局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤專利分析

李慧 高輝輝

摘 ? 要：本文從探究專利分布和布局的角度出發(fā)，選擇局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤作為主題，通過標(biāo)準(zhǔn)的檢索方式，使用國際專利分類號(hào)并結(jié)合關(guān)鍵詞，對(duì)專利檢索數(shù)據(jù)庫中的專利申請(qǐng)進(jìn)行了全面的檢索，得到相關(guān)的專利申請(qǐng)，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的篩選分類，揭示了局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的當(dāng)前狀況和未來發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：局部陰影 ?全局最大功率點(diǎn)跟蹤 ?專利布局

中圖分類號(hào)：G306 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（c）-0234-02

最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)是高效光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，在實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)雜環(huán)境如局部陰影情況往往使得光伏陣列功率-電壓特性曲線呈現(xiàn)多個(gè)功率極值點(diǎn)，此時(shí)，傳統(tǒng)基于采樣數(shù)據(jù)的直接MPPT控制方法，如擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法等，往往容易因陷入局部極值點(diǎn)而失效。光伏陣列實(shí)際工作在不良狀態(tài)，功率嚴(yán)重失配，既損失了能量，又容易損壞光伏組件。這種狀態(tài)需要被檢測(cè)，甚至應(yīng)盡可能地避免。如何在局部陰影條件下進(jìn)行全局最大功率點(diǎn)跟蹤成為當(dāng)今熱點(diǎn)研究課題。

1 ?全球?qū)＠暾?qǐng)年度分析

本文從探究專利分布和布局的角度出發(fā)，選擇局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤作為主題，通過標(biāo)準(zhǔn)的檢索方式，使用國際專利分類號(hào)并結(jié)合關(guān)鍵詞，對(duì)VEN數(shù)據(jù)庫中的專利申請(qǐng)進(jìn)行了全面的檢索，得到相關(guān)的專利申請(qǐng)量，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的篩選分類，并作了深入的研究分析，圖1示出了歷年來局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤專利申請(qǐng)數(shù)量的年度發(fā)展趨勢(shì)，可以大致分為以下兩個(gè)階段。

1.1 萌芽階段

2007年之前，關(guān)于光伏最大功率點(diǎn)跟蹤的專利申請(qǐng)數(shù)量較少，全球?qū)＠麛?shù)量保持在一個(gè)較低水平，而局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤的專利申請(qǐng)數(shù)量是到2009年之后才出現(xiàn)較大增長的，同時(shí)，2009年以前中國在局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤領(lǐng)域僅有1件專利申請(qǐng)，此后，太陽能利用進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展期，在此大環(huán)境下，部分學(xué)者，以及能源企業(yè)并關(guān)注到了太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)的研究;另外，局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤作為光伏最大功率點(diǎn)跟蹤的一個(gè)分支，從技術(shù)發(fā)展的流程來看，其發(fā)展應(yīng)該是稍微滯后于光伏最大功率點(diǎn)跟蹤的，但是整體的發(fā)展趨勢(shì)還是與光伏最大功率點(diǎn)跟蹤的趨勢(shì)相吻合的。

1.2 快速增長階段

2009年之后，不管是光伏最大功率點(diǎn)跟蹤還是局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤均呈現(xiàn)出了一個(gè)快速增長趨勢(shì)，且中國2010—2014年期間，中國幾乎霸占了局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤方面的專利申請(qǐng)，同時(shí)隨著美國和歐洲相繼宣布“百萬屋頂光伏計(jì)劃”，國外的光伏產(chǎn)業(yè)也達(dá)到了一個(gè)高潮期，從而也導(dǎo)致了全球?qū)＠暾?qǐng)量的整體上升。

