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關于“高功率與大尺寸”組件的9個誤區與真相

在2020年下半年,有關高功率組件的爭論持續不休?紤]到各種觀點魚龍混雜真假難辨,本文將對相關觀點逐一做簡要分析,以便于光伏從業者直達真相。

觀點1:光伏硅片應與半導體硅片尺寸一致。

真相:一方面光伏產業鏈與半導體產業鏈的成本結構不同;另一方面半導體硅片的變大不影響單個芯片的外形也就不影響后端的封裝與應用,光伏電池變大則對光伏組件和電站設計有很大的影響。因此光伏硅片尺寸與半導體硅片尺寸并無關聯,而是需要站在全產業鏈的角度做具體分析。

觀點2:組件尺寸越大越好,600W優于500W組件,接下來還會出現700W、800W組件。

真相:組件創新應以降低光伏發電度電成本為目的,而非是簡單的追求營銷噱頭而“高功率”。在生命周期發電量相當的情況下,主要考慮大組件能否降低光伏組件成本或者降低光伏電站BOS成本。過大的組件一方面并不帶來組件成本降低,另一方面給組件的運輸、人工安裝、系統端的設備匹配帶來障礙,此外,尺寸和電流的大躍進將帶來組件可靠性風險的大幅上升威脅生命周期的發電量,綜合而言對度電成本有害無利,為大而大、越大越好的觀點是有問題的。

觀點3:目前大部分新的PERC電池擴產都是基于210規格,因此210一定會在未來成為主流。

真相:在尺寸之爭不明朗的情況下,電池企業傾向于兼容大尺寸來避免風險,換一種角度來講,新擴產的電池產能全部兼容182規格。誰會成為主流還是取決產品的全產業鏈價值,而不是單純的被電池環節所佐佑。

觀點4:硅片尺寸越大,組件的成本就越低。

真相:

硅片方面,硅棒變粗會使長晶成本有一定上升,切片的良率會下降幾個百分點,綜合來看210的硅片成本將比182提高1~2分/W。

硅片變大有利于電池制造成本的節省,但210電池對制造設備的要求也更高,理想情況下210也僅能比182在電池制造成本上節省1~2分/W,如良率、效率一直有差別則210電池的成本還會比較高。

組件方面,210(半片)組件由于電流過高導致內部損耗高,組件效率比常規組件低約0.2%,導致成本上升1分/W。210的55片電池組件由于長跨接焊帶的存在又使組件效率降低約0.2%,成本進一步上升。而210的60片電池組件由于組件寬度達到1.3m,為了保障組件載荷能力邊框成本將有非常明顯的上升,組件成本可能需要提高3分/W以上,制造商為了控制組件成本則可能會犧牲組件載荷能力。

綜合考慮硅片到組件端的成本,210組件的成本高于182組件。僅著眼于電池成本是非常片面的。

觀點5:組件功率越高,光伏電站BOS成本越省。

真相:組件效率與光伏電站BOS成本間存在直接的相關性,組件功率與BOS成本的相關性則需要結合具體的設計方案來分析。同樣效率下做大組件提高功率帶來的BOS成本節省來自3方面:1-大支架帶來的成本節省,2-高串功率帶來電氣設備上的節省,3-按塊計價的安裝成本節省,其中支架(含樁基礎)成本的節省占比最大。具體對比182與210組件:兩者針對大型平地電站均可以做大支架;電氣設備上由于210組件對應新的組串式逆變器并需要搭配6mm2電纜,并不帶來節;安裝成本方面,即便在平地,1.1m寬度,2.5m2面積基本達到兩人便利安裝的極限,210的60片電池組件組件1.3m的寬度和2.8m2的面積將給組件安裝帶來障礙(210的66片電池雙面組件尺寸和重量更是達到3.1m2,近40kg);氐浇M件效率,210組件將由于效率略低在BOS成本略有劣勢。

觀點6:串功率越高,光伏電站BOS成本越省。

真相:類似上一個問題,該觀點需要結合系統設計條件來分析,是在一定范圍內成立。比如從156.75到158.75再到166,組件尺寸變化有限,承載相同組串的支架尺寸變化不大,電纜、逆變器均兼容原有設計,因此串功率提高可帶來BOS成本節省。對于182組件,組件尺寸重量更大、支架的長度也有較為明顯的增加,因此產品定位于面向大型平地電站,可進一步節省BOS成本。210組件與182組件均可以匹配大支架,電氣設備不再兼容原有設計(需要搭配6mm2電纜及大電流逆變器),均不會帶來BOS成本節省。

觀點7:210組件熱斑風險低,熱斑溫度低于158.75及166組件。

真相:熱斑溫度確實與電流、電池片數量、漏電流均有關系。同為PERC電池漏電流可視為基本相當,理論分析實驗室測試時的熱斑能量:55/66cell210組件60cell210組件182組件166組件156.75組件,實測后3款組件熱斑溫度也確實呈現相關趨勢(IEC標準測試條件,遮擋比例5%~90%分別測試)。因此,210組件的熱斑風險是高于其他幾款組件的。

觀點8:匹配210組件的接線盒已開發完成,可靠性優于目前主流組件的接線盒。

真相:210雙面組件至少需要30A接線盒,因18A(短路電流)×1.3(雙面組件系數)×1.25(旁路二極管系數)=29.25A。目前30A接線盒并不成熟,接線盒廠家考慮用雙二極管并聯實現30A,相比主流組件的接線盒單二極管設計可靠性風險明顯增加(因二極管用量翻倍,且兩個二極管難以做到完全一致、分流不均)。

觀點9:60/66片電池的210組件已解決集裝箱高柜運輸問題。

真相:為避免組件運輸過程中破損,組件均豎放包裝在木箱中,兩個木箱壘放的高度接近40英尺高柜的門高,組件寬度1.13m時僅剩余10cm的叉車裝卸余量。60/66片電池的210組件寬度1.3m,聲稱解決其運輸問題的包裝方案要么是有組件平放在木箱中,運輸破損率必然明顯提升;要么是組件立著包裝(長邊垂直于地面),包裝傾倒的風險顯著提高。

總結:“高功率&大尺寸”組件的設計應是基于系統性的邊界條件思考,尤其要考慮應用場景。對于大型平地電站182組件是均衡性非常好的產品;而對于分布式項目,166組件在尺寸上已經是最優的。210則是先有了12英寸硅片命題后為210而做210,需要將整個產業鏈折騰一番卻一直沒有找到足以吸引人這么做的價值,因此產品在50片、55片、60片、66片不斷跳變。210規格的支持者恐怕難以回答這個問題:如果運輸、組件可靠性、系統端匹配等都難以成為限制因素,那未來又為什么屬于210而非220、250、275mm硅片規格呢?



20-12-12 16:26    回復
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