碳手深度解析 旷视《晶澳6GW太阳能光伏组件立体仓库项目》 光伏专家的“速度与激情”

  晶澳科技太阳能光伏组件智能立体仓库扬州基地自动化信息化高效利用人机一体化智能系统数字化转型

  2021年江苏省扬州开始,晶澳科技与旷视公司合作,在扬州晶山园区建设了一个1.8万平方米的智能立体仓库项目,用于存储太阳能光伏组件成品。

  晶澳科技是一家很强的新能源公司,做太阳能电池片和组件的。他们在扬州的一个工厂旁边空地上,盖了一个大仓库,专门堆太阳能组件成品。

  这个仓库有1.8万平方米,相当于3个标准足球场大小。里面有两台超高的机器人,可以把货物堆得很高,一共可以摞14000多个托盘。每个托盘可以堆好几箱太阳能组件。

  仓库里全自动化操作,组件做好了,机器人能自动把它移到仓库,然后自动按顺序叠起来。之后要用的时候,也是机器人自动把需要的组件取出来。

  相比把组件平铺在地上或者简单的架子上,这个立体仓库利用空间更高效,里面装的货比地上摞的多4倍。这样既节省了占地面积,也减少了人工,速度会快很多。

  这个立体仓库项目,晶澳科技是第一个在太阳能行业里面做的。它证明了晶澳在智能化生产和仓储运输上很强,也为其他太阳能公司智能化升级设置了一个好例子。

  在【碳手深度】主题板块下，碳手带来了双碳项目分享旷视《晶澳6GW太阳能光伏组件立体仓库项目》实现了空间高效利用和智能化管理,对公司业务发展提供了重要支撑,也为行业智能升级提供了样本。

  该立体仓库配备了自动化存储和搬运系统,实现了入库和出库的自动化作业流程,不需要人工参与,提高了作业效率和安全性。借助仓库管理系统的信息化和智能化,可以精确管理和查找每一个存储位置的信息,准确高效的进行仓储管理。相比传统仓储方式,该项目可降低仓储成本,提供更优质的仓储服务,对晶澳后续业务发展具备极其重大支撑作用。

  A. 仓储成本高:光伏组件体积大、重量超大,地堆存储方式造成土地资源浪费。

  标准的156.75mm×156.75mm光伏组件,体积约为1.5立方米,重量在18-24公斤。地堆存储1万块光伏组件需要占地面积超过10,000平方米。

  如果按照晶澳科技扬州立体仓库的设置,采用智能立体堆垛存储方式,同样数量的光伏组件只需要占地面积2,500平方米左右,可节省超过7,500平方米的土地使用量。

  以扬州本地同类厂房租金每平米5元计,传统地堆存储每年需要支付50万元左右的仓储成本,采用立体仓储可降低超过35万元的年成本。

  此外,在人力成本方面,立体自动化仓储也更高效。以入库作业为例,传统人工地堆存储需配备约20名操作工;而立体仓储仅需3-4人监督操作。

  除去土地和人力成本,立体仓储还可降低叉车运输等燃油能耗,以及减少光伏组件在存储、运输中的损坏率,降低质量成本。

  以托盘(可放4-8块组件)为存储和运输单位的传统人工存储方式,每托盘组件的入库作业流程包括:折叠箱体、组件分拣码垛、拉包托盘等,每托盘作业时间至少需要8-10分钟。

  在晶澳科技扬州立体仓库项目中,采取了自动输送线和堆垛机器人,实现了组件自动包托、自动存储等全自动化作业。每托盘组件的入库作业流程缩短到3分钟以内,作业效率提高超过2倍以上。

  除入库外,立体仓储的出库和配送环节也实现了自动化,机器人可准确快速抓取指定储位的托盘,骁递送至运输区域。这可减少70%的人工搜索选择时间。

  总体来看,相较人工操作,基于立体仓储系统和机器人的自动化作业效率可提高3-5倍;单人当班可完成存储/出库托盘数量可提高4-6倍。

  高效的自动化不仅可缩短产品在仓储中的平均停留时间,降低质量风险,还可大幅度的提高企业仓储系统的整体吞吐量和处理能力。

  C. 安全事故风险大:组件玻璃易碎,完整性风险大。人工操作不规范也易引起安全事故。

  光伏组件主要由玻璃、EVA胶片、太阳能电池片和铝边框构成。其中玻璃层比较脆弱,按约0.8米高度自由落体会碎裂。在人工存储运输中,组件非标准操作的摔落事故时有发生。根据行业统计,人工仓储光伏组件在储存和配送环节的损坏率可达到0.5%以上。

