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近日,华为举办2025智能光伏十大趋势发布会。2024年,新能源政策持续利好,全球光伏市场保持高速增长,新增装机超过520GW;储能市场爆发,新增装机超过190GWh。其中,构网储能更是被证明可有效解决电网的稳定性问题,加速光伏从“补充电”成为“主力电”的进程。对此,展望2025年,华为对光储发展的判断提出1个核心,3个关键支撑,6个技术应用,共构成十大趋势。
“光风储发电机”是光伏成为主力能源的核心
近年来,碳中和成为全球共识,光伏得益于强有力的政策支持和持续的成本降低,已成为推进可再生能源发展的中坚力量,光伏也从过去的“补充电”,发展到现在的“稳定电”“重要电”。
根据国际能源署的预测显示,到2030年,全球光伏总装机容量将增长至三倍,预计光伏行业将继续保持快速发展态势。如何有效平抑新能源发电的波动性,提高可再生能源的利用率、解决电力电子设备带来的震荡问题,维持电网稳定成为光伏成为“主力电”的重要挑战。
华为数字能源智能光伏产品线总裁周涛表示,“光风储发电机”解决方案可以有效改善上述两个问题,其核心是涵盖器件、架构、算法三大方面的构网技术体系,华为智能光风储发电机已实现规模商用,并成功通过技术鉴定,将加速光伏成为主力能源。
全场景构网、储能安全、全生命周期智能化是关键支撑
在新能源快速发展的大背景下,越来越多的机械电磁系统正在被电力电子器件取代,传统电网正在向新型电力系统转型,电力系统的平衡和安全问题更加突出。储能作为灵活性资源,在新型电力系统的发、输、配、用各个环节都起到关键作用。为了提升电网的稳定性,构网技术可以与储能技术叠加,从而提供与同步发电机等同效果的电压、频率和功角的稳定支撑。
储能安全是新型电力系统安全稳定运行的保障。通过全场景、多维度的安全设计,实现储能设备从起火不扩散到冒烟不燃爆,储能系统从电网故障自隔离到电网故障自恢复,保证储能系统全生命周期安全可靠,进而支撑整个电力系统的安全。
新能源大规模装机将涌现出超大电站,届时,“规模庞大、环境恶劣、运营复杂”将成为大型电站管理的突出挑战。此时,新能源电站若实现全生命周期智能化,则可实现“自动驾驶”,在设计、工程规划建设、运维消缺、运营交易全流程阶段实现现数字化、智能化、无人化的管理,AI技术让未来的每个电站都变成数字化电站。
六大技术应用助力光伏成为“主力电”
第一,高频高密化。近年来,第三代半导体技术在光伏领域得到广泛应用。第三代宽禁带半导体器件的发展与应用,将大幅降低功率半导体的开关损耗,推动逆变器、PCS等电力电子变换器开关频率持续提升,向百千赫兹到兆赫兹迈进;同时,第三代半导体技术与数字化高频控制技术、磁技术相结合,将全面地提高电力电子变换器的整体工作效率,大幅提高产品功率密度。通过从晶圆到系统的技术创新,叠加高效散热技术、封装技术与集成驱动技术等,预计未来三到五年,光伏逆变器与储能PCS的功率密度将提升30%以上,进一步推动光伏系统的提质增效。
第二,高压高可靠。高电压持续降低光储系统度电成本,高可靠持续提升系统可用度。光伏系统直流电压从600V到1500V,交流电压从220V到未来的1000V,技术不断创新,持续提升直流、交流电压等级,系统度电成本不断减低。同时,高电压也会降低线缆损耗,提高发电效率。因此,光伏电站将会继续高压化发展的趋势。高压对系统的可靠性提出了更高的要求,两者兼备方可支撑电网安全稳定运行。
第三,100%新能源微网。电能是现代人类广泛依赖的能源形式,但全球电力供应不均衡问题依旧突出。至2024年,全球约有7.5亿人口仍未享受电力服务。部分区域虽有供电,但基础设施薄弱,难以应对极端天气和用电高峰,停电事件频发。过去二十年,微电网因需在经济性和稳定性间权衡,难以大规模推广。一些地区依赖柴油发电机供电,尽管稳定但成本高昂,每度电可达3元,且伴随噪音和维护难题。相较于柴油发电机,传统新能源微网成本较低,却受新能源不稳定性和调度能力限制,稳定性不足。分层控制是微网系统在经济性和稳定性之间实现最佳平衡的核心,让无电、缺电区从计划用电走向灵活自如用电。
第四,光储充用协同。随着能源清洁化和交通电气化的进程加速,光伏渗透率不断攀升,大规模随机性负荷接入,未来配电网将面临承载力和消纳力不足的问题。通过光储充用协同,不仅能够促进光伏消纳,避免潮流反送,进一步提升光伏的渗透率,也能避免配电过载,减少增容改造,加快电动汽车基础设施建设。
第五,能源社区共享。未来,在家庭用电之余,能源从单个家庭走向社区化聚合,在社区内实现电力共享,实现区域能源的独立管理。能源社区共享在部署可再生能源、提高效率、可靠电力供应、减少电费和创造就业机会等方面都显示出明显的优势,推动能源转型的同时也为政府、企业和用户带来更多益处。
第六,全商业模式灵活适配。一体化平台适配多元化商业模式,持续带来更高收益。未来的储能系统应具备灵活的架构设计,在一套硬件配置基础上,通过软硬件高度融合,支持灵活扩容、平滑演进,应用于多种商业模式;同时,可开放共享,对接电力市场交易,最终打造成全商业模式灵活适配的储能系统,更有效支撑新型电力系统的发展。