更高的效率-——ABB以逆变器和机器人助力光伏业

来源：Solarbe.com&Shine《光能》杂志发布时间：2011-04-21 16:51:10

“For a Better Efficiency”英文标题

ABB的公司口号是“for a better world”，现在，他们正在积极以逆变器和机器人投身光伏产业，致力于为这个行业提供更高效的生产效率和更高效的转换率。

1988年，两家百年老店——瑞典的阿西亚公司（ASEA，成立于1883年）和瑞士的布朗勃法瑞公司（BBC Brown Boveri，成立于1891年）合并为如今的ABB公司，到如今ABB的业务遍布全球100多国家，拥有12.4万员工。2010年《电气时代》杂志根据中国权威统计机构数据推出的“中国电气工业100强”排行榜上，ABB的10家在华的子公司均榜上有名，当之无愧的自动化和电力的领军企业。

虽然ABB在2010年销售额高达320亿美元，但实际上他们给这个世界带来的改变却远超回报。在过去的2个世纪中，ABB创造了全球第一套三相输电系统、第一台自冷变压器、高压直流输电和第一台工业机器人。他们的产品影响着汽车、船舶、石油和天然气、电力和交通等领域，而随着光伏业的发展，他们在光伏电站和光伏机器人方面同样做得风生水起。2010年ABB在华业务达47亿美元，以逆变器为主的电站解决方案和光伏机器人也占据了相应的份额。

电站解决方案——更高的收益率

ABB拥有全系列电力变压器和配电变压器，高、中、低压开关柜产品，交流和直流输配电系统，自从2009年进入光伏行业后，陆续开发了集中型光伏逆变器和组串型光伏逆变器等产品线。

在战略部门做了大量工作和决断后，2009年9月ABB开始研发光伏用逆变器，在此之前他们在风能领域已经有很丰富的经验。但这在当时看来实在是个莽撞的举措，光伏市场刚刚从金融危机中出露曙光，未来是否会出现任何反复，谁也说不清楚。所幸，后续的市场一直按着ABB的思路来走，2009年第四季度出现了井喷式的爆发，到2010年4月ABB（第一款逆变器型号）产能释放时，恰逢全球范围的逆变器紧缺，做为光伏电站的重要环节，逆变器的质量直接决定了客户的收益率，因此许多客户烦恼于究竟是购买新面孔的品牌还是继续漫长的等待，寄望于SMA、KACO满负荷的生产线能够早点把产品生产出来以便在7月1日前赶上补贴政策。这个时候，ABB推出逆变器的消息让他们很兴奋。

“做为品牌拥有非常高的认知度而又专长于电力行业的ABB，无疑是他们最愿意尝试接受的。”ABB北亚区及中国风电业务经理亚睿·图卡（Jari Tukia）说，“很多客户知道我们进军光伏逆变器领域都非常高兴，我们在大功率产品上有非常领先的技术水平，因此在产品正式推出时，订单纷纷而来。”

首款光伏逆变器命名为PVS800，这款集中型逆变器专为100-500kW的大功率设计，具有全方位的直流与交流保护和功率因数补偿功能，模块化的设计更加节省空间，安装快速简便；在ABB预防性维护服务支持下，ABB承诺逆变器至少提供20年的可靠运营。

ABB在研发PVS800时，吸收了大量从风电领域积累的经验，并采用了风电变流器的成熟的技术理念，逆变器的交流与直流端都配备过电压保护和电网检测技术，能够根据不同国家的要求进行优化。

光伏和风能发展的一大制约就是可能对电网造成冲击。ABB将风电变流器配备的无功功率因数补偿、功率下降和低电压穿越等特色应用到PVS800上，对各国电网不同的稳定要求提供良好的支持，并具备现场总线接口和可进行本地和远程监测与控制，MPPT精度高达99%，业主如果选择了ABB提供的全套解决方案，可以很容易的远程监测该电站的发电情况，同时也能够对设备进行监控，提前更换可能出现问题的设备，缩短了维护周期。

亚睿·图卡介绍，ABB也在研发更大功率，比如1MW以上的逆变器产品。“对我们来说，这不是难事。”

谈起2010年的市场业绩，Jukka Nurmi说ABB目前的主要是从仍然在欧美。德国、西班牙、比利时等国家已有应用，目前正是向中国强力推广阶段，但中国与欧洲市场不同的是中国本土的逆变器供应商非常多，竞争也更加激烈，但他仍然表示对中国市场抱有信心：“逆变器只是电站成本的一小部分，但它却和组件一样对客户的回报率起着决定性的作用，所以我相信越来越多的客户都会选择ABB这样的知名品牌。何况中国市场的经济增长和市场处于萌芽期，都是我们对中国市场信心满满的原因。同时我想未来中国的市场也会向着小功率系统迈进。”（请举例合作项目、销售业绩和相关）

3月11日，ABB宣布为意大利公司Phenix Renewables在意大利中部拉齐奥地区建设24MW的光伏电站，合同总价5000万美元，ABB负责整个电站的设计、施工、安装、土建和调试工作，计划在四个月内采用电厂电气系统解决方案（eBoP）完成建设。每年发电量将达到3500万度。