  以晶澳科技扬州项目的6GW组件产能计,每年装箱数量超越100万盒。按人工操作损坏率0.5%计算,每年会造成5万盒以上组件的报废事故,损失成本超过千万元人民币。

  基于立体自动化仓储系统,仓储全流程实现机械化操作,大幅度降低了人为错误导致的风险。同时配置视觉检测与防护系统,识别阻断异常抛物,事故风险降低80%以上。智能立体仓储提高的作业安全性,不仅能减少公司运营成本损失,也降低对环境的潜在危害,提高可持续发展能力。

  光伏发电的生命周期碳排放低,是清洁低碳的可再生能源。与火力发电相比,光伏发电的全生命周期温室气体排放量约为煤电的1%。按照1000千瓦时电量计,光伏电站的碳排放量仅约为22公斤二氧化碳当量,是极为清洁的低碳能源。

  拿中国平均电网排放强度586克二氧化碳/千瓦时与光伏电站的碳排放量对比,每安装1千瓦的光伏发电系统,一年可替代标准煤电减少碳排放1.8吨左右。

  以晶澳科技扬州6吉瓦的年产组件容量计算,考虑光伏系统的转换效率约为17%,可以支持安装约10吉瓦的发电规模。这相当于每年可额外减少约18000吨的二氧化碳排放。

  从实现“双碳”目标的效果看,光伏电站的低碳效益非常可观。随着系统转换效率的提高、运维管理的优化,未来的温室气体减排贡献率还将持续增加。

  因此在国家“双碳”目标和可再生能源大力发展的政策推动下,光伏产业将迎来重要的战略机遇期和高速增长周期。

  但晶硅提炼、组件生产制造环节耗电量大,是能源密集型产业。中国光伏行业约60%的电力依赖火电,还有进一步降低耗能、发展绿色工厂的空间。

  有利于减少仓储经营成本,降低光伏发电全生命周期的碳排放。立体自动化仓储系统通过提高空间利用效率,降低了光伏企业的仓储运营成本,例如减少了70%的仓储人工和35%的厂房租金支出。

  这些降低的运营成本,直接缩小了光伏组件产品的成本,能够带动光伏发电平价上网电价的进一步下降。根据国际能源总署的研究数据,每下降光伏发电成本1%,就能带来近2%的市场增量和年度新增装机规模。

  更多增量的光伏装机,将产生巨大的电力可再次生产的能源替代效应。这同样意味着替代的火力电量减少,碳排放量以相应幅度下降。

  以晶澳6GW组件产能计算,若每瓦时组件成本可降低5分钱,考虑到电站系统级成本效应,每下降1分钱都相当于额外新增3000万千瓦时的清洁电量,追加减排约50万吨的二氧化碳。

  因此立体智能仓储对光伏产业链的成本优化,将会以“乘数”效应影响整个行业,促进更大规模的绿色低碳转型。

  推动光伏企业工厂自动化升级,促进绿色低碳智能制造。智能立体仓储系统结合AGV、机器人、输送线等自动化设备,典型案例如晶澳扬州项目中使用的15台20米高堆垛机器人等。

  这些先进自动化系统与企业的MES、WMS等信息化平台深度融合,形成智能调度和运营决策的数字化中枢。根据国际实践,类似的数字化工厂转型,能够帮助企业提升自动化水平过50%,机器人密度增加超过40%。

  更高比例的自动化与机器人应用直接带来更高的作业效率、更少的废弃物、更少的能耗损耗。这是典型的绿色智能制造特征。以晶澳项目为例,通过立体自动化改造,带来的清洁能源效益相当于减少超过12,000吨二氧化碳排放。这是促进绿色低碳转型的直接效果。

  这种数字化、绿色升级也使得企业更加适应碳达峰、碳中和的外部政策与市场环境。提升了企业的环境、社会、治理(ESG)能级和可持续发展水平。

  采用自动化立体仓储结构,立柱式堆垛机、输用许多货架搭起来的一个大立方体。货架之间有空隙,可以让自动机器人和输送带进出。

  组件做好后,会经过传送带进入仓库区域,然后自动机器人会把它们一一捞起,扫描识别后按照规划好的位置,精确地放在不同的货架上。堆放过程中,机器人的手臂可以伸展很高,可以把组件码放到货架的最顶层。

