馬銘陽

光伏直驅(qū)變頻空調(diào)系統(tǒng)是一種集成太陽能光伏發(fā)電、中央空調(diào)、能源信息智慧管理于一體的創(chuàng)新系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了可再生能源與空調(diào)技術(shù)的顛覆創(chuàng)新，開創(chuàng)了中央空調(diào)的“零能耗”時(shí)代。

2018年1月，美國(guó)亞利桑那州鳳凰世貿(mào)中心大樓。隨著一陣熱烈的掌聲響過，中國(guó)格力電器與美國(guó)鳳凰世貿(mào)中心順利簽署協(xié)議。在場(chǎng)的珠海格力電器新能源環(huán)境技術(shù)研究院院長(zhǎng)趙志剛異常興奮地說：“我們希望在這個(gè)地方見證中國(guó)‘智造的崛起！”由他主持研發(fā)的光伏空調(diào)系統(tǒng)能夠在“全球標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)格的空調(diào)市場(chǎng)之一”的美國(guó)簽約“落地”，更加堅(jiān)定了他們格力技術(shù)團(tuán)隊(duì)及光伏空調(diào)系統(tǒng)新產(chǎn)品走向世界的信心。

美國(guó)鳳凰世貿(mào)中心項(xiàng)日占地面積60萬平方米，全部使用格力自主品牌光伏空調(diào)系統(tǒng)，總冷量超過4200冷噸，以每年可發(fā)電1050萬千瓦時(shí)計(jì)算，30年綜合減排效益達(dá)1500萬元……

如今，格力光伏空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)品頻頻亮相世界舞臺(tái)，中標(biāo)鳳凰世貿(mào)中心項(xiàng)曰僅是冰山一角。事實(shí)上，格力的光伏直驅(qū)變頻空調(diào)系統(tǒng)早已成為廣受認(rèn)可的“明星”產(chǎn)品，而以它為基礎(chǔ)構(gòu)建的局域能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)也將為未來的能源變革貢獻(xiàn)自己的力量。

一

說格力光伏空調(diào)系統(tǒng)是一顆閃耀的“明星”，一點(diǎn)也不為過。

2013年，格力光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)組成功面世，憑借光伏直驅(qū)高達(dá)99 040/J的利用率，“光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)”被專家組一致認(rèn)定為“全球首創(chuàng)”“國(guó)際領(lǐng)先”，從此開肩了中央空調(diào)“零電費(fèi)”“零污染”“零浪費(fèi)”的新時(shí)代。

談及當(dāng)初為何研發(fā)光伏空調(diào)系統(tǒng)，格力電器董事長(zhǎng)董明珠坦言：這其實(shí)源于早些年的一句“戲言”。

“記得2012年時(shí)，在北京遇到了霧霾，別人對(duì)我說：‘董明珠，你發(fā)財(cái)?shù)臋C(jī)會(huì)來了。我問為什么，對(duì)方回答：‘做空氣凈化器??！”董明珠認(rèn)為，這同然沒錯(cuò)，空氣里有霧霾，威脅到人們健康的時(shí)候，確實(shí)應(yīng)該去解決問題。

但是如何從根本上解決霧霾問題呢？董明珠認(rèn)為，人類生存的環(huán)境如何？人類需要什么？這才是一個(gè)企業(yè)應(yīng)該考慮的問題。“我們不能僅為了這個(gè)市場(chǎng)、為了企業(yè)賺錢來思考這個(gè)問題，我們企業(yè)思考的思路是從有利于整個(gè)人類可持續(xù)性生存的角度去考慮的?！?/p>

在其位、謀其職、從其業(yè)。這時(shí)的董明珠就設(shè)想：“可不可以研發(fā)一種空調(diào)，能從源頭上杜絕污染，甚至變消耗能源為創(chuàng)造能源。”她思索再三，決定立足企業(yè)自身進(jìn)行創(chuàng)新，提出了把光伏發(fā)電和空調(diào)用電相結(jié)合的設(shè)想，并找到研發(fā)部門交流了想法。

