光伏发电并网技术专利申请分析

       光伏发电具有资源丰富、不受地域限制、能源清洁、维护简单、发电系统建设周期短等其它发电方式无法比拟的优点，因此在当前能源紧缺的严峻形式下，光伏并网发电技术已经成为不少国家大力发展的一项技术。我国太阳能资源丰富，理论储量达每年1.7万亿吨标准煤，因而开发利用的潜力非常巨大。
       并网光伏发电系统与电力系统的电网相连，作为电力系统的一部分，可为电力系统提供有功和无功电能。光伏电池所发的直流电能经并网逆变器变换成与电网相同频率的交流电能，以电压源或电流源的方式送入电网。本文重点对德温特世界专利索引WPI数据库和中国专利CPRS数据库中光伏发电并网技术领域专利申请数据进行简要分析。
       截止到2012年12月31日，全球在光伏发电系统技术领域提交的专利申请共有2338件。从图1所示的申请量年度分布折线图上可以看出，该领域最早的申请出现于1977年，1977年至1991年间的这15年，是光伏发电并网技术的起步阶段，这个阶段年申请量的平均值为8.5件。之后在1992年至2007年间，经历了3次小幅增涨、3次回落的波浪式发展阶段，出现了3个申请量小峰值，分别是1995年的73件、1998年的54件和2006年的81件。这一阶段持续了16年，年申请量的平均值为43.6件，光伏发电并网技术在这一阶段有所发展，但是速度比较缓慢，直到2008年全球年申请量才首次超过100件，开始进入快速增长时期——2009年和2010年的全球年申请量均较前一年的申请量翻了近一番，2011年达到481件。
       图2显示出了1977年至2012年间光伏发电并网技术领域中主要的优先权国分布。从图2可以看出，日本在该领域的专利申请占该领域专利申请总量的52.50％，共608件，在数量上具有绝对优势。其次是美国、德国、中国、韩国、世界知识产权组织（WIPO）和欧洲专利局，这些国家或地区的专利申请量分别是180件、128件、96件、70件、16件和15件。另外还有一些国家或地区，如奥地利、澳大利亚、加拿大、英国、俄罗斯、法国等，申请量均在8件以下，其总和达到45件，占该领域专利申请总量的3.89%。从该图中可以看出，全球申请的主要原创国为日、美、德、中，日本所占比重最大。
       从向境外申请该领域专利的数量来看，日本向外申请专利总量最多，有200件，其中大部分都是向中国提交的专利申请，还有一部分是向美国申请；其次是美国和德国，分别有171件和107件专利申请输出到境外，美国主要输向世界知识产权组织，德国倾向于向世界知识产权组织、欧洲地区和中国输出专利申请。中国向外申请专利总量仅为5件。从向境外申请专利比重来看，美国和德国的专利输向国外比重比较高，分别有48.72％和45.53%，其次是日本为24.75%，而中国最少，仅有4.95%的专利申请向海外提交。
        图3显示出了光伏发电并网技术申请国别分布。从图中可以看出，进入中国的光伏发电并网技术领域的专利申请最多，共1274件，比重为44.28%；其次是日本，共635件专利申请，比重为22.07%；美国共有392件专利申请，比重为13.63%；另外，分别有154件、148件和132件的专利申请进入了世界知识产权组织、德国和欧洲，所占比重均在5%以上，还有92件和50件的专利申请进入了韩国和奥地利，所占比重为3%和2%。通过图3与图2比较可知，中国已经对光伏发电并网技术领域投入了较多的关注，但以中国专利申请为优先权申请向国外提交的专利申请并不多。而日本专利申请大多都提出了优先权，充分表明日本申请人十分注重专利申请的策略。
       日本、美国、德国、中国和世界知识产权组织是光伏发电并网技术领域中专利申请的主要国家和组织。图4显示出了在光伏发电并网技术领域中，上述几个国家和组织的专利申请在各个分支技术下的数量分布。
       从图4可以发现，中国在光伏发电并网技术领域的专利申请量最多，并且在5个技术分支下的专利申请也超过其他国家，这与我国相关政策的扶持和推进有密切关系。其次，日本在光伏发电并网技术领域的专利申请量位居第二，其在逆变器技术分支下的专利申请量也比较多，美国和德国在逆变器、控制器和最大功率点跟踪技术领域也具有一定数量的专利申请。
       图5显示出了光伏发电并网技术重要申请人的专利申请量分布。从图5可以看出，三洋电机株式会社、三菱电机株式会社等按照专利申请量的排名情况，其中三洋公司的申请量为111件，排在首位，比申请量排在第二名的三菱公司的申请量多了近1倍。在申请量排名前十位申请人中，有8位为日本公司申请人（三洋、三菱、夏普、日新、松下、佳能、东芝、富士），这反映了日本申请人比较重视光伏发电并网技术的专利布局。
       对重要申请人进行技术领域的进一步分析发现，三洋电机株式会社主要关注逆变器技术和控制器技术两大领域，最大功率点跟踪技术次之，防孤岛效应技术相对较少，没有涉及混合系统技术。此外，申请量排名前十位的其余9名申请人在光伏发电并网技术领域均很关注逆变器技术，充分体现了逆变器技术在光伏发电领域中的重要地位。从重要申请人在技术领域的投入看，逆变器技术以及控制器技术是目前全球重要申请人较为关注的领域。
       综上所述，针对目前光伏并网发电技术领域专利现状，笔者认为，国内相关企业应高度重视国外申请人在华的相关申请，对其中重要的技术进行分析，提前规避风险。对于国外重点专利，应重点分析，避免开发出的产品的技术方案落入其保护范围中。在研发的过程中，也应对目前已公开的相关专利文献进行分析，剖析相关技术方案，避免重复研发和资源浪费。