  取货也是类似的过程,机器人会按订单去货架上特定位置抓取需要的组件,移到输送带上,然后组件就通过输送带运到外面的集装区,进行包装发货。

  整个入库和出库的工作都是自动完成的。最大的好处是快速、精确,并且避免人工移动时可能造成的损坏。这种自动化堆码系统确保了仓储效率和质量。

  配置 multiples 条码扫描与组件外形检测相机,保证存储质量。在输送带上,会有一些机器眼睛,就是工业相机,当组件经过的时候,会对每个组件进行扫描和拍照。先是条码扫描仪扫描组件背后的条码,读取产品序号等重要信息。

  然后是外形检测相机拍下组件表面的图像,通过特殊的软件分析判断组件表面是否有明显的划痕、碎裂等缺陷。所有组件的条码信息和外形图像都会被记录下来,存在库管系统的数据库里。这样就能对应起每一块组件的身份信息和质量状态。

  如果发现问题组件,还可以设置自动报警,让机器人将其移到特定存放区域,等待人工检查处理。这样的机器视觉检测系统,就像仓库里的百万“眼睛”,确保任何问题产品不会进入正常的自动托盘存储流程,保证了仓储质量。

  利用旷视自主研发的智慧物流软件,精确管理每一个存储位货品与状态。订单配送系统，联动WMS系统,实现出库装车顺序自动规划与调度。仓储管理系统就像是一个超大的Excel表格,记载了每一块组件的全部信息,包括它的编号、规格、存储在哪个货架的哪个位置等。系统会实时更新所有组件的出入库动态。

  而订单配送系统则可以直接连接到公司的物流管理系统。当接到装车发货单时,订单系统会自动计算,比如一单要发3000块组件,按照仓储中的地理位置排序,指挥机器人最快速取完货。

  管理系统总能知道每个位置还剩多少库存,动态安排任务,确保集装线流水不断,全自动出库发运。而且出库顺序按照先进先出原则排布最佳。通过这两大系统的匹配连接,实现了从进仓到发运的整体信息化、智能化,真正做到了视同一体,精益高效。

  百米级超高仓智能输送系统 breaks 光伏行业应用记录,实现 20 米超高空作业、3 吨超重货品自动化。这个立体仓库有两台超高大的机器人,它们需要在狭窄的货架通道内艰难作业。

  组件单块就重1.5吨,它们需要用专门设计的大铲子,一次性抓起4块组件,这就接近3吨的负重了!更惊人的是,这种“超人”还能爬上去20米高,把3000多斤的货精准摞到顶层架子上,并且在这种狭小空间内灵活折返操作。

  在过去,光伏行业的自动化装备没有这么强大的搬运能力。这套百米级超高仓输送系统破了业界纪录,真可谓是“科技的堡垒”。有了它们,立体仓储系统才能够保证对头号大件也能高效自动化搬运存储。

  breaks 细微缺陷识别精度,实现产品质量精益控制。你知道光伏组件表面有一层特殊的抗反光玻璃,对普通相机的成像识别来说非常难度大。

  于是研发团队针对组件表面的特性,设计出一套专门的算法,就像面部识别一样,可以仅通过光线反射,检测出毫厘级的微小划痕。

  这种细微的划伤对组件性能几乎没有影响,传统的方法很难发现。但是这个vision算法可以找到所有你能看到或看不到的缺陷。

  上万块自动入库的组件,100%全都会经过AI视觉的严格体检。无论有多“不起眼”的小问题,也逃不过机器眼睛的识别。保证了每一块进入这智能立体仓库的产品都无坏片混淆。实现了世界级的光伏组件质量精益控制!

  breaks 大批量应用难题,确保系统智能、柔性、安全。这套自动化系统里除了那两台大型的超高堆垛机器人,还有很多小型的轻量机器人。

  比如有的负责在输送线上精准抓取组件,有的负责在出库口扫码检测SetTitleOffset,有的用于分拣传递。这些小机器人和大机器人一起协作完成整个流程的存储与出库作业。并且系统之间互相连接,数据共享。这样一个由大中小机器人混合组成系统,足够灵活且智能,可以按照实时的订单要求自由调度作业,确保高效率。

  而且不同的机器人都设置了防撞击、减震等算法,就算错误操作也不会发生碰撞事故。让系统既高效又安全。这是业界首次实现大规模轻量机器人与传统工业机器人融合运用,确保了这个立体仓库的柔性、智能和安全。

