文 / 曹宇(Leo Cao)
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 多个国家,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 家在华子公司均榜上有名,当之无愧是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。在过去的两个世纪中,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、石油天然气、电力和交通等领域。而随着光伏业发展,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显露曙光,未来是否会出现反复,谁也说不清楚。所幸后续市场一直按着 ABB 的思路走,2009 年第四季度出现井喷式爆发,到 2010 年 4 月产能释放时,恰逢全球范围逆变器紧缺。作为光伏电站的重要环节,逆变器质量直接决定客户收益率,因此许多客户烦恼于究竟购买新品牌还是继续漫长等待,寄望于 SMA、KACO 满负荷生产线能早点产出产品以便在 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。
“作为品牌认知度非常高且专长于电力行业的 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 大功率设计,具有全方位直流与交流保护和功率因数补偿功能,模块化设计更节省空间,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 年可靠运营。
ABB 在研发 PVS800 时,吸收了大量风电领域积累的经验,并采用风电变流器成熟技术理念。逆变器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,对各国电网不同稳定要求提供良好支持,并具备现场总线接口和可进行本地及远程监测与控制,MPPT 精度高达 99%。业主如果选择 ABB 提供的全套解决方案,可以很容易远程监测电站发电情况,同时监控设备,提前更换可能出现问题的设备,缩短维护周期。
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 目前主要市场仍在欧美。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逆变器供应商非常多,竞争也更激烈。但他仍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,但它和组件一样对客户回报率起决定性作用,所以我相信越来越多客户会选择 ABB 这样的知名品牌。何况中国市场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。同时我想未来中国市场也会向着小功率系统迈进。”
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 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,计划四个月内采用电厂电气系统解决方案(eBoP)完成建设,年发电量达 3500 万度。
在这个电站中,ABB 提供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,并采用单轴跟踪系统,组件由 REC 提供。值得一提的是,他们还将建造采用最先进监测和控制系统的 150 千伏变电站,将产生的电力并入电网。
实际上,ABB 在 201 年仅南欧地区就建设了 16 座光伏电站,总装机容量约 100MW。ABB 集团电力系统负责人路义普(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。” 而上海世博会中国馆 4.5MW 光伏电站中也有他们的身影。
ABB 同样在光照条件较差的北欧做了尝试。在北欧最大光伏建筑 ——ABB 芬兰传动工厂上,ABB 在这个 181 千瓦项目上使用了多个 4 千瓦至 8 千瓦组串式逆变器和一个 100 千瓦中央逆变器,与传动厂自动化系统相连,进行远程监控,可以克服工厂周边建筑遮挡造成的不均匀日照,产生的电力主要用于工厂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全球广泛认可。作为全球最大变压器厂商,一直致力于让设备和电网高效、安全稳定运行。在输电领域,ABB 长期引领高压直流输电这种高效、经济、环保的大容量、长距离、低损耗输电技术发展。在欧洲,ABB 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” 项目指将北海、大西洋等区域海上风电融入欧洲电网,并增加欧洲电网内部互联,以改善欧洲电网灵活性和稳定性。在中国,ABB 建造了三峡到上海、常州和广东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,三条线路每年节约电力可供中国 50 万户家庭使用。
为减少可再生能源对智能电网的冲击,ABB 不仅加强发电环节稳定性,还在智能电网方面投入颇多。2011 年 “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在撒哈拉沙漠建造太阳能电站构想。1992 年 ABB 技术开发经理 Gunnar Asplund 提出在非洲建设风能、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。“我们并不会将整体解决方案强加给客户,虽然我们拥有完备的光伏电站建造解决方案。”ABB 光伏逆变器产品总监 Jukka Nurmi 说,“我们倾向于为客户提供全套解决方案,但更尊重客户选择。有些客户我们只提供逆变器等设备,未来光伏市场选择很多,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 在扮演组件采购商的同时,也在为组件、电池企业服务。在赛维 LDK 和英利新工厂里,都活跃着 ABB 机器人。机器人除可保证长时间高效、高质量生产外,更是解决企业技工紧缺的最好途径。同时机器人性能、效率等方面持续升级是人工难以媲美的。这也是未来行业发展一大趋势: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、硅片上下料系统机器人外,也为企业量身打造配套电气系统和相应自动化设备。
笔者认为 ABB 最大特色在于充分发挥其在自动化领域的资源和技术,开发了设备监测系统,在 ABB 控制中心实时对每台卖出设备进行监测。一旦某个零部件损耗程度或运转情况达到警戒值,ABB 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应用仍以机械手为主,ABB 一直致力于开发光伏各环节适用机器人。“ABB 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,对光伏行业而言有如下几点:
降低碎片率提高产品质量;
提高生产效率;
节省占地面积;
光伏市场必然优胜劣汰,规模小的企业面对生存压力,拥有自动化机器人设备可提高企业综合实力,使公司在面对国内外竞争时处于不败之地;
机器人是近几年减少人力的源动力。
继组件搬运、电池 / 硅片上料机器人面向市场后,有 “全能冠军” 之称的机器人 IRB1600 被应用到 PECVD 石墨舟取片 / 插片系统。IRB 采用内部走线,减少线缆磨损,免于维护。速度达到惊人的每小时 3000 次(含取片和插片)循环。负重 6kg 至 8kg,高精度确保产品质量和低废品率。特制夹具有效防止镀膜面损伤,操作空间全封闭,采用 IP 67 防护等级,洁净室 ISO Class 5,可蒸汽清洗。
李强称现在还不能透露 ABB 在对哪些更多环节进行机器人应用研发,但没人怀疑,以 ABB 为代表的机器人生产线,在改变汽车行业生产模式后,将为光伏业带来一场科技革命。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/201112/30/50021767.html

