国内光伏发电行业专利保护态势分析

张红 刘莹 尹金蕾 栗华楠 李绩

摘要：光伏发电是利用光伏转换技术，实现光伏效应。光伏发电产业主要是以硅材料的应用和开发而形成的光电转换产业，目前光伏发电产业的发展十分迅速。研究中对光伏发电领域的专利场景、潜在合作者和竞争对手进行了检索分析并总结了光伏发电行业专利保护态势及未来行业发展方向。

关键词：光伏发电；专利；检索分析

1 概述

1.1 技术概述

光伏发电是利用光伏转换技术，实现光伏效应，就是让太阳能辐射到硅材料上产生电流直接发电。光伏发电产业主要是指以硅材料的应用和开发而形成的光电转换产业链条，主要有高纯多晶硅原材料的生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产以及相关生产设备的制造等。光伏发电具备无污染、无噪声、技术成熟、安全、便捷等优点[1]。

1.2 行业概述

1.2.1 国内光伏发电技术的发展现状

国内研究机构主要致力于太阳能发电单元技术和基础试验的研究。目前，已初步掌握百兆瓦级大型光伏电站的模块化集成设计技术，并研制完成兆瓦级别光伏并网逆变器、光伏发电功率预测系统等关键设备，开发了大量民用光伏发电技术，在晶体硅高效的电池和非晶薄膜电池等方面也取得了巨大成就[2]。从2007年开始，我国便已经成为世界上太阳电池生产的第一大国，随着规模化的生产及金刚线的应用，光伏组件生产成本不断下降[3]。

但目前国内光伏产业存在着总产能相对过剩，优质产能相对不足，部分优质多晶硅的产能短缺的弊端。而且大部分关键设备还需进口，国内技术还不能完全自主地配套一些设备。

1.2.2国内光伏发电技术的应用[4]

（1）军事工业上的应用

通讯领域的应用，如无人值守的微波中继站、士兵GPS供电、卫星等；能源勘探方面的应用，如石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、钻井平台生活及应急电源、海洋监测设备等；光伏电站方面的应用，如：独立光伏电站、风光互补电站、各种大型停车场充电站等。

（2）太阳能电源的公共用途

在交通领域的应用，如航标灯、信号灯、高空障碍灯等；在道路亮化领域的应用，如太阳能路灯、广告灯等；在汽车领域的应用，如太阳能汽车、电动车、充电桩等；在建筑领域的应用，光伏发电与建筑材料相结合，实现电力自给。

（3）太阳能电源的民用

作为小型家用电源，普遍应用于环境偏远恶劣的地区；作为中型家庭屋顶并网发电，发出的电除供自家用外还可供给电网；作为光伏水泵，在水电站、水泵站当大型电源使用，主要应用于深水井和灌溉。

2 专利场景分析

2.1 整体趋势分析

2.1.1 专利申请趋势

从专利申请分布趋势图中，可以看出，在光伏发电领域，2006年以前，國内市场专利申请量较小，光伏发电行业的研发处于起步阶段，光伏发电行业相关技术还不成熟，企业发展策略尚未倾向于自主知识产权的研发，国内光伏发电技术领域的技术研发并不活跃，专利申请尚处于萌芽期。自2006起，专利申请量总体呈现上升趋势，光伏发电领域进入导入期，2017年，光伏发电领域专利申请量达到最高值。

2.1.2 专利申请区域分布

从专利申请量区域分布图来看，目前，江苏、北京以及广东在光伏发电领域的研发领域申请量位列国内专利申请量的前三名，其中，江苏远远领先于其他省份地区，由此可看出相关技术主要集中于南方经济发达地区。

2.2 申请人分析

2.2.1申请人类型构成

从申请人类型上看，企业专利申请量约占63.2%，个人专利申请量约占13.1%，院校和研究机构申请量约占12.7%。由此可见，公司、企业占据主要专利申请量，技术研发更新迅速，光伏发电领域市场活跃，其次，个人和院校、研究所对于光伏发电也有较多研究，表明光伏发电也是学术领域的研究热点。

2.2.2申请人申请总量分析

从专利权人申请总量以及专利贡献角度，国家电网公司位居申请量首位，专利申请量远高于其他申请人。其次，无锡同春新能源科技有限公司和阳光电源股份有限公司在本领域专利申请量相对较大，分居二三位。

2.3 重点技术领域分析

从国内的专利申请时间技术构成分布可以看出，2004年以前，光伏发电领域的技术研究IPC分类号主要涉及H02N和H02S，从2004年开始，光伏发电领域的研究还涉及H02J、G05D、E04D、G05F、H01L、H02M和F24J等领域。其中，H02S：由红外线辐射、可见光或紫外光转换产生电能，如使用光伏（PV）模块，H02J：供电或配电的电路装置或系统，这两个电能存储系统技术领域的专利申请量明显高于其它技术领域。

2.4 专利价值分析

下图列举了国内市场价值最高的专利前10位。

最有价值的专利是指该技术领域内具有最高专利价值的简单同族。主要依据专利保护期、保护时间、同组专利数量等筛选出10项最高价值专利，以供参考。

注：同族专利：基于同一优先权文件，在不同国家或地区，以及地区间专利组织多次申请、多次公布或批准的内容相同或基本相同的一组专利文献。

技术宽度：从属IPC的主组（Main Group）或大组IPC的第四级类目的分组个数。

3 主要潜在合作者及竞争对手情况

国家电网有限公司，是关系国民经济命脉和国家能源安全的特大型国有重点骨干企业。公司主要致力于电网的建设与运营。目前，公司经营范围覆盖国内26个省（自治区、直辖市），供电服务人口超过11亿人。另外，公司在菲律宾、巴西、葡萄牙、澳大利亚、意大利、希腊、中国香港等国家和地区的业务也稳健运营。

由IPC分类号时间分布图和主要技术分类可以看出，国家电网公司在2012年开始进行光伏发电研究，该单位专利技术的申请领域集中在光伏发电系统方法优化、光伏发电转装置和设备、分布式光伏发电、光伏发电系统参数的采集和光伏发电量的监控等方面，同时，在光伏发电并网系统、集中式发电系统、系统仿真建模以及民用光伏发电等技术领域也有部分研究。

4.结论及建议

经国内专利检索分析得知，光伏发电领域近十年的专利数量迅速增长，市场活跃，相关技术研发涉猎范围广，光伏发电行业依然具有较大的发展前景。目前，光伏发电研发主要集中于光伏发电系统的控制和优化、光伏发电相关组件和设备以及光伏发电在生活领域的应用。

未来，光伏发电行业的发展可以向提高光伏发电效率、系统小型化、集成化、模块化、数字化以及其他能源与光伏发电互补等方面进行探究，从而创造出更为巨大的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]张俊才 李涛 卢刚 杨军 金维平 刘宏.青海省光伏发电产业发展研究[J/OL].中国战略新兴产业[2018-06-15].https：//doi.org/10.19474/j.cnki.10-1156/f.004071.

[2]李定海.太阳能光伏发电技术现状分析[J].科技风，2017（21）：93.

[3]张悦飞.能源可持续发展与光伏发电开发前期工作分析[J].经贸实践，2018（09）：325+327.

[4]辛培裕.太阳能发电技术的综合评价及应用前景研究[D].华北电力大学，2015.