不久，格力隨即組建了一支包括經(jīng)驗(yàn)豐富的市場(chǎng)調(diào)研與產(chǎn)業(yè)研究專家、光伏及空調(diào)技術(shù)專家、質(zhì)量管理專家、市場(chǎng)運(yùn)維專家等在內(nèi)的跨專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。他們以改善人類賴以生存的環(huán)境為己任，奮力攻關(guān)，研究光伏空調(diào)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換、傳輸、調(diào)配等關(guān)鍵技術(shù)，通過研制光伏直驅(qū)變頻空調(diào)系統(tǒng)，解決光伏輸出直流電直接驅(qū)動(dòng)空調(diào)及直接并網(wǎng)等技術(shù)難題。他們用實(shí)際行動(dòng)踐行一個(gè)自主創(chuàng)新型企業(yè)的社會(huì)責(zé)任。

“將空調(diào)與光伏接合起來，是很大的一個(gè)技術(shù)難題。”格力研發(fā)人員憶起項(xiàng)曰起步時(shí)，如此表示，“我們覺得董總的想法很好，但光伏空調(diào)系統(tǒng)我們從來沒做過，也從來沒有人做過，有很多技術(shù)問題還待解決，沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，有老虎吃天的感覺。”

但董明珠卻不這樣認(rèn)為，她有自己的想法：“技術(shù)創(chuàng)新的意義就在于去探索‘無人區(qū)，去改變、去突破，不能因?yàn)闆]有人做，我們就不敢做。這個(gè)世界上，總有人在創(chuàng)新，為什么我們不能？”

項(xiàng)目確定下來后，董明珠非常關(guān)注研發(fā)進(jìn)程，經(jīng)常與研發(fā)人員一起加班，一起開會(huì)討論，了解項(xiàng)日具體進(jìn)度，遇到了哪些困難，和研發(fā)人員一起想辦法解決。據(jù)研發(fā)人員回憶，“那段日子大家都很辛苦，董總一直在鼓勵(lì)我們，隨著一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)的突破，我們漸漸有了信心，后來大家都憋著一口氣，一次次嘗試，一次次失敗，再一次次突破……”

二

2013年7月6日，是格力光伏中央空調(diào)系統(tǒng)誕生的日子。在攻關(guān)4年之久、歷經(jīng)386次故障排除、500多次燒毀電機(jī)、損失數(shù)千萬元后，光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)曰終于成功，董明珠的大膽設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí)。

那一天，在一股太陽能直流電壓的作用下，重達(dá)28噸的光伏中央空調(diào)緩緩啟動(dòng)。與此同時(shí)，一股強(qiáng)勁的光伏電流緩緩注入珠海市區(qū)城市電網(wǎng)?？照{(diào)機(jī)組、光伏電能、公用電網(wǎng)第一次實(shí)現(xiàn)了人們夢(mèng)寐以求的能量自由流動(dòng)、無縫對(duì)接、一體化監(jiān)控和自動(dòng)化管理。

“成功了，我們成功了！”那一天，終于迎來奇跡的格力工程師們個(gè)個(gè)熱淚盈眶，聞?dòng)嵹s來的員工們?nèi)巳藲g呼，奔走相告！

“這是改變世界的一天。”將可再生光伏能源與制冷設(shè)備結(jié)合在一起的夢(mèng)想終于實(shí)現(xiàn)。中國(guó)制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)張朝暉評(píng)價(jià)說，利用太陽能直流電直接驅(qū)動(dòng)空調(diào)，發(fā)電與用電在這里實(shí)現(xiàn)自如切換，必將極大地節(jié)約地球上的化石能源消耗，極大地緩解圍家電能供應(yīng)短缺的局面。

2013年12月21日，廣東省科技廳為格力電器舉行重大發(fā)明成果鑒定會(huì)，權(quán)威專家一致認(rèn)定：格力光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)系統(tǒng)結(jié)合傳統(tǒng)中央空調(diào)和新能源光伏產(chǎn)業(yè)，通過關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)突破。

一一解決太陽能直接驅(qū)動(dòng)空調(diào)相關(guān)應(yīng)用問題，提高光伏能利用率約6%～8%;

一一直接對(duì)光伏直流母線進(jìn)行MPPT控制，自動(dòng)尋找到光伏電池的最大功率點(diǎn)，最大限度地利用光伏電池;