在这个电站中，ABB提供了包括低压和中压开关柜、变压器、电缆、自动控制系统和保护设备等，并采用了单轴跟踪系统，组件则由REC提供。值得一提的是，他们还将建造采用最先进的监测和控制系统的150千伏变电站，将产生的电力并入电网。

实际上，ABB在2010年仅在南欧地区就建设了16座光伏电站，总装机容量约为100MW，ABB集团电力系统负责人路义普（英文Leupp）说：“ABB的技术在可再生能源发电并网方面发挥着核心作用。”而在上海世博会上的中国馆4.5MW光伏电站中也有他们的身影。

ABB芬兰传动工厂

ABB同样在光照条件较差的北欧做了尝试，在北欧最大的光伏建筑——ABB芬兰传动工厂上，ABB在这个181千瓦的项目上使用了多个4千瓦至8千瓦的组串式逆变器和一个100千瓦的中央逆变器，与传动厂自动化系统相连，进行远程监控，可以克服由于工厂周边建筑遮挡而出现的不均匀日照，产生的电力主要用于工厂的叉式起重机电池充电。同时ABB通过这个项目也获得了在北欧低温、日照强度低和昼夜更替周期长的气候下运行光伏电站的宝贵数据。

ABB在电力技术方面的领导地位得到了全球的广泛认可，做为全球最大的变压器厂商，一直致力于如何让设备和电网高效、安全稳定的运行。在输电领域，ABB长期以来引领着高压直流输电这种高效、经济、环保的大容量、长距离、低损耗输电技术的发展。在欧洲，ABB的高压直流输电技术应用于包括“超级电网”在内的多项电网建设项目。“超级电网”项目是指将北海、大西洋等区域的海上风电融入欧洲电网，并增加欧洲电网内部的互联，以改善欧洲电网的灵活性和稳定性。在中国，ABB建造了三峡到上海、常州和广东的三条高压直流输电线路，将三峡电力输送到华东和华南地区，三条高压直流输电线路节约的电力每年可供中国50万户家庭使用。

Gunnar Asplund描绘的蓝图展示了ABB可再生能源愿景

为了减少可再生能源对智能电网的冲击，ABB不仅加强了发电环节的稳定性，还在智能电网方面耗费颇多，2011年的“ABB自动化世界”将讨论包括光伏逆变技术和储能技术等诸多热点。ABB在二十世纪九十年代提出了在撒哈拉沙漠建造太阳能电站的构想，1992年ABB技术开发经理Gunnar Asplund提出了在非洲建设风能、太阳能、水能和地热电站，并用ABB领先的高压直流输电技术（HVDC）将电力输送到欧洲。

虽然ABB拥有全套解决方案的能力，但这并不意味着ABB总是要求客户打包购买。“我们并不会将我们整体的解决方案强加给客户，虽然我们拥有一套完备的光伏电站建造的解决方案。” Jukka Nurmi，ABB光伏逆变器产品总监说：“虽然我们倾向于为客户提供全套的解决方案，但更加尊重客户的选择，“有些客户我们会只提供逆变器等设备，未来的光伏市场选择很多，合作方式也必然是多样性的。”

更高效的生产——机器人带来的光伏革命

ABB在扮演组件采购商这个角色同时，也在为组件、电池企业服务。在赛维LDK和英利的新工厂里，都活跃着ABB机器人。机器人除可以保证长时间的高效、高质量的生产外，更是解决企业而出现技工紧缺的最好途径，同时机器人性能、效率等方面的持续升级是人工难以媲美的。这也是未来行业发展的一大趋势：人力和资本密集型产业向科技和资本密集型产业迈进。

实际上，“机器人”这一说法并不准确，ABB除提供单独的组件搬运、电池片、硅片上下料系统的机器人外，也为企业量身打造配套电气系统和相应的自动化设备。

而笔者认为ABB最大的特色在于充分发挥他们在自动化领域的资源和技术，开发了设备监测系统，在ABB的控制中心实时对每台卖出去的设备进行监测，一旦某个零部件损耗程度或运转情况达到警戒值，ABB的维护人员将在故障产生前赶到现场将之消弭于无形。

目前机器人在光伏行业的应该仍然以机械手为主，ABB一直致力于开发光伏各环节适用机器人的部分。“ABB的机器人可以使客户经济效益增高，提高产品质量，降低损耗，这样机器本身的投资远低于投资回报率。”机器人事业部经理，李强对本刊说他总结了客户选择机器人的十大理由，对于光伏行业来说有如下几点： 1、降低碎片率提高产品质量；2、提高生产效率；3、节省占地面积；4、光伏市场必然存在优胜劣汰，规模小的面对生存压力，拥有自动化有机器人设备，可以提高企业的综合实力，使自己公司在面对国内外的竞争都处于不败之地。5、机器人在这几年是减少人力的源动力。

在继组件搬运、电池、硅片上料的机器人面向市场后，有着“全能冠军”之称的机器人IRB1600，被应用到了PECVD石墨舟取片/插片系统。IRB采用内部走线，减少了线缆磨损，免于维护。而且速度达到了惊人的每小时3000次的包括取片和插片在内的循环。负重6kg至8kg，高精度确保了产品质量和废品率，同时特质的夹具，有效防止了镀膜面的损伤，并且操作空间全封闭，采用了IP 67防护等级，洁净室ISO Class 5, 并可蒸汽清洗。