中国光伏物联网产业发展报告（2023年）

智慧能源报告系列： 2023年中国光伏物联网产业分析报告 AIOT星图研究院 2023年2月 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 2 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 3 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 4 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 5 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 6 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 7 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 8 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 9 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 10 物联网产品、方案，尽在IoT库www.iotku.com 11 前言 光伏物联网是指通过利用物联网技术对光伏电站的关键设备、气象环境等数据进行采集、传输，以进一步实现数字化智能化应用的新型基础设施、应用模式和产业生态，是物联网在光伏发电行业的重要应用。 2022年1月29日，国家发改委和国家能源局联合印发的《“十四五”现代能源体系规划》中提出，加快信息技术和能源产业融合发展，推动能源产业数字化升级，加强新一代信息技术、人工智能、云计算、区块链、物联网、大数据等新技术在能源领域的推广应用。2023年3月31日，能源局又发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》，提出要以数字化智能化技术加速发电清洁低碳转型，发展新能源功率预测技术，统筹分析有关气象因素、电源状态、用户需求、储能配置，提升分布式新能源智能化水平。随着我国现代能源体系规划和能源数字化智能化发展不断推进，光伏物联网将在其中起到重要的支撑作用。 为了助力光伏物联网及其生态系统的健康发展，把握新时期光伏物联网行业发展方向，AIOT星图研究院联合物联传媒、深圳市物联网产业协会等单位共同研究编制了《中国光伏物联网行业分析报告（2023）》。报告对光伏物联网的业务场景、体系架构、产业现状，以及关键智能设备、智能传感器等进行了分析，并提出了光伏物联网未来发展的策略建议，为我国光伏物联网产业的健康发展提供参考。 我们努力将过去数月的市场调研和市场研究成果呈现给大家。限于我们的能力和眼界，其中疏漏和不当之处，敬请大家指正。我们愿与产业同仁一起，携手共推物联网产业的健康有序发展。 目录 前言12 第一章光伏物联网概述16 一、光伏物联网定义16 二、光伏物联网业务场景16 三、光伏物联网体系架构17 四、光伏物联网发展历程18 五、光伏物联网应用现状21 六、光伏物联网产业现状22 七、光伏物联网发展趋势24 第二章光伏发电市场分析26 一、光伏发电的碳中和背景26 二、全球光伏发电市场分析27 三、中国光伏发电市场分析31 四、中国光伏发电竞争格局34 五、中国光伏电站成本分析40 第三章光伏物联网市场分析41 一、细分业务场景：电站线上监测41 二、细分业务场景：设备故障监测44 三、细分业务场景：发电功率预测45 四、细分业务场景：光储EMS系统50 五、光伏智能设备：智能逆变器51 六、光伏智能设备：智能跟踪支架52 七、光伏智能传感器：电流传感器54 第四章光伏物联网应用实践60 第五章光伏物联网未来发展的思考61 一、光伏物联网未来发展机遇与挑战61 二、我国光伏物联网发展的策略建议63 图表目录 图表1：光伏物联网系统图16 图表2：光伏物联网主要业务场景17 图表3：光伏物联网系统架构图18 图表4：光伏发电系统的分类21 图表5：光伏物联网产业链构成22 图表6：光伏发电物联网平台架构24 图表7：过去十年光伏发电成本(LCOE)变化图27 图表8：2014-2022年全球光伏新增装机容量27 图表9：2022年全球光伏装机容量分布情况28 图表10：2023-2030年全球光伏新增装机预测(GW)29 图表11：2017-2022年中国光伏电站新增装机容量（GW）30 图表12：2017-2022年中国光伏电站累计装机量31 图表13：2022年全国发电装机容量构成（万千瓦）31 图表142022年中国新增光伏电站类型结构错误！