但迅速變大的硅片尺寸也給原有產(chǎn)能較大的企業(yè)帶來困擾:是跟進(jìn)升級快速淘汰現(xiàn)有產(chǎn)能,還是固守現(xiàn)有尺寸,等待折舊完畢?無論做出哪種選擇,對于企業(yè)決策者來說都很艱難。
組件功率從2019年的410W(158mm硅片)提升到2020年上半年的445W(166mm硅片),接著繼續(xù)提升到下半年的500W+(182mm硅片)和600W+(210mm硅片)。通過硅片尺寸的不斷放大的確可以迅速提升光伏組件功率,但是對于現(xiàn)有100多個GW的166mm硅片電池產(chǎn)能,面臨一定的風(fēng)險,目前常規(guī)的主流尺寸166mm組件,似乎已經(jīng)要跟不上業(yè)內(nèi)追求極致成本的步伐,在600W+時代掉隊,更遑論馬上到來的700W+時代。
但就在近日,日托光伏隆重發(fā)布了基于166mm硅片的新一代大功率C10系列組件,額定功率達(dá)到660W,組件效率高達(dá)21.4%以上,并且實現(xiàn)了低電壓、三組串的優(yōu)勢,進(jìn)一步疊加HJT技術(shù)后C10-Pro組件額定功率可達(dá)700W,這也是目前全行業(yè)唯一一家成功研發(fā)和量產(chǎn)基于166mm硅片的600W+的超大功率組件,“小”硅片也能實現(xiàn)“大”功率。
硅片尺寸,功率提升著力點
“這些先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備等資源基本都是近3年才新建的,在技術(shù)依然成熟先進(jìn)的情況下僅僅因為尺寸被淘汰非常可惜。”日托光伏總裁張鳳鳴博士指出:“日托光伏從最大化利用現(xiàn)有資源,充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢角度出發(fā),通過自身先進(jìn)的MWT組件技術(shù)實現(xiàn)多串并聯(lián)創(chuàng)新設(shè)計,讓166硅片也能實現(xiàn)“大”功率,組件功率、效率和電學(xué)參數(shù)都可以媲美大硅片產(chǎn)品甚至更優(yōu),并且產(chǎn)品更加成熟可靠,為光伏行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。”
光伏硅片尺寸最早源于半導(dǎo)體硅片,因此,在光伏發(fā)展初期的很長一段時間內(nèi),光伏行業(yè)一直沿用半導(dǎo)體6英寸和8英寸的硅片,即125mm和156mm的硅片。直至2013年底,行業(yè)內(nèi)幾家主流光伏企業(yè)牽頭統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)為156.75mm的硅片,到2015年,156mm硅片又逐漸被156.75mm硅片所替代,2018年158.75mm硅片則逐漸占領(lǐng)市場,而到了2019推出的166mm和210mm硅片,以及2020年的182mm硅片的推出,徹底打開了大尺寸硅片的尺寸之爭,隨之而來,450W+、500W+、600W+組件相繼推出,功率之爭也日趨白日化。此時,光伏行業(yè)對硅片尺寸的選擇,已不再基于半導(dǎo)體行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而是基于最低光伏系統(tǒng)的LCOE。行業(yè)的功率之爭,成為了硅片尺寸之爭。
三并聯(lián)設(shè)計,166電池邁入700W時代
據(jù)張鳳鳴介紹,日托光伏一直以MWT(metal Wrap Through, 金屬穿孔纏繞)技術(shù)為發(fā)展根基,尤其進(jìn)入2020年,進(jìn)一步加大產(chǎn)品研發(fā)投入,基于MWT技術(shù)和M6硅片(166mm*166mm),結(jié)合半片技術(shù)、高密度二維封裝技術(shù)和獨特的三并聯(lián)電氣設(shè)計等多項技術(shù)疊加應(yīng)用強(qiáng)勢推出了C10系列大功率MWT+光伏組件,目前C10產(chǎn)品量產(chǎn)功率可高達(dá)660W,疊加HJT電池后的C10 PRO產(chǎn)品輸出功率可進(jìn)一步提升至700W,為大型地面電站項目提供具有更高效率,更高可靠性,更長壽命的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,通過實現(xiàn)降低光伏電站BOS和LCOE來提升客戶價值,為客戶帶來更高收益。
