月湖南红太阳光电公司建成并投入生产了目前国内首条自动化程度最高、单线产能最大、单位能耗最低的PERC 高效电池智能制造生产线。通过将PERC技术与智能制造深度融合，可使电池平均转换效率达到20.5%，生产效率提高20%，运营成本降低20%，能源利用效率提高15%。
2017年5月，红太阳光电成功中标国内某知名光伏上市公司300WM高效电池整线自动化项目，红太阳光电以8个月的时间实现了光伏智能制造从示范到产业化输出，成为国内首家在光伏制造领域为客户量身定制“高效电池+智能制造”整线系统集成解决方案和交钥匙工程单位。
协鑫集成旗下的智能制造团队自主研发了高速自动焊接机、高精度排版一体机、机器人码垛分档系统等一系列智能设备及系统，改造11条全自动组件生产线，导入28项自动化项目，在张家港基地成功打造备受瞩目的“黑灯工厂”，创造了26项全球行业第一。该智能车间于2017年8月正式进入无人化关灯生产，自动化水平达到了92%。改造之后，车间所需人力由以前52人降到了8个人，生产效率提升50%，制造成本下降30%，综合成本降低1%；不良率降低0.1个百分点，质量优良率提高21%；交货周期缩短30%。
随着全球能源短缺和环境污染问题凸显，光伏产业已成为各国普遍关注和重点发展的新兴产业。为进一步规范我国光伏产业发展、推动产业转型升级，促进我国光伏产业迈向全球价值链中高端，下一步国家将重点做好如下工作：深入实施《中国制造2025》，发布《智能光伏产业发展行动计划（2018-2020年）》。推动光伏产业智能化升级，鼓励大数据、NB-IOT等信息技术在光伏领域应用；推动互联网、大数据、人工智能与光伏产业深度融合。探索推进在建筑、水利、农业、扶贫等领域应用示范建设。合力推动智能光伏产业发展，积极培育世界级先进制造业集群。加快推进《太阳能光伏产业综合标准化技术体系》实施，提升产业配套能力。
中国光伏产业曾经大而不强，一度遭遇危机。如今，众多中国光伏企业，以智能制造为手段推进技术创新，正在成为全球光伏产业的强者＋智者，托起我们的‘光伏强国梦’。
文章来源：深度工厂
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