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关于“高功率与大尺寸”组件的9个误区与真相

在2020年下半年,有关高功率组件的争论持续不休。考虑到各种观点鱼龙混杂真假难辨,本文将对相关观点逐一做简要分析,以便于光伏从业者直达真相。

观点1:光伏硅片应与半导体硅片尺寸一致。

真相:一方面光伏产业链与半导体产业链的成本结构不同;另一方面半导体硅片的变大不影响单个芯片的外形也就不影响后端的封装与应用,光伏电池变大则对光伏组件和电站设计有很大的影响。因此光伏硅片尺寸与半导体硅片尺寸并无关联,而是需要站在全产业链的角度做具体分析。

观点2:组件尺寸越大越好,600W优于500W组件,接下来还会出现700W、800W组件。

真相:组件创新应以降低光伏发电度电成本为目的,而非是简单的追求营销噱头而“高功率”。在生命周期发电量相当的情况下,主要考虑大组件能否降低光伏组件成本或者降低光伏电站BOS成本。过大的组件一方面并不带来组件成本降低,另一方面给组件的运输、人工安装、系统端的设备匹配带来障碍,此外,尺寸和电流的大跃进将带来组件可靠性风险的大幅上升威胁生命周期的发电量,综合而言对度电成本有害无利,为大而大、越大越好的观点是有问题的。

观点3:目前大部分新的PERC电池扩产都是基于210规格,因此210一定会在未来成为主流。

真相:在尺寸之争不明朗的情况下,电池企业倾向于兼容大尺寸来避免风险,换一种角度来讲,新扩产的电池产能全部兼容182规格。谁会成为主流还是取决产品的全产业链价值,而不是单纯的被电池环节所佐佑。

观点4:硅片尺寸越大,组件的成本就越低。

真相:

硅片方面,硅棒变粗会使长晶成本有一定上升,切片的良率会下降几个百分点,综合来看210的硅片成本将比182提高1~2分/W。

硅片变大有利于电池制造成本的节省,但210电池对制造设备的要求也更高,理想情况下210也仅能比182在电池制造成本上节省1~2分/W,如良率、效率一直有差别则210电池的成本还会比较高。

组件方面,210(半片)组件由于电流过高导致内部损耗高,组件效率比常规组件低约0.2%,导致成本上升1分/W。210的55片电池组件由于长跨接焊带的存在又使组件效率降低约0.2%,成本进一步上升。而210的60片电池组件由于组件宽度达到1.3m,为了保障组件载荷能力边框成本将有非常明显的上升,组件成本可能需要提高3分/W以上,制造商为了控制组件成本则可能会牺牲组件载荷能力。

综合考虑硅片到组件端的成本,210组件的成本高于182组件。仅着眼于电池成本是非常片面的。

观点5:组件功率越高,光伏电站BOS成本越省。

真相:组件效率与光伏电站BOS成本间存在直接的相关性,组件功率与BOS成本的相关性则需要结合具体的设计方案来分析。同样效率下做大组件提高功率带来的BOS成本节省来自3方面:1-大支架带来的成本节省,2-高串功率带来电气设备上的节省,3-按块计价的安装成本节省,其中支架(含桩基础)成本的节省占比最大。具体对比182与210组件:两者针对大型平地电站均可以做大支架;电气设备上由于210组件对应新的组串式逆变器并需要搭配6mm2电缆,并不带来节省;安装成本方面,即便在平地,1.1m宽度,2.5m2面积基本达到两人便利安装的极限,210的60片电池组件组件1.3m的宽度和2.8m2的面积将给组件安装带来障碍(210的66片电池双面组件尺寸和重量更是达到3.1m2,近40kg)。回到组件效率,210组件将由于效率略低在BOS成本略有劣势。

观点6:串功率越高,光伏电站BOS成本越省。

真相:类似上一个问题,该观点需要结合系统设计条件来分析,是在一定范围内成立。比如从156.75到158.75再到166,组件尺寸变化有限,承载相同组串的支架尺寸变化不大,电缆、逆变器均兼容原有设计,因此串功率提高可带来BOS成本节省。对于182组件,组件尺寸重量更大、支架的长度也有较为明显的增加,因此产品定位于面向大型平地电站,可进一步节省BOS成本。210组件与182组件均可以匹配大支架,电气设备不再兼容原有设计(需要搭配6mm2电缆及大电流逆变器),均不会带来BOS成本节省。

观点7:210组件热斑风险低,热斑温度低于158.75及166组件。

真相:热斑温度确实与电流、电池片数量、漏电流均有关系。同为PERC电池漏电流可视为基本相当,理论分析实验室测试时的热斑能量:55/66cell210组件60cell210组件182组件166组件156.75组件,实测后3款组件热斑温度也确实呈现相关趋势(IEC标准测试条件,遮挡比例5%~90%分别测试)。因此,210组件的热斑风险是高于其他几款组件的。

观点8:匹配210组件的接线盒已开发完成,可靠性优于目前主流组件的接线盒。

真相:210双面组件至少需要30A接线盒,因18A(短路电流)×1.3(双面组件系数)×1.25(旁路二极管系数)=29.25A。目前30A接线盒并不成熟,接线盒厂家考虑用双二极管并联实现30A,相比主流组件的接线盒单二极管设计可靠性风险明显增加(因二极管用量翻倍,且两个二极管难以做到完全一致、分流不均)。

观点9:60/66片电池的210组件已解决集装箱高柜运输问题。

真相:为避免组件运输过程中破损,组件均竖放包装在木箱中,两个木箱垒放的高度接近40英尺高柜的门高,组件宽度1.13m时仅剩余10cm的叉车装卸余量。60/66片电池的210组件宽度1.3m,声称解决其运输问题的包装方案要么是有组件平放在木箱中,运输破损率必然明显提升;要么是组件立着包装(长边垂直于地面),包装倾倒的风险显著提高。

总结:“高功率&大尺寸”组件的设计应是基于系统性的边界条件思考,尤其要考虑应用场景。对于大型平地电站182组件是均衡性非常好的产品;而对于分布式项目,166组件在尺寸上已经是最优的。210则是先有了12英寸硅片命题后为210而做210,需要将整个产业链折腾一番却一直没有找到足以吸引人这么做的价值,因此产品在50片、55片、60片、66片不断跳变。210规格的支持者恐怕难以回答这个问题:如果运输、组件可靠性、系统端匹配等都难以成为限制因素,那未来又为什么属于210而非220、250、275mm硅片规格呢?



20-12-12 16:26    回复
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