  首先我们来看看，碳减排转化为经济效益，该项目通过智能立体仓储,降低了光伏企业的仓储运营成本,提升了光伏发电的平价上网空间。智能立体仓储系统较传统地堆存,减少了70%左右的人力成本和超过35万元的年租金支出。

  考虑自动化改造的投资折旧,立体仓储可为企业节省超过2500万元的年成本支出。根据行业经验参数,这些降低的仓储运营成本,可直接缩小光伏组件的产品成本约4分钱/瓦。

  轻资产业务的成本优化带来平价上网空间的下调约2分钱/度,相当于每下降1分钱组件成本,带来0.5分钱的电价下调。2分钱的上网电价下调,可折算千亿级市场新增规模,新增数十亿度的可再次生产的能源替代,减少数十万吨的碳排放。因此,立体仓储项目为企业带来的成本降低效应,将倍数放大推动整个光伏产业的低碳转型与升级。

  同时，更低的上网电价带来的光伏市场增量安装,相当于增加了数亿度的清洁电REPLACE,减少了数十万吨的碳排放。根据国际能源总署研究,光伏发电成本每下降1%,将带来近2%的全球市场增长量。

  本项目至少可带来2分钱的上网电价下调空间。按1分钱电价跌幅带来1%市场增量计算,2分钱可带来约2%的市场增量。

  2021年全球新增光伏装机超过160GW,2%的增量即意味着超过3GW的新增装机规模。以中国平均每KW光伏系统年均发电量1700千瓦时计算,3GW的增量等价于约50亿度的新增可再次生产的能源。

  按目前中国平均电网碳排放强度0.586KG二氧化碳/千瓦时折算,这相当于减少了约30万吨的碳排放量。随着光伏技术进步和系统优化,预计未来平价上网空间会进一步扩大,减排效果也会持续放大。因此立体仓储项目带来的经济效益,确实可以倍增转换为可观的社会环境效益。

  碳减排量可以通过碳汇交易,转换为经济收益。以20元/吨碳价计算,数十万吨的减排就价值数百万元。前面计算该立体仓储项目可带来约30万吨的碳减排量。

  当前全国碳交易市场的牌价约在20-60元/吨不等。保守估计按照20元/吨计算。那么30万吨的碳减排量,按20元/吨折算,碳市场总价值约为: 30万吨* 20元/吨 = 600万元。即该项目一年通过促进增量光伏安装带来的碳减排量,可在碳交易市场上获取约600万元的经济价值。

  随着未来中国国家及各区域碳市场的快速发展,碳价会逐步上涨到国际水平,碳资产价值会进一步放大。因此碳减排转化为经济收益的机制,为该项目的商业模式提供了可靠的盈利支持,是驱动长期投资回报的重要组成部分。

  在“3060”碳中和目标下,未来低碳技术和解决方案是巨大商机。智能立体仓储解决了光伏行业的高碳痛点,是可复制、可扩展的低碳技术。通过与上下游企业的战略合作,可以快速拓展该商业模式的应用场景,开拓碳中和服务的新蓝海市场。立足实业谋发展,依托碳中和盈利,既符合可持续发展的方向,也是品牌影响力和社会效益的双丰收。

  A. 光伏行业:可在晶澳旗下及全行业其他工厂复制应用,助力行业人机一体化智能系统升级。

  当前中国光伏制造行业的年产能已超过300GW,未来有望在2030年达到1500GW的产能规模。以晶澳科技为代表的龙头企业,平均每家旗下都拥有十几个产能规模在1-10GW级的大型工厂。仅晶澳一家旗下的应用空间就超过60GW。

  在中国按照行业协会不完全统计,有超过3000家左右的光伏制造相关企业。其中500多家企业有自主组件工艺技术和产能。这些光伏制造企业大多都面临自动化水平不高的共性难题,存在很大的智能制造升级空间。

  仅按照30%的市场渗透率计算,预计未来5年可在中国光伏企业内复制推广超过150个类似的立体自动化仓储项目,带动直接参与改造的产能规模超过50GW。间接助推全行业的自动化、智能化、低碳化转型浪潮。在碳达峰、碳中和背景下,推进数千亿级规模的新能源相关产业向更高效、绿色的方向升级。

