降成本、抗熱斑，182與210誰是終極王者？
發(fā)布時間:
2020-09-23
今年6月24日，隆基、晶科、晶澳等七家公司成立M10聯(lián)盟;就在半個月后，600W+光伏開放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟成立，兩個聯(lián)盟的對抗逐漸白熱化，關(guān)于182、210兩種產(chǎn)品的性能比較也成了熱門話題。
◆ 有觀點認為，現(xiàn)在推出210產(chǎn)品為時過早，批量生產(chǎn)、應用尚不具備條件。
◆ 但也有人表示，210硅片在半導體行業(yè)已經(jīng)非常成熟，組件也已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)供貨，這才是屬于“現(xiàn)在”的光伏產(chǎn)品。
210產(chǎn)品降本效果能否達到預期?高電流、低電壓方案會給設計院、施工方帶來怎樣的影響?這一產(chǎn)品究竟屬于現(xiàn)在還是未來?我們與多位業(yè)內(nèi)人士進行了探討。
210產(chǎn)品能否降低BOS成本?
在設計院工作人員看來，組件效率、功率一致的情況下，對系統(tǒng)成本影響最大的當屬單個組串功率。由于目前逆變器系統(tǒng)電壓最高為1500V，根據(jù)600W組件開路電壓(41.7V)和585W組件開路電壓(53.2V)的差異，考慮北方地區(qū)冬季氣溫較低的特點，他們給出的結(jié)論是：基于210電池的600W組件每個組串可以有33塊，而采用182電池的585W組件每個組串只能有24塊。
計算得出，210產(chǎn)品的組串功率比其他企業(yè)585W產(chǎn)品提升了41%。上述設計人員表示，這樣可以減少15%支架用量、16%支架基礎用量、31% 匯流箱數(shù)量，同時減少8% 線纜用量，降低施工成本約7%，從而降低BOS成本約8分/W。“在組件效率不變的情況下，開路電壓每降低2V，對應的BOS成本降低約0.5分錢。”設計人員說。顯然，在當前組件價格偏高的形勢下，這種大幅降低系統(tǒng)投資成本的技術(shù)對電站業(yè)主是一種巨大的誘惑。
更低BOS成本帶來的是更低的度電成本(LCOE)。有跟蹤支架企業(yè)表示，高功率組件+跟蹤器可幫助跟蹤器成本最多下降10-20%。設計院則給出了更為精準的數(shù)據(jù)：
與158.75產(chǎn)品相比，600W組件+跟蹤支架可降低12.17%的BOS成本，11.07%的系統(tǒng)成本以及9.51%的LCOE。“這是我們大力向業(yè)主單位推薦210產(chǎn)品的重要原因。”該設計人員說。
210產(chǎn)品是否會增加熱斑風險?
電壓降低意味著采用210硅片的組件短路電流較高，有人因此質(zhì)疑210產(chǎn)品的可靠性，認為它更容易出現(xiàn)熱斑。對此，多家已經(jīng)應用210產(chǎn)品的企業(yè)負責人都予以駁斥。技術(shù)人員表示，熱斑是由于組件內(nèi)部某一片電池因缺陷或遮擋，不再發(fā)電，轉(zhuǎn)而成為電阻，大量發(fā)熱導致的。如果兩種組件各有一片電池被遮擋，600W組件會出現(xiàn)19電池的電壓加在被遮擋210電池上的情形，而585W組件則是25片電池的電壓加在被遮擋182電池上。從外電路角度看，后者的熱斑風險其實更高。
此外，以天合600W組件為例進行測試，當組件中旁路二極管在戶外導通，且在輸出電流Isc=18.6A的情況下(實際組件工作時電流一般不會超過STC下的Imp≈17.5A)，二極管的工作溫度約120℃，該結(jié)果顯示電流的變化不會增加二極管的安全性風險。“至尊系列產(chǎn)品已經(jīng)通過第三方TUV萊茵的全套可靠性認證測試，大家不需要擔心組件熱斑問題。”天合光能產(chǎn)品負責人說。
戶外實測的結(jié)果也支持這一結(jié)論。今年9月，天合對166、182、210組件均采用30%比例的單個小片遮擋條件，測試戶外熱斑溫度，其中166與182組件熱斑溫度基本一致，210熱斑溫度低19℃左右，這充分表明，相對市場其他地面電站組件，至尊系列組件具備更優(yōu)異的抗熱斑能力。
圖1室外熱斑溫度測試
進一步地，使用固定面積遮擋條件下，對比不同組件的功率變化率。以166半片面積 (137.08 cm2) 作為基準, 至尊二代組件由于使用G12大尺寸硅片及創(chuàng)新的版型設計，陰影遮擋下功率損失更小，至尊二代組件在局部遮擋發(fā)生時，具備突出的功率保持率。其中，遮擋條件示意圖如圖2。顯然，210產(chǎn)品有利于減少遮擋帶來的影響，發(fā)電效率更高。
表1 固定遮擋條件下，組件功率變化率(基于雙二極管模型)
圖2雙二極管模型組件遮擋條件
210，現(xiàn)在還是未來?