一一全直驅(qū)并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)公用電網(wǎng)、光伏系統(tǒng)與空調(diào)機(jī)組的無縫對(duì)接，能量在公用電網(wǎng)、光伏系統(tǒng)和空調(diào)機(jī)組三者之問自由流動(dòng);

一一實(shí)現(xiàn)光伏與空調(diào)一體化監(jiān)控和自動(dòng)化管理，達(dá)到無人值守和集中監(jiān)控的曰標(biāo)。

不僅如此，2014年，格力技術(shù)團(tuán)隊(duì)又研發(fā)出了光伏直驅(qū)變頻多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品，將光伏在空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步拓展。

2017年9月1日，在備受矚日的德國(guó)柏林國(guó)際電子消費(fèi)展覽會(huì)（IFA）上，格力G-IEMS局域能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)面向全球發(fā)布。這一融合了高效發(fā)電、安全儲(chǔ)電、可靠變電、高效用電、實(shí)時(shí)能源控制、能源信息集中管理、輕量化交互的完整生態(tài)系統(tǒng)，將有力促進(jìn)全球能源產(chǎn)業(yè)向著清潔化、智能化邁進(jìn)，打造網(wǎng)絡(luò)化的能源新世界。

在發(fā)布會(huì)上，德國(guó)科學(xué)院院士、諾貝爾獎(jiǎng)?lì)A(yù)選工作組成員Leo Lorenz教授表示：“格力G-IEMS局域能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的成功研發(fā)，對(duì)于世界節(jié)能減排事業(yè)意義重大，將推動(dòng)節(jié)能減排邁向新臺(tái)階?！?/p>

2018年5月，經(jīng)權(quán)威專家組鑒定，格力“空調(diào)光儲(chǔ)直流化關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”達(dá)到“國(guó)際領(lǐng)先”水平。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新能源與空調(diào)深度融合，空調(diào)的直流化、能源信息化以及精細(xì)化管理，使光伏、儲(chǔ)能與多聯(lián)機(jī)相結(jié)合。

中國(guó)工程院院士汀億表示：“格力這項(xiàng)技術(shù)的突破將有可能改變建筑的用電模式，它提供了一種高效安全可靠的供電方式，可以解決現(xiàn)在可再生能源儲(chǔ)電和末端用電二者的不匹配性問題，使我們更好地利用好清潔可再生能源。”

三

格力光伏空調(diào)系統(tǒng)一經(jīng)問世，便憑借其顯著的節(jié)能減排效果，相繼安裝采用并拿下上海交通大學(xué)、西安中大國(guó)際、汀蘇光電研究中心、伊朗德黑蘭大學(xué)、沙特達(dá)曼辦公樓、舊金山農(nóng)場(chǎng)、曼谷7-11商店等多個(gè)國(guó)內(nèi)外樣板工程。

相關(guān)資料顯示，格力光伏空調(diào)系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于24個(gè)國(guó)家和地區(qū)，搭建了超過6000套光伏空調(diào)系統(tǒng)，全面覆蓋中東、北美及東南亞等氣候區(qū)及工廠、學(xué)校、樓宇、農(nóng)場(chǎng)等多種場(chǎng)所，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

沙特達(dá)曼辦公樓采用格力光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)設(shè)備1臺(tái)，及光伏直驅(qū)變頻多聯(lián)機(jī)設(shè)備20臺(tái)，總光伏裝機(jī)容量100kWp。經(jīng)過測(cè)算，每年可發(fā)電14.85萬千瓦時(shí)，30年節(jié)約電費(fèi)可達(dá)446萬元;環(huán)境效益方面，該項(xiàng)曰可以減排二氧化碳3648.93噸，減排二氧化硫33.68噸，減排氮化物9.82噸，減排粉塵21.05噸，綜合減排效益達(dá)到159萬元。

舊金山農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目共采用126臺(tái)格力光伏直驅(qū)變頻多聯(lián)機(jī)設(shè)備，總光伏裝機(jī)容量達(dá)到了321.75kWp。經(jīng)過測(cè)算，該項(xiàng)曰每年可發(fā)電39.08萬千瓦時(shí)，30年節(jié)約電費(fèi)可達(dá)1172.4萬元;環(huán)境效益方面，30年可以減排二氧化碳9601.99噸，減排二氧化硫88.63噸，減排氮化物25.85噸，減排粉塵55.4噸，綜合減排效益達(dá)419萬元。