日托光伏C 系列經(jīng)典MWT組件結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈,綜合考慮生產(chǎn)、運輸、安裝、系統(tǒng)配套、系統(tǒng)性能表現(xiàn)等各環(huán)節(jié)實際情況,確定了目前基于M6(166mm*166mm)硅片的最佳組件方案,同時C6、C7、C9、C10系列高功率組件應(yīng)運而生。
原材料供應(yīng)
對于大尺寸光伏組件,相應(yīng)配套輔材供應(yīng)至關(guān)重要,目前210/182等大尺寸光伏組件各頭部廠家均已量產(chǎn)出貨,166電池組件原輔材料則最為成熟,相應(yīng)的背板、玻璃、EVA等配套輔材已進(jìn)行產(chǎn)能和尺寸調(diào)整,供應(yīng)鏈已經(jīng)完全成熟,不存在技術(shù)和產(chǎn)能問題。
設(shè)備成熟度
166電池組件自從2019年推出以來,成為市場主流,截至目前已占市場60%以上,生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈成熟度較高,考慮到硅片與整個行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的匹配性,適合于產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)有的大部分產(chǎn)能,設(shè)備改造幅度很小。
工藝普及率
拉晶、切片、電池制備環(huán)節(jié),166產(chǎn)品在工藝成熟度、生產(chǎn)良品率方面均高于182/210產(chǎn)品,產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠,且設(shè)備匹配度更高,無需進(jìn)行批量改造。
系統(tǒng)兼容性
主要考慮支架系統(tǒng)和逆變器的兼容性。支架方面,可兼容固定支架和跟蹤支架等主流安裝方式;逆變器方面,完全兼容所有主流集中式逆變器,對于組串式逆變器,主流逆變器廠家已經(jīng)推出匹配大電流的解決方案。
制造成本和BOS成本
在兼容產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上,利用現(xiàn)有最穩(wěn)定成熟的166電池產(chǎn)能,日托光伏在MWT電池端充分發(fā)揮薄片化、低銀耗量和更高效的特點,打開了新的降本空間,同時在組件端通過半片技術(shù)、高密度二維封裝技術(shù)和獨特的三并聯(lián)電氣設(shè)計等多項技術(shù),提升功率的同時也進(jìn)一步提升了組件的可靠性,結(jié)合優(yōu)化的電學(xué)參數(shù)可有效降低系統(tǒng)端BOS成本,從而實現(xiàn)更低的光伏發(fā)電LCOE成本,提高電站客戶端的收益率。
綜上所述,日托光伏C 系列高效MWT組件與市場上大尺寸產(chǎn)品相比工藝跨度小、其設(shè)備和工藝成熟度高,升級產(chǎn)線的難度和成本低、供應(yīng)物料限制小、一體化單瓦制造成本低、BOS成本更低,因此最終采用166mm硅片,設(shè)計63/75/94.5/105多樣化版型組件,適用于戶用分布式、工商業(yè)分布式、大型地面電站等不同場景。
探秘:日托大功率組件核心技術(shù)
MWT技術(shù)
日托光伏C系列高效組件是以MWT技術(shù)為核心,MWT技術(shù)是一種將電池的正負(fù)電極均制備在電池的背面(正負(fù)電極背面化),從而獲得高效率、高可靠性、低成本、更加美觀和綠色環(huán)保的光伏組件的技術(shù)路線。
對于常規(guī)電池,主柵線的數(shù)量從2010年的2主柵一直持續(xù)增加到目前的9主柵或11主柵,主柵線根數(shù)的增加主要是減少細(xì)柵線長度從而降低細(xì)柵線串聯(lián)電阻造成的功率損失,效率提升在0.2%~0.3%左右,MWT電池效率提升主要是通過減少主柵線遮光提升0.3%~0.5%左右的轉(zhuǎn)換效率。實際上,對于MWT技術(shù)而言,也可以通過增加孔洞數(shù)量來縮短細(xì)柵線到孔洞的距離來減少這部分電阻功率損失,達(dá)到和多主柵類似的效果,所以通過孔洞數(shù)量和布局的優(yōu)化可以一直維持0.3%~0.5%左右的效率優(yōu)勢。當(dāng)然,如分析,MWT+的優(yōu)勢不僅在電池端減少了正面柵線遮光損失,同時減少了組件封裝損失,還提升了組件的可靠性,降低了組件的衰減,據(jù)測算,日托光伏MWT+產(chǎn)品發(fā)電效率較常規(guī)產(chǎn)品提升3%左右。
高密度二維封裝技術(shù)
