智能制造是在传统制造技术的基础上融合了检测与传感、网络、自动化、人工智能等先进技术，通过智能化的数据采集与感知,实现产品设计、生产、管理、服务等制造活动的智能化。我国的智能化制造发展远远落后于发达国家。而相比其他大宗原材料类产品、材料，特别是高性能无机非金属材料，由于其结构的复杂性和性能的多样性，其智能化制备在中国的发展更为缓慢。然而，经过几代人的努力，一个又一个难题在克服，一项又一项奇迹在创造，中国工程以其特有的魅力，开始向全世界展示中国科技人员的智慧！

《硅酸盐通报》年第3期刊登了来自中国建材国际工程集团有限公司官敏等撰写的特别报道《太阳能光伏产业智能化开发及应用》，是中国科技人员在智能制造方面的又一杰出成就。文章分别从智能光伏全产业链一体化管控系统、薄膜太阳能电池生产智能化自动控制系统、光伏电站集中运营分析系统、分布式光伏发电智能监控系统、光伏太阳能组件智能化生产车间系统这5个方面对CTIEC的光伏产业智能化开发做系统介绍，并从市场化应用的角度，对近年来实施的典型项目进行重点说明。

文

章

导

读

我国新能源产业发展迅速，十年内就完成了从刚起步到世界领先的过程。截至年底，我国光伏发电累计装机约GW，新增装机48.2GW，连续七年全球领先。但与发达国家相比，我国在新能源领域存在高投入低产出、智能化程度不高、核心技术对外依赖严重等问题。当前，国民经济各行各业，依托新一代通信技术，实现工业化与信息化的深度融合，已成为产业发展转型和技术革命的重要引擎。对光伏产业而言，提升产业的信息化水平，特别是系统应用的智能化水平，既是破解制约产业可持续发展瓶颈问题的钥匙，更是实现光伏发电高比例接入的基础。

掌握核心智能化技术不只是产业期望，也是大企业当仁不让的责任。中国建材国际工程集团有限公司(CTIEC)坚持围绕智能光伏上、中、下游全产业链提供整体系统集成解决方案。产业链上游以晶硅、薄膜(碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS))光伏组件的智能制造全过程，借助工业4.0、光伏组件生产管理系统（MES）大数据分析处理，实现光伏组件的全生命周期智能管理；产业链中游以光伏工厂、建筑光伏一体化(BIPV)、分布式电站、光伏智能公路、光伏农业以及光伏扶贫为主要应用；产业链下游涵盖光伏产品、光伏电站、工厂等的智能设计、智能施工、智能转换、智能储能、智能监控、智能运维、智能分析等。

智能化开发

1.智能光伏全产业链一体化管控系统

智能光伏全产业链一体化管控系统是基于互联网、云计算、大数据的新一代信息技术，建立了基于MES的智能化光伏组件生产工厂，通过对光伏电站的设计管理、采购管理、建设管理进行整合，形成了光伏电站工程项目全方位、一体化、集约化管理，并配有光伏电站建设施工智能化监控，通过远程专家系统的大数据分析和移动智能终端，实现光伏电站远程诊断和移动化运维。管控一体化平台由四个部分组成：智能光伏云中心、MES、光伏电站工程项目管理系统(ERP)、光伏电站运营管理系统（PCS）。

图1智能光伏全产业链一体化管控系统集成

图2智能光伏云中心

2.生产薄膜太阳能电池智能化自动控制系统

生产薄膜太阳能电池的智能化自动控制系统包括MES、LC(线控)、ERP三位一体的自动控制功能，大规模智能分布式仓储存取片功能以及智能机器人封胶、自动装箱码垛等功能模块，契合薄膜太阳能电池生产线工序繁多、关键节点多的特点，满足了智能化连续生产的需求。

图3LC、MES、ERP三层数据平台

图4薄膜太阳能电池生产的智能化自动控制系统集成

3.光伏电站集中运营分析系统

光伏电站集中运营分析系统利用计算机软件技术、计算机网络技术、自动监测与远程监测技术、通信技术和相关的专业技术，建立起一套高效、稳定的光伏电站专业监测、分析系统，为光伏电站运维和决策分析提供技术保障方案。

图5光伏电站集中运营分析系统组网图

4.分布式光伏发电智能监控系统

分布式光伏发电智能监控系统能够提供分布式光伏发电站设备的实时数据采集、光电远程控制模块、数据转发、实时监测、智能告警、故障录波分析、事故追忆（PDR）和事故反演以及定值管理等技术功能。

图6分布式光伏发电智能监控系统组网

5.光伏太阳能组件智能化生产车间系统

光伏太阳能组件智能化生产车间是在传统车间生产设备自动化升级改造后，集成了ERP、HR（人力资源管理系统）、CRM（客户管理系统）、MES、Portal（企业门户平台）等系统，实现光伏组件生产管理的协同化、数字化、透明化、可视化以及智能化，可实现车间现场生产数据的实时更新、质量数据的采集及闭环反馈、生产过程的质量追溯等功能。同时支持触摸屏、安卓系统操控，以及RFID（射频识别），条形码输入的数据携带技术。极大降低了人员管理负担，提高了生产效率。