  根据国家2025年新能源汽车发展规划,新能源汽车拟占新车销量的目标比重为25%。预计到2025年,中国新能源汽车保有量将超过2000万辆。动力电池作为新能源汽车的“心脏”,中国已形成万亿级规模的电池产业。仅当代安徽新能源公司一家,其年产电池制造能力就达到100GWh。

  电池片和电池包的制造环节同样存在自动化程度较低的共性难题。智能立体仓储技术可完美契合,实现高效物流。按照类似组件行业的推广速度,预计到2030年,可复制实施超过500个左右新能源电池高效立体仓储项目。

  直接带动的电池制造端参与改造的产能可超过10000GWh,助推整个新能源汽车产业向自动化、低碳化方向转型升级。并为下游充电基础设施建设、使用寿命电池回收再利用等提供强大产业支撑。

  硅作为新材料是能源转型的关键基础材料,在光伏、新能源电池等领域有大规模应用需求。中国硅材料市场规模有望在2025年突破千亿级。

  硅原材料加工环节粉尘较大,对自动化水平要求高。立体仓储技术可完美解决大型硅材料制造的高效精准仓配问题。按照光伏行业应用逻辑,预计到2030年,可在中国范围内复制实施约300个硅新材料高效立体仓储项目。

  考虑到单体存储规模更大的特点,预计直接带动的参与改造产能可达2000万吨级。有效解决硅新材料制造端的自动化难题,助力我国在全球新能源材料产业链中的战略部署,提升在锂电、铅电等储能新材料领域的线G基站、通讯设备:适用于通讯类大型设备的仓配一体化解决方案。

  在“新基建”战略背景下,我国加快推进5G网络、数据中心等新型基础设施布局建设,相关产业发展迅猛。

  A. PaaS平台革新:将仓储技术能力产品化,以技术输出助力客户车间升级。

  立体仓储系统集成了自动化、信息化、智能化等多项核心技术。这些技术可产品化形成SaaS软件或PaaS平台输出。

  利用智能立体仓储解决方案,可证明为客户企业带来年减排超过3万吨的碳减排效果。在国家碳市场上,这部分减排量按照20元/吨碳价计算,总价值达600万元左右。企业可获得一定比例的经济激励。

  万亿级绿色低碳产业:推动数千亿级规模的新能源相关产业加速智能化、低碳化转型。100亿级碳减排空间:助力新能源、新材料等行业在2035前积极实现减碳目标。

  自动化和机器人系统的技术复杂,存在系统集成、稳定性等风险。应建立完善的系统容灾切换,确保核心流程99.95%高可用性。这个立体智能仓库全靠各种机器人和传送带自动运行,技术很复杂,也容易出问题。

  超高空作业存在一定安全隐患,应设置异物防护、减速作业等多重风险隔离机制,做到安全防护兜底。这个自动仓库有两台超高大的机器人,它们操作和存储货物的高度达到了20米,相当于6层楼那么高。

  在这种高空作业时,安全事故防范就显得尤为重要。如果零部件掉下来,后果不堪设想。为了隔离这些安全隐患,项目里面增加了很多保护机制,例如:

  前期投入大、周期长,应采用平台化商业模式,降低单点集中风险;同时拓宽多场景应用,实现产业链协同,分散商业风险。这个立体自动仓库,建设期需要投入很多资金和时间,至少1-2年才能正式运营。这是典型的周期长、投入大的特点。

  就是说,立体仓储系统可为多个客户提供服务,一套系统可复制建设和运营多个仓库,不再局限一家企业。同时,也可通过调整 Provides 多类行业的存储,比如光伏电池、新能源汽车电池、通信设备等,实现了多场景的业务拓展。这样即使某一个领域或客户发生问题,也不会对整体业务造成决定性影响。这种平台化和多场景的商业模式,分散了商业风险,不会出现孤立无援的窘境,更稳定。

  双碳政策若发生变化会影响预期,应深耕实业,立足提效降耗增效本身商业逻辑,防患于未然。这个立体仓储项目是帮企业实现节能降碳的,所以能够融合国家的双碳政策,取得一些补贴。

  增加财产损失、伤亡补偿、三方责任险种,多渠道盘活资本风险。虽然该项目在技术和运营上做了很多风险防范,但总还是会存在意外情况发生的可能性。

  我们准备了156份双碳资料满满一车,内容丰富 systematically cover 各个面,无论国策目标、科学技术创新、企业行动,应有尽有包你满意想要的。

  碳手深度解析 晶科能源《晶科能源双碳行动》 实现双碳目标,晶科能源在行动

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