未定义书签。 图表15：2030年和2060年各类电源装机容量及占比预测32 图表16：2023-2030年我国光伏新增装机预测（GW）33 图表17：2020-2060年各区域光伏电站装机容量预测33 图表18：2022年中国光伏发电市场竞争格局34 图表19：中国发电企业光伏电站装机容量TOP2034 图表20：2017-2023年中国光伏电站EPC服务市场规模（亿元）35 图表21：2022年中国光伏电站EPC总包企业20强36 图表22：中国光伏电站第三方运维代表性企业名单37 图表23：国内户用光伏代表性品牌38 图表24：2011-2021年光伏电站单位千瓦造价指标变化趋势38 图表25：2022年地面光伏电站项目单位造价构成39 图表26：2022年工商业分布式光伏电站投资成本构成40 图表27：2022-2030年中国光伏电站投资成本预测40 图表28：智能光伏电站在线监测系统组网图41 图表29：光伏电站设备监测技术路线优缺点对比42 图表30：光伏电站环境监测42 图表31：2016-2022年中国光伏电站在线监测市场规模43 图表32：光伏电站在线监测系统企业44 图表33：不同光伏发电故障诊断方法的优缺点44 图表34：各类光伏发电功率预测方法优缺点分析46 图表35：2019-2024年我国新能源发电功率预测市场空间47 图表36：2019年光伏发电功率预测市场格局47 图表37：中国储能EMS系统10强49 图表38：各类光伏逆变器优缺点分析50 图表39：2022年各类光伏逆变器市场占比51 图表40：2022年中国光伏逆变器市场TOP10企业51 图表41：全球跟踪支架出货量（GW）52 图表42：全球前10跟踪支架市场及其预测53 图表43：2020年全球光伏跟踪支架TOP1054 图表44：光伏电流传感器类型及优缺点55 图表45：2017-2022年中国霍尔电流传感器市场规模55 图表46：中国本土主要电流传感器厂商名单56 图表47：CHD集团光伏物联网建设方案与思路58 图表48：CHD集团数字化光伏电站功能设计59 图表49：CHD集团数字化光伏电站方案主要采集数据及用途59 第一章光伏物联网概述 一、光伏物联网定义 物联网(IOT，InternetofThings)技术，是指通过感知设备，按照约定协议，连接物、人、系统和信息资源，实现对物理和虚拟世界的信息进行处理并作出反应的智能服务系统。 光伏物联网是指通过利用物联网技术对光伏电站的关键设备、气象环境等数据进行采集、传输，以进一步实现智能化数字化应用的新型基础设施、应用模式和产业生态。随着光伏电站互联设备数量的增加，和支持工业级别数据采集、传输及互联技术、服务系统及软件技术等的进步，光伏物联网由此诞生。 图表1：光伏物联网系统图 二、光伏物联网业务场景 光伏物联网的建设目标主要是为了在光伏电站的运营活动中，实现对光伏电站的精细化管理，保障光伏发电系统长期运行的安全性和可靠性，提高发电效率，降低运维成本，减少现场人力投入和作业强度等；另外，光伏物联网还在光伏电 站的融资交易活动中，提供大数据支持，降低金融投资风险等。 光伏物联网主要业务场景包括光伏电站智能运维监测、光伏发电功率预测、无人机智能巡检、机器人智能清洗、光储EMS能量管理等。 图表2：光伏物联网主要业务场景 光伏物联网系统类型 功能和应用介绍 光伏电站在线监测 在线监测利用物联网技术可以实现对光伏发电系统的实时监测和故障诊断，通过自动化检测和预警系统，能够更快速地发现和解决系统中的问题。同时，还可以对系统的能源输出和需求进行有效管理和优化，支持能源的交易和分配。 