图7光伏太阳能组件智能化生产车间

图8物料配送自动化

市场化应用

1.上海市松江区SJ-13-号地块BIPV项目

上海市松江区SJ-13-号地块的BIPV项目装机容量为kW，总投资约万元，整体系统集成解决方案全部由我公司设计完成，建成后预计年发电量约25万kW·h，采用全自动化的监控和管理系统，可以每天监测光伏电站的环境数据和发电量数据，整个电站真正实现了“无人值班，少人值守”。

图9上海市松江区SJ-13-号地块BIPV项目

2.蚌埠市奥林匹克体育中心屋顶光伏电站项目

蚌埠奥体中心屋顶光伏电站项目是CTIEC为蚌埠市提供的一体化系统集成解决方案，所用材料为CIGS薄膜光伏组件(余片)，搭配以电站集中运行与监控管理系统，装机容量达kW，主要安装于体育中心体育馆屋顶以及体校教学楼和综合馆屋顶，总计占用屋顶面积约m2，年发电量50万kW·h左右，不仅可以满足体育馆用电需要，还将多余电量通过线路返回电网，为电网补充电能，实现“自发自用、余电上网”的发电模式。

图10蚌埠市奥林匹克体育中心屋顶光伏电站项目

3.浙江省高速光伏充电站

浙江省高速光伏充电站项目由浙江省政府与CTIEC合作，共同打造的高速光伏充电站试验区。经过实地考察与精心策划，CTIEC通过系统集成了CdTe发电技术、CdTe薄膜太阳能组件、高质量储电技术、充电桩位置优化、智能一体化管控系统等，为浙江省政府高速光伏充电站建设提供了一体化建设方案。

图11浙江省高速公路光伏充电站

4.成都智能光伏公交站项目

成都智能光储公交站项目，其顶棚上采用的是CTIEC提供的碲化镉弱光薄膜太阳能组件，可以直接作为候车亭顶棚，外形美观。整个安装过程非常简便，不需要申请电网增容，也不需要额外架线或挖地施工。以成都市双流区大晨真空站的智能光伏公交站为例，顶棚共有22块碲化镉薄膜太阳能组件拼合成约40m2的发电玻璃，每块发电玻璃的功率为W，每天平均日照3h即可发电0.56kW·h，每天可产生电量12kW·h，可满足成都市一般家庭的夏季高峰每天的用电。该智能光储公交车站的建成受到了成都市政府交通部门领导的肯定及好评，对成都深化智慧交通建设具有里程碑式意义。

图12成都市双流区智能光伏公交站

5.张家口市村级光伏扶贫电站工程

CTIEC积极围绕脱贫攻坚目标，根据实地调研情况及对各村镇的贫困村光伏扶贫条件摸查情况，在张家口市张北县开工建设了14个村级分布式光伏扶贫电站，建设总容量7.38MW，可帮扶贫困户户。目前已建成的14个村级分布式光伏电站均为无人值守站，运维管理均以远程监视为主。

扶贫电站的光伏支架系统全部采用单轴跟踪式，即利用抬高的支架底部空间进行开放式的畜牧养殖。一方面为地区经济发展提供了一定的电力保障，另一方面将带动地区相关产业发展，极大改善地区人民生活水平，将对地区和当地经济建设起到积极的支持作用。

图13张北县分布式光伏扶贫电站项目

结

语

光伏产业已处在高速度向高质量发展的转型期，以互联网、大数据、人工智能、区块链、5G等新一代通信和信息技术为抓手，提高光伏应用的智能化水平，进而实现产业的高质量发展已是不二选择。CTIEC作为光伏全产业链整体解决方案提供商，利用自身设计及工程技术平台，同时融合下属分公司、子公司以及上下游企业在智能光伏基础材料、组件、装备等方面的技术突破和生产的资源优势，已走在光伏产业智能化建设的前列，这对于提升我国光伏产业整体竞争力，推动光伏产业智能化升级起到积极示范作用。

文章信息

特别报道——中国工程《太阳能光伏产业智能化开发及应用》

作者：官敏，于涛，常郑，胡匡艺，盖琳琳，艾晓晶，盛嘉诚，储静远

单位：中国建材国际工程集团有限公司

关键词：光伏产业；智能化；薄膜太阳能电池；光伏太阳能组件

基金来源：上海市国际科技合作项目（18520731）；上海光电玻璃装备工程技术研究中心能力提升项目（18DZ2280）

出处：太阳能光伏产业智能化开发及应用[J].硅酸盐通报,,40(3):-

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