2 ?專利申請(qǐng)國分析

圖2示出了各國關(guān)于局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤的專利申請(qǐng)量占比，從圖中可以看出，不管是光伏最大功率點(diǎn)跟蹤還是局部陰影條件下的光伏最大功率點(diǎn)跟蹤，中國申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他國家，達(dá)到了41%;且申請(qǐng)量排在前幾位的均為中國、日本、美國和韓國，雖然日本、美國和韓國在兩個(gè)圖中的排名有區(qū)別，但所占比例都相差不大。

3 ?國內(nèi)申請(qǐng)人類型和授權(quán)率統(tǒng)計(jì)分析

國內(nèi)申請(qǐng)人的類型一般分為個(gè)人、科研院校和企業(yè)3種類型，筆者研究了這3種類型專利申請(qǐng)主體的申請(qǐng)情況。根據(jù)筆者的分析，在局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤這一領(lǐng)域，國內(nèi)的申請(qǐng)人一共申請(qǐng)了167件，其中企業(yè)申請(qǐng)了81件，占48%，科研院校申請(qǐng)了78件，占47%，個(gè)人申請(qǐng)了8件，占5%。由該圖可以看出，企業(yè)申請(qǐng)和科研院校申請(qǐng)為該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的主體，且差距不大，個(gè)人申請(qǐng)相對(duì)較少，說明該領(lǐng)域非職務(wù)發(fā)明相對(duì)較少，該行業(yè)的進(jìn)入門檻比較高。

授權(quán)率是反映發(fā)明專利申請(qǐng)質(zhì)量的重要指標(biāo)，筆者還對(duì)各個(gè)類型的申請(qǐng)人的授權(quán)率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，由于科研力量，申請(qǐng)動(dòng)機(jī)等諸多因素的不同，不同類型申請(qǐng)人的申請(qǐng)質(zhì)量也是不同的，在國內(nèi)申請(qǐng)的167件專利申請(qǐng)中包括有145件發(fā)明專利申請(qǐng)，其中企業(yè)的發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量為67，授權(quán)數(shù)量為20，授權(quán)率為29.85%，科研院校的發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量為71，授權(quán)數(shù)量為41，授權(quán)率為57.75%，個(gè)人的發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量為7，授權(quán)數(shù)量為0，授權(quán)率為0%，可見，雖然企業(yè)與科研院校的申請(qǐng)數(shù)量差不多，然而科研院校的授權(quán)率卻明顯高于企業(yè)的授權(quán)率，如此說明局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤是科研院校的研究熱點(diǎn)。

4 ?結(jié)語

從上面對(duì)專利申請(qǐng)的統(tǒng)計(jì)分析可以看出，國內(nèi)局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤專利技術(shù)存在如下特點(diǎn)：首先，整個(gè)光伏最大功率點(diǎn)跟蹤進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期，申請(qǐng)量逐年上升，尤其是近年來形成井噴之勢(shì)，而國外較早地開始了在中國的發(fā)明專利布局，受惠于國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持，國內(nèi)的申請(qǐng)量在2010至2014年期間取得了較大發(fā)展，不足的是，我國申請(qǐng)人在早期發(fā)明專利數(shù)量上與外國公司相比還是相差很多，這些早期專利可能構(gòu)成了我國企業(yè)發(fā)展中的專利壁壘。

其次，通過筆者對(duì)國內(nèi)申請(qǐng)人的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)公司在局部陰影條件下光伏最大功率點(diǎn)跟蹤領(lǐng)域并沒有形成一定的專利布局，而在擁護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的時(shí)代，公司應(yīng)該更加重視專利申請(qǐng)的整體布局，在自己具有優(yōu)勢(shì)的子領(lǐng)域集中研發(fā)力量，進(jìn)行專利技術(shù)深耕，如此才能夠更快地推進(jìn)整個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家發(fā)改委.可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃[N].2007-09-04.

[2] 聶曉華.局部陰影條件下光伏陣列全局最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014（38）：3279-3285.

[3] 馬圓.硅基太陽能電池專利技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)綜述[J].金屬功能材料，2012，19（4）：39-45.