索比光伏網(wǎng)注意到，600W+光伏開放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟的成員不僅包括硅片、電池、組件企業(yè)，還涉及逆變器、跟蹤支架、玻璃、背板、輔材等供應鏈上下游相關(guān)領域，多家設備制造商、檢測機構(gòu)也在名單中。據(jù)悉，該聯(lián)盟已擁有56家成員企業(yè)，且仍在不斷壯大。
日前，已經(jīng)有多家光伏企業(yè)宣布投產(chǎn)、擴建、改造兼容210大尺寸的光伏產(chǎn)品。年初，中環(huán)股份在回答投資者提問時明確，五期新建項目全部為210 尺寸硅片產(chǎn)能，占比將不斷提升。電池環(huán)節(jié)，多家企業(yè)新建210產(chǎn)線，規(guī)模合計超過50GW。組件環(huán)節(jié)，天合、東方日升、東方環(huán)晟等企業(yè)累計布局了超過50GW的210組件產(chǎn)能。顯然，210產(chǎn)品供應鏈已經(jīng)日益完善，產(chǎn)能不斷提升。
盡管當前復雜多變的組件尺寸給玻璃企業(yè)帶來一定困擾，但多位資深行業(yè)人士預測，到明年年底，關(guān)于硅片尺寸的爭議將基本結(jié)束，210大概率是最后贏家。此外，從供應鏈角度看，適配210產(chǎn)品的支架、接線盒等均已到位，陽光、華為、SMA等逆變器企業(yè)也表示，預計今年四季度至明年一季度，最大單路輸入電流達20A的逆變器即將批量供應，解決210產(chǎn)品應用的最后一個難題。
支架環(huán)節(jié)，我們以Nclave的多點驅(qū)動跟蹤支架為例，該產(chǎn)品可以說專為高功率組件研發(fā)。如上文所述，采用210產(chǎn)品后，每個組串的組件數(shù)量大幅增加，傳統(tǒng)單點驅(qū)動系統(tǒng)難以提供足夠動力，多點驅(qū)動主要是在增強系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時加強了結(jié)構(gòu)設計，提高關(guān)鍵連接點的剛性，降低因組件尺寸及重量變化帶來的彎扭震顫風險，保障風致穩(wěn)定性，可以通過智能化的控制算法設計最佳的追蹤角度和安裝方案，為客戶提供遠程監(jiān)控窗口，將客戶未來的生命周期成本降到最低。
從硅片邊長明確156.75mm到210mm系列產(chǎn)品發(fā)布，光伏人經(jīng)歷了太多的技術(shù)迭代與更新，每一次都伴隨著無數(shù)質(zhì)疑和反對，曾經(jīng)的屠龍少年也無數(shù)次幻化成惡龍，為更高效技術(shù)的推廣應用制造障礙。就是在這樣的過程中，光伏產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大，實現(xiàn)了平價上網(wǎng)的目標，正在朝高比例可再生能源應用的未來不斷前進。
作為半導體行業(yè)向光伏延伸的結(jié)果，G12系列產(chǎn)品可謂“硅生贏家”。既有半導體產(chǎn)業(yè)十余年的持續(xù)積累，又有專屬于光伏行業(yè)的創(chuàng)新性顛覆，甚至有一個全產(chǎn)業(yè)鏈級的平臺為新技術(shù)保駕護航?？梢哉f，210的超前進度已經(jīng)點燃了全行業(yè)的熱情，未來已來，210就是現(xiàn)在!
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