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生而智能——叠瓦组件的“黑暗森林”
发表于:2018-11-14 10:21:03
来源:索比光伏网作者:曹宇
 光伏的黑暗森林:光伏焊带即将消失

笔者曾在去年年底写过一篇泰坦的战争,里面提到技术路线的竞争,与同质化竞争此消彼长的情况不同,结局可能是非胜即死,同时,技术路线之争往往连带着各自一整条技术路线上企业的兴衰。

《三体》中有句话被企业界大量引用:“我消灭你,与你无关。”随着技术的兴起和历史的变革,许多企业如同诺基亚一样:“我们并没有做错什么,但不知为什么,我们输了。”方便面被外卖打败,自行车店与修理铺被共享单车打败,小偷被线上支付弄得生意惨淡,而在北京做得好吃的饼,往往和鱼头一起搭售。跨界融合,或者被跨界取代, 是世间规律。笔者也想提出:那光伏行业的下一个黑科技是什么?又将取代什么?

目前可以预见的是,光伏焊带产业可能成为受“黑暗森林”法则影响,被新的超级组件技术“降维打击”至消失不见。

焊带到底犯了什么错?

长期以来,采用光伏焊带一直被认为是最成熟的光伏组件封装方式。但随着电池与组件技术的进一步发展,焊带的设计对组件性能存在如下几点制约:

A

●组件电路排列是全串联方式,遮挡、热斑等造成的问题对于组件的输出与可靠性影响很大。

B

●组件里的电池隐裂问题,多由于焊带与电池主栅之间的应力引起。

C

●制约硅片厚度,如果硅片太薄,同样是由于应力引起电池裂片,组件成品率低、衰减增加、可靠度降低。

D

●由于金属腐蚀(水汽渗透、酸性物质的释放)所造成的组件衰减增加、可靠度降低。

E

●在受光的正面,焊带会遮挡相当部分的电池面积,降低组件发电量。

由此可见,随着组件技术的不断发展,焊带成为了组件性能(效率与可靠性)进一步提升的制约,成为木桶中最短的那块板。

叠瓦组件-焊带终结者

于是业界开始研发无焊带的设计,IBC, MWT等基于电池技术的无焊带设计应运而生,但规模与成本还是有一定的制约。而当目光转向组件端时,通过导电胶柔性连接的叠瓦组件被业界寄予厚望。

叠瓦组件通过柔性连接,应力有效地消弭于每小片电池之间,电池隐裂较常规组件大幅度降低,还能够容纳厚度减低20-40%的超薄硅片;无主栅、无焊带的抗腐蚀设计,也增加了受光面积,并极大地提高了组件可靠度;全并联、无片间距的优异设计,又进一步地提高组件受光面积,其组件内耗的降低,较半片组件的优势又放大了九倍(六分片设计)。

2015年,全球最大的电气设备企业东方电气,“单晶龙头”中环股份,以及一直以高效电池组件领先业内的SunPower,三家巨头联手打造了高效电池组件生产基地——东方环晟光伏(江苏)有限公司。东方环晟一方面依托了股东方的综合优势,包括大股东央企东方电气在电力设备行业的领导地位和丰厚资源,还有在行业内长期耕耘的中环股份的精益化管理,上下游配合形成了完整的产业链;另一方面掌握了SunPower独家授权的叠瓦核心技术,并和SunPower团队不断加快产品迭代,保持了原创性和技术领先性。东方环晟应该是全球第一家专注于生产高效叠瓦产品的组件企业,并在短期内形成了全球最大的GW规模量产能力。2017年底,东方环晟已拥有1.2GW PERC高效电池和750MW 高效叠瓦组件的产能,在2018年底,其叠瓦组件产能已达2GW。到2020年底,东方环晟计划建成5GW高效叠瓦组件产能。

生而智能——叠瓦组件的“123”

叠瓦组件的无焊带技术具备如下优势:

1、天然的智能组件。东方环晟的六串电池串全并联的设计,将遮挡影响降到最低(图片)。从电路设计端解决了困扰业界很久的遮挡带来的功率损失和热斑等问题,节省了组件优化器的安装。

2、更低的“度电成本”。更好地利用组件空间,带来更高效率,更多发电量,同时经过优化设计,叠瓦组件较传统组件可以增加13%功率输出,节约了施工、支架、土地成本。

3、减少失效因素,增加可靠性,组件使用寿命更长。

4、高效电池和超薄硅片的兼容平台,叠瓦技术是一种可以兼容多种电池技术(PERC, TopCon,HIT, 等),同时也是目前唯一能够支持超薄硅片的组件技术平台,适应性更广泛。

这些优势让叠瓦组件效率更高、寿命更长,并降低投资成本,因此获得了高端市场的迅速认可。以东方环晟为例,从量产起到2018上半年,叠瓦组件大部分都出口海外,主要地区在欧洲、澳大利亚、日本、与东南亚,到2018年10月,其叠瓦组件出口份额占全国的92%。即使在5.31.新政之后,东方环晟依然保持满产满销,确实令人刮目相看。据东方环晟副总经理,营销总监孙满军介绍:“2018年公司三季度起随着产能扩充,在保持国际市场不变的前提下,东方环晟也在积极参与国内领跑者项目和无补贴示范项目,中标国电投和三峡的领跑者项目,又进一步为叠瓦组件的先进性、可靠性、及其市场竞争力提供了充分的佐证。”

叠瓦平台

叠瓦并不“挑食”,它是从组件端进行改变而提升效率的方式,而PERC、单多晶、IBC、HJT各种类型的电池,都可以叠加在叠瓦这一技术平台上。

“我们认为行业同仁虽然对叠瓦组件热情高涨,但是要形成低成本,高效益和高可靠性的叠瓦组件量产规模有一定的挑战度,并非能够一蹴而就。目前东方环晟和海外资深研发团队一起不断加快创新与产品的迭代,实现了产线全部本地化,进一步提升叠瓦组件的领先优势,形成技术平台。”孙满军同时表达希望同国内高效电池厂家合作,强强联合,将环晟打造为叠瓦组件平台。

根据东方环晟的整体规划,将在2020年达到5GW叠瓦组件产能——一个足以影响行业格局的规模。该公司获得的各项叠瓦组件专利及经验广泛分布于电池串、组件、设备及产线的设计和工艺流程的创新等诸项关键环节,同时通过一年多的规模化量产,在叠瓦组件生产的成本控制、供应链管理市场定位方面积累了充沛的经验。

“叠瓦将成为一个光伏高效生态链中的一环,并在组件端形成颠覆性替代。”孙满军说,“叠瓦+双面PERC+跟踪系统+智能逆变器以及1500V等更高的电压等级,会给业内带来全新的电站,甚至颠覆我们以往对于成本的计算,如土地、线缆、人工, 单位成本都会大幅降低。”

实际上,笔者认为,叠瓦的影响也同样会向上游延伸。超薄硅片进入市场进程提速,银浆的辅材需求发生变化,而节省硅料因此带来的供需变化是否影响硅料价格,单多晶的市场占比转变是否因此而进一步加速并改变市场格局,这些影响,仍未可知,我们将拭目以待。

索比光伏网 曹宇 

关键词: 叠瓦组件 焊带
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曹宇
资深光伏媒体从业人,从业13年,非常了解行业形势,分析见地都极其精辟。
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