泰國(guó)曼谷7-11商店項(xiàng)曰采用2臺(tái)格力光伏直驅(qū)變頻多聯(lián)機(jī)設(shè)備，光伏總裝機(jī)容量為12kWp。經(jīng)過測(cè)算，整個(gè)光伏系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)每年發(fā)電16325千瓦時(shí)，30年可節(jié)約電費(fèi)約48萬元;環(huán)境效益方面，30年共可以減排二氧化碳401.12噸，減排二氧化硫3.70噸，減排氮化物1.08噸，減排粉塵2.31噸，綜合減排效益達(dá)18萬元。

業(yè)內(nèi)人士表示，格力電器將太陽能與空調(diào)機(jī)組結(jié)合起來，可直接利用太陽能供電，提高了太陽能利用率，達(dá)到了優(yōu)化建筑能源配置、降低建筑能耗、減少二氧化碳排放量的曰的，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均十分可觀。

2018年1月，格力與位于美國(guó)亞利桑那州的鳳凰世貿(mào)中心簽署協(xié)議。該中心將全部采用格力自主研發(fā)的光伏空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)。中標(biāo)鳳凰世貿(mào)中心項(xiàng)曰，更是讓格力光伏空調(diào)系統(tǒng)又“火”了一把。

據(jù)悉，該鳳凰世貿(mào)中心的面積相當(dāng)于84個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的大小，使用格力光伏空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備總量超過1200臺(tái)，光伏板裝機(jī)容量超過6.7兆瓦，項(xiàng)日總冷量超過4200冷噸。經(jīng)測(cè)算，鳳凰世貿(mào)中心采用的格力光伏多聯(lián)機(jī)，每年可發(fā)電1050萬千瓦時(shí)，30年節(jié)約電費(fèi)可達(dá)數(shù)千萬美元。此外，該項(xiàng)目可減排二氧化碳8600噸、二氧化硫72噸、氮化物33噸、粉塵56噸，綜合減排效益超過200萬美元。

眾所周知，美國(guó)是“全球標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)格的空調(diào)市場(chǎng)之一”。近年來，光伏空調(diào)系統(tǒng)在全球市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)強(qiáng)勁，美國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)成為全球增長(zhǎng)最快的太陽能光伏市場(chǎng)之一。鳳凰世貿(mào)中心使用格力光伏空調(diào)系統(tǒng)無疑將帶來較好的示范效應(yīng)。

格力電器由此成為全球范同內(nèi)首家完全掌握光伏直驅(qū)變頻空調(diào)系統(tǒng)核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)，及首家將光伏永磁同步變頻直流離心機(jī)組和光伏多聯(lián)機(jī)組實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用和示范的企業(yè)。

四

格力光伏空調(diào)系統(tǒng)何以如此備受青睞？

在董明珠看來，一切皆因技術(shù)創(chuàng)新，“你可能會(huì)說格力空調(diào)現(xiàn)在已經(jīng)是世界上最先進(jìn)的技術(shù)，比別的空調(diào)節(jié)能400%，但別忘了還有60%的空間。我們必須在這個(gè)領(lǐng)域里進(jìn)行顛覆性的技術(shù)突破。只有掌握核心科技，才能立于不敗之地。”

格力人是這樣說的，也是這樣做的。經(jīng)過歷時(shí)4年多的不懈努力，“光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)系統(tǒng)”將永磁同步變頻離心機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用提升到一個(gè)全新的高度一一

發(fā)明光伏直驅(qū)變頻空調(diào)技術(shù)，將光伏直流電直接并入變頻空調(diào)機(jī)載換流器的直流母線，相比傳統(tǒng)的光伏發(fā)電+變頻空調(diào)模式省去了上網(wǎng)和供電時(shí)進(jìn)行交/直流電轉(zhuǎn)換的能量損耗，提升系統(tǒng)效率6%～8%。

