國內光伏發電行業專利保護態勢分析

張紅 劉瑩 尹金蕾 栗華楠 李績

摘要：光伏發電是利用光伏轉換技術，實現光伏效應。光伏發電產業主要是以硅材料的應用和開發而形成的光電轉換產業，目前光伏發電產業的發展十分迅速。研究中對光伏發電領域的專利場景、潛在合作者和競爭對手進行了檢索分析并總結了光伏發電行業專利保護態勢及未來行業發展方向。

關鍵詞：光伏發電；專利；檢索分析

1 概述

1.1 技術概述

光伏發電是利用光伏轉換技術，實現光伏效應，就是讓太陽能輻射到硅材料上產生電流直接發電。光伏發電產業主要是指以硅材料的應用和開發而形成的光電轉換產業鏈條，主要有高純多晶硅原材料的生產、太陽能電池生產、太陽能電池組件生產以及相關生產設備的制造等。光伏發電具備無污染、無噪聲、技術成熟、安全、便捷等優點[1]。

1.2 行業概述

1.2.1 國內光伏發電技術的發展現狀

國內研究機構主要致力于太陽能發電單元技術和基礎試驗的研究。目前，已初步掌握百兆瓦級大型光伏電站的模塊化集成設計技術，并研制完成兆瓦級別光伏并網逆變器、光伏發電功率預測系統等關鍵設備，開發了大量民用光伏發電技術，在晶體硅高效的電池和非晶薄膜電池等方面也取得了巨大成就[2]。從2007年開始，我國便已經成為世界上太陽電池生產的第一大國，隨著規?；纳a及金剛線的應用，光伏組件生產成本不斷下降[3]。

但目前國內光伏產業存在著總產能相對過剩，優質產能相對不足，部分優質多晶硅的產能短缺的弊端。而且大部分關鍵設備還需進口，國內技術還不能完全自主地配套一些設備。

1.2.2國內光伏發電技術的應用[4]

（1）軍事工業上的應用

通訊領域的應用，如無人值守的微波中繼站、士兵GPS供電、衛星等；能源勘探方面的應用，如石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、鉆井平臺生活及應急電源、海洋監測設備等；光伏電站方面的應用，如：獨立光伏電站、風光互補電站、各種大型停車場充電站等。

（2）太陽能電源的公共用途

在交通領域的應用，如航標燈、信號燈、高空障礙燈等；在道路亮化領域的應用，如太陽能路燈、廣告燈等；在汽車領域的應用，如太陽能汽車、電動車、充電樁等；在建筑領域的應用，光伏發電與建筑材料相結合，實現電力自給。

（3）太陽能電源的民用

作為小型家用電源，普遍應用于環境偏遠惡劣的地區；作為中型家庭屋頂并網發電，發出的電除供自家用外還可供給電網；作為光伏水泵，在水電站、水泵站當大型電源使用，主要應用于深水井和灌溉。

2 專利場景分析

2.1 整體趨勢分析

2.1.1 專利申請趨勢

從專利申請分布趨勢圖中，可以看出，在光伏發電領域，2006年以前，國內市場專利申請量較小，光伏發電行業的研發處于起步階段，光伏發電行業相關技術還不成熟，企業發展策略尚未傾向于自主知識產權的研發，國內光伏發電技術領域的技術研發并不活躍，專利申請尚處于萌芽期。自2006起，專利申請量總體呈現上升趨勢，光伏發電領域進入導入期，2017年，光伏發電領域專利申請量達到最高值。

2.1.2 專利申請區域分布

從專利申請量區域分布圖來看，目前，江蘇、北京以及廣東在光伏發電領域的研發領域申請量位列國內專利申請量的前三名，其中，江蘇遠遠領先于其他省份地區，由此可看出相關技術主要集中于南方經濟發達地區。

2.2 申請人分析

2.2.1申請人類型構成

從申請人類型上看，企業專利申請量約占63.2%，個人專利申請量約占13.1%，院校和研究機構申請量約占12.7%。由此可見，公司、企業占據主要專利申請量，技術研發更新迅速，光伏發電領域市場活躍，其次，個人和院校、研究所對于光伏發電也有較多研究，表明光伏發電也是學術領域的研究熱點。

2.2.2申請人申請總量分析

從專利權人申請總量以及專利貢獻角度，國家電網公司位居申請量首位，專利申請量遠高于其他申請人。其次，無錫同春新能源科技有限公司和陽光電源股份有限公司在本領域專利申請量相對較大，分居二三位。

2.3 重點技術領域分析

從國內的專利申請時間技術構成分布可以看出，2004年以前，光伏發電領域的技術研究IPC分類號主要涉及H02N和H02S，從2004年開始，光伏發電領域的研究還涉及H02J、G05D、E04D、G05F、H01L、H02M和F24J等領域。其中，H02S：由紅外線輻射、可見光或紫外光轉換產生電能，如使用光伏（PV）模塊，H02J：供電或配電的電路裝置或系統，這兩個電能存儲系統技術領域的專利申請量明顯高于其它技術領域。

2.4 專利價值分析

下圖列舉了國內市場價值最高的專利前10位。

最有價值的專利是指該技術領域內具有最高專利價值的簡單同族。主要依據專利保護期、保護時間、同組專利數量等篩選出10項最高價值專利，以供參考。

注：同族專利：基于同一優先權文件，在不同國家或地區，以及地區間專利組織多次申請、多次公布或批準的內容相同或基本相同的一組專利文獻。

技術寬度：從屬IPC的主組（Main Group）或大組IPC的第四級類目的分組個數。

3 主要潛在合作者及競爭對手情況

國家電網有限公司，是關系國民經濟命脈和國家能源安全的特大型國有重點骨干企業。公司主要致力于電網的建設與運營。目前，公司經營范圍覆蓋國內26個省（自治區、直轄市），供電服務人口超過11億人。另外，公司在菲律賓、巴西、葡萄牙、澳大利亞、意大利、希臘、中國香港等國家和地區的業務也穩健運營。

由IPC分類號時間分布圖和主要技術分類可以看出，國家電網公司在2012年開始進行光伏發電研究，該單位專利技術的申請領域集中在光伏發電系統方法優化、光伏發電轉裝置和設備、分布式光伏發電、光伏發電系統參數的采集和光伏發電量的監控等方面，同時，在光伏發電并網系統、集中式發電系統、系統仿真建模以及民用光伏發電等技術領域也有部分研究。

4.結論及建議

經國內專利檢索分析得知，光伏發電領域近十年的專利數量迅速增長，市場活躍，相關技術研發涉獵范圍廣，光伏發電行業依然具有較大的發展前景。目前，光伏發電研發主要集中于光伏發電系統的控制和優化、光伏發電相關組件和設備以及光伏發電在生活領域的應用。

未來，光伏發電行業的發展可以向提高光伏發電效率、系統小型化、集成化、模塊化、數字化以及其他能源與光伏發電互補等方面進行探究，從而創造出更為巨大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]張俊才 李濤 盧剛 楊軍 金維平 劉宏.青海省光伏發電產業發展研究[J/OL].中國戰略新興產業[2018-06-15].https：//doi.org/10.19474/j.cnki.10-1156/f.004071.

[2]李定海.太陽能光伏發電技術現狀分析[J].科技風，2017（21）：93.

[3]張悅飛.能源可持續發展與光伏發電開發前期工作分析[J].經貿實踐，2018（09）：325+327.

[4]辛培裕.太陽能發電技術的綜合評價及應用前景研究[D].華北電力大學，2015.