日托光伏MWT組件均采用高密度二維封裝技術(shù),類似于印刷電路板封裝工藝,利用導(dǎo)電膠將電池片與導(dǎo)電箔進(jìn)行連接,徹底消除了常規(guī)焊帶高溫焊接應(yīng)力以及焊帶在電池片間隙折彎處帶來的微隱裂,強(qiáng)化了產(chǎn)品的柔韌性,提升了組件在風(fēng)、雪、冰雹等極端天氣情況下的載荷能力,組件性能更可靠。平面電路板的設(shè)計使得電池的電流可以均勻的在整個組件背面金屬箔中流動,大幅降低了常規(guī)細(xì)長焊帶導(dǎo)致的熱損,并且金屬箔對于組件背面還有額外增強(qiáng)散熱和阻止水汽入侵的效果,所以MWT組件不僅發(fā)電效率高于常規(guī)產(chǎn)品,而且可靠性和使用壽命也優(yōu)化常規(guī)產(chǎn)品,目前日托MWT+組件首年功率衰減低于2%,30年線性功率質(zhì)保,30年后發(fā)電功率保證不低于額定功率的82%。
同時,傳統(tǒng)焊帶連接方式下,由于焊帶的存在,電池間距受限制,過近的距離必然帶來焊帶折彎應(yīng)力導(dǎo)致的巨大風(fēng)險,而MWT組件采用的先進(jìn)二維平面封裝技術(shù),組件封裝可以做到極高密度,消除了常規(guī)組件在焊帶、匯流條等區(qū)域的浪費,從而在有限的組件面積內(nèi)做到入射光的充分利用,進(jìn)一步提升了組件的光電轉(zhuǎn)換效率。
日托光伏C 系列大功率MWT組件采用獨特的三并聯(lián)166電池半片設(shè)計,小尺寸電池也能實現(xiàn)低電壓、大功率,具有完美的電流電壓平衡匹配特性,對比182組件,電壓更小,對比210組件,電流更小,同時功率較常規(guī)大尺寸電池組件更高,可有效降低電站BOS和LCOE成本,帶來更高收益率。
多并聯(lián)電路下,電池片所受熱損失影響與電池尺寸有關(guān),受內(nèi)阻與線阻影響,大尺寸電池片電流大,熱損失大,影響可靠性和發(fā)電量,運行風(fēng)險大,比如常規(guī)182產(chǎn)品和210產(chǎn)品都采用半片電池,先串聯(lián)再兩串并聯(lián)的方式,半片電池電流分別為9A和7A左右,而日托光伏采用的166半片電池電流只有5.6A左右,所以電池片互聯(lián)的熱損更小可靠性也更好,結(jié)合日托光伏獨有的三并聯(lián)電氣設(shè)計使得組件短路電流提升到17A左右,三并聯(lián)電路的電壓也控制的相對較低,有利于系統(tǒng)端大組串的使用,所以166電池相對較低的電流配合三并聯(lián)下較低電壓,完美地達(dá)到平衡,從而使得電站端單組串功率更高,大功率配合最優(yōu)化的電流電壓設(shè)計,有效降低了系統(tǒng)BOS成本,同時提升了電站端組件運行的發(fā)電效率和可靠性。
日托大功率組件系統(tǒng)BOS成本優(yōu)勢
因為日托光伏MWT產(chǎn)品的更高轉(zhuǎn)換效率和更高輸出功率,可節(jié)省土地、安裝和支架等多個方面的成本,有效降低了電站系統(tǒng)建設(shè)成本,同時更低的衰減和更長壽命的發(fā)電保證大大提升了電站全壽命周期的發(fā)電量,導(dǎo)致更低的系統(tǒng)度電成本LCOE和更高的投資收益率ROI。
三并聯(lián)設(shè)計下日托高功率MWT組件,相比較182產(chǎn)品,組件功率更高,電壓更低,組串?dāng)?shù)更高,單組串功率更大,所以BOS成本更低;相比較210產(chǎn)品,組件功率相當(dāng)?shù)那闆r下,組件效率更高,內(nèi)阻損失更少,組件電流略低使得線損減少,安全性更高,所以綜合對比下來,日托光伏推出的C9和C10大功率組件一方面繼承了MWT技術(shù)產(chǎn)品的高效、高可靠和高壽命等優(yōu)勢,另一方面又通過最穩(wěn)定成熟的166電池進(jìn)行創(chuàng)新的三并聯(lián)設(shè)計,組件功率提升到660W的同時優(yōu)化了電流電壓的輸出設(shè)計,產(chǎn)品各項參數(shù)完全可以媲美市場上大尺寸電池組件并且更加優(yōu)化。
日托光伏一直秉承“創(chuàng)新改變世界”的理念,最新的660W C10產(chǎn)品系列的推出讓日托光伏正式進(jìn)入600W+的高功率時代,“小”硅片也能做出“大”功率,日托光伏這次帶給行業(yè)的不僅是高效高功率的產(chǎn)品,而且也為行業(yè)硅片尺寸之爭帶來了新的思路和理念,為行業(yè)節(jié)省投資、延長現(xiàn)有成熟設(shè)備和產(chǎn)品的使用壽命提供了新的解決方案,有利于光伏行業(yè)真正健康有序的可持續(xù)發(fā)展,為我國的雙碳目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型做出應(yīng)用的貢獻(xiàn)。
原標(biāo)題:700W—166光伏組件的極限在哪里?