首創(chuàng)三元換流技術(shù)，建立了光伏發(fā)電系統(tǒng)、變頻空調(diào)負(fù)載和公用電網(wǎng)三者之問的三元換流模型，實(shí)現(xiàn)了電能在直流側(cè)雙向流動(dòng)、多路混合。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)切換五種運(yùn)行模式，電能動(dòng)態(tài)切換時(shí)間小于lOms。保證系統(tǒng)在任何能量變化的情況下都能穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)光伏發(fā)電的不穩(wěn)定變化，提出了新型動(dòng)態(tài)負(fù)載跟蹤MPPT控制技術(shù)，集成MPPT控制功能和DC/DC穩(wěn)壓功能，實(shí)時(shí)跟蹤并控制光伏發(fā)電為功率最大化狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)離心機(jī)對(duì)光伏電能的優(yōu)先利用。

首創(chuàng)PAWM交錯(cuò)控制技術(shù)，能實(shí)時(shí)響應(yīng)光伏電壓的快速變化和變頻空調(diào)負(fù)載的動(dòng)態(tài)需求，實(shí)現(xiàn)變頻壓縮機(jī)調(diào)頻調(diào)壓的自適應(yīng)控制，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。

業(yè)內(nèi)專家表示，未來空調(diào)的發(fā)展路線一個(gè)是節(jié)能減排、一個(gè)是智能化，這其實(shí)也是制造業(yè)的轉(zhuǎn)型方向。格力的“光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)系統(tǒng)”將光伏發(fā)電與空調(diào)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)空調(diào)的能源革命，更是顛覆了人們對(duì)于空調(diào)作為“電老虎”的傳統(tǒng)認(rèn)知。格力電器擁有諸多行業(yè)首創(chuàng)優(yōu)勢(shì)，無論是光伏直驅(qū)變頻離心機(jī)系統(tǒng)，還是獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)的1赫茲變頻技術(shù)，都使其保持著強(qiáng)勁的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

這些成績(jī)的取得，都離不開對(duì)技術(shù)研發(fā)持續(xù)地投入。重視技術(shù)創(chuàng)新，也是格力一直以來的傳統(tǒng)。

“格力對(duì)于研發(fā)資金的投入，真的是沒有上限?！睋?jù)格力研發(fā)人員介紹，僅2017年，研發(fā)投入就達(dá)到57億元。經(jīng)過多年沉淀積累，曰前申請(qǐng)專利49431項(xiàng)，其中發(fā)明專利22945項(xiàng)。在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局排行榜中，格力電器排名全國(guó)第六，家電行業(yè)第一?，F(xiàn)擁有24項(xiàng)“國(guó)際領(lǐng)先”技術(shù)，獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國(guó)專利獎(jiǎng)金獎(jiǎng)4項(xiàng)。

眾所周知，工業(yè)、建筑、交通是我國(guó)能源消耗的“三巨頭”。中央空調(diào)又是“三巨頭”中的“巨頭”，其運(yùn)轉(zhuǎn)耗電量極其巨大。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：中國(guó)建筑總能耗約占社會(huì)終端能耗的30%，其中空調(diào)暖通系統(tǒng)能耗占到65%，這對(duì)日益緊缺的能源和環(huán)境存在巨大的挑戰(zhàn)。

而格力光伏空調(diào)系統(tǒng)不僅能直接降低電力需求，并在有盈余的情況下給市政電網(wǎng)輸入電力，同時(shí)減少氮氧化物等污染物的排放?！叭绻梢詫F(xiàn)有的空調(diào)暖通系統(tǒng)產(chǎn)品替換成光伏空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)能減排的效果將會(huì)更加明顯。”董明珠坦言。

“格力要做百年企業(yè)，社會(huì)責(zé)任是我們首要的考察標(biāo)準(zhǔn)。不破壞環(huán)境，盡可能減少資源消耗，這是一個(gè)優(yōu)秀企業(yè)應(yīng)該自覺承擔(dān)的不可推卸的社會(huì)使命?！倍髦樽詈蟾嬖V記者：“格力將以‘讓天空更藍(lán)、大地更綠為己任，不斷致力于通過自主創(chuàng)新打造更多環(huán)境友好型產(chǎn)品，為推動(dòng)全球能源結(jié)構(gòu)升級(jí)、實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展不懈努力?！?/p>