光伏发电功率预测 发电功率预测系统可以通过对光伏发电系统的历史数据和环境数据进行分析，实现对未来发电量和系统性能的预测，并根据预测结果进行智能化的优化和调整。 无人机智能巡检 无人机智能巡检系统可以实现地形地貌分析、组件红外检测、组件表面灰尘检测、设备裂纹破损检测、光伏组件遮挡检测等故障分析与智能检测功能，可对设备发热异常故障合隐患进行诊断和精确定位，是电站高效、智能、组件级巡检诊断工具。 机器人智能清洗 机器人智能清洗可以对电站光伏组件进行定期自动清扫，无需人工值守，还能夜间运行，且运行频次自由设定，能根据场区环境定期清洁，还能彻底清除组件表面的灰尘及污垢，以提升发电效率。 光储EMS能量管理 光储EMS能量管理系统可以经济、高效、可靠地对光伏发电、储能充放电以及与电网的双向功率传输进行优化计算和调度。 资料来源：公开信息，AIOT星图研究院整理 三、光伏物联网体系架构 光伏物联网体系架构由设备层、感知层、网络层和应用层组成，如下图所示。其中，设备层主要包括逆变器、智能跟踪支架、储能系统等光伏电站设备，以及清洗机器人、无人机、气象监测站等辅助性设备；感知层主要实现对光伏电站的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，包括电流传感器、温度传感器、倾角传感器、辐照仪、风速风向传感器、红外热成像等。网络层主要实现信息的传输、路由和控制，可依托公众电信网和互联网，也可以依托行业专用通信网络，其中信息传输方式主要有线传输和无线传输两类；应用层主要包括光伏电站在线监测、光伏发电功率预测、无人机智能巡检、机器人智能清洗、光储EMS能量管理等。 图表3：光伏物联网系统架构图 资料来源：AIOT星图研究院 四、光伏物联网发展历程 光伏物联网行业的发展主要分为四个阶段：1、孕育期（2010年以前） 虽说光伏技术在上个世纪就已经出现，但真正规模化商用却是直到2000年后才开始兴起。2000年，德国率先推出光伏补贴政策，随后西班牙、意大利、日本等发达国家也纷纷对光伏发电进行大力扶持和推广，因此光伏发电开始在这些国家规模应用。世界光伏电池年产量也从2002年的540MW发展到2009年突破10GW。 国外光伏发电逐渐兴起的同时，出现了一些如太阳能追踪系统、电池组件监测系统等产品，主要应用于光伏发电系统中组件温度、电压、电流等参数的监测和管理，但这些系统的智能化程度还比较低，主要围绕数据采集、人工分析进行。德国SolonSE、美国SunPowerCorporation、瑞士ABB和德国SiemensAG等是国外早期开展光伏物联网业务的先驱公司。其中，瑞士ABB在当时推出了光伏电站集中控制系统，德国SiemensAG推出了光伏电站管理系统等。 中国在2010年之前主要参与光伏电池和组件环节的加工出口，自身装机规模较小，每年新增装机量远不到1GW，在全国电源总装机量中占比不足1%，光伏物联网尚处于课题研究阶段，实际应用较少。其中，中国科学院在2007年在西藏地区建立了30kwp的光伏电站，并利用实验室虚拟仪器平台技术LabVIEW自行研发了一套基于PC端监控的风/光互补型电站。而合肥工业大学采用VB3语言与ACCESS2.0数据库，研制出了一套基于Windows平台下的光伏电站监测软件，并能采集光伏电站的各个参数。 2、萌芽期（2011-2013年） 2011年，由于欧洲债务危机的全面爆发，各国开始调整政府补贴政策，降低对光伏发电项目的补贴标准，加之美国与欧洲相继对中国光伏产品展开“双反”调查，海外市场需求出现大幅萎缩，之前大幅扩张而增加的产能严重过剩，导致全球光伏行业供需失衡，国内光伏生产企业大幅缩产。 此时，国内光伏发电开始快速发展。2011年我国陆续发布了《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》、《国家发改委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》等产业政策，规定2011年7月1日前核准建设、2011 年12月31日建成投产且发改委核定价格的光伏发电项目，上网电价统一核定为