从中环股份发布210mm硅片时起,对硅片、电池、组件尺寸的讨论就没停止过。甚至,逆变器、跟踪支架、接线盒、线缆、连接器等企业都被裹挟到这场争论当中,热度早已超过了当年的“单多晶之争”。
根据索比光伏网团队观察,随着大型电力投资企业在招标过程中单列“高功率组件”,光伏行业对超高功率组件的认可度越来越高,一些厂商在新建产能时普遍选择兼容210尺寸,确保生产设备可以在较长时间内适应市场需求。但不可否认,许多人对210组件的印象还停留在“外形尺寸大、功率高”的层面,没有真正理解210产品的本质。
正如中环股份副董事长、总经理沈浩平所言,210硅片量产意味着一个开放、包容、面向未来的新赛道平台正式启动,包括硅片、电池、组件、玻璃、逆变器等所有产品在内,其技术创新与发展进程只会加速,不会放缓。
事实上,210mm硅片供应商早已不止中环一家,600W+光伏开放创新生态联盟更是包含了电池、组件、逆变器、支架、线缆、背板、玻璃、设计院、EPC、检测认证等诸多环节,无论是产品型号还是服务内容,都能满足光伏不同市场的各种需求,得到了下游应用市场的高度认可。
硅片:谁说大尺寸不能薄片化?
根据中环股份此前发布的数据,G12硅片边长210mm,单片面积44096mm²,可以说是跨时代的突破。与此同时,中环也打破了“大硅片无法实现薄片化”的魔咒,在公开报价中提供160-175微米等多种厚度供客户选择。
内蒙古中环协鑫光伏材料有限公司产品经理高鹏表示,到2021年底,中环硅棒产能约85GW,其中55GW可用于生产210产品;硅片产能约72GW,其中50-60%可用于生产210硅片。加上中环位于宁夏银川的新建产能,预计到2022年底,中环股份硅片产能将超过120GW,其中超过100GW可生产210硅片,为产业链提供充分保障。
电池:效率、良率稳步提升
在硅片不断减薄的趋势下,电池企业能否保持良率?多家电池企业负责人给出了肯定的答案。通威太阳能工艺部长张林博士透露,到今年年底,支持210电池的产能将达到35GW,超过总产能一半,主要位于眉山、金堂两地。他强调,对于158.75及以上尺寸的光伏电池,由于尺寸带来的质量差异很小,且随着工艺逐渐成熟,技术水平不断提升,电池效率和生产良率都可以达到与常规尺寸一致的水平。
组件:大硅片≠大组件,无热斑风险
过去半年间,天合光能、东方日升、阿特斯、环晟等企业先后发布了多款超高功率组件,一度让许多人把210与高功率、大电流画上等号。但实际上,210组件的设计十分灵活,既有400W、500W等采用三分片、无损切割工艺的常规尺寸组件,也有550W、600W、670W等大尺寸超高功率产品。据悉,三分片组件最大短路电流都在13A以下,所有逆变器企业的主流产品均可适配,在分布式场景中非常受欢迎;即使是采用半片技术、最大短路电流18.5A的产品,逆变器也能轻松应对。
需要指出,600W+组件已经跳出了本身的思维框架,站在系统的角度思考,通过低电压、大电流在提升组件功率的同时提升组串功率,从而降低BOS,最终实现度电成本下降。相关专家指出,600W+不只是是硅片或组件尺寸的变大,更有设计理念的创新,希望更多人了解并知晓。
对于此前有人质疑超高功率组件“电流较高可能导致组件出现热斑”等问题,多家企业技术负责人予以驳斥。天合光能组件技术高级总监王乐强调,组件的实际热斑温度与电流关系不大,主要与旁路二极管并联电池数量相关,电池串联片数越多,反偏漏电流越大,被遮挡电池温度越高,发生热斑风险越大。
逆变器:大电流?我们准备好了
超高功率组件意味着更大电流,逆变器能否适应?半年前这一问题还值得讨论,但随着越来越多的逆变器企业加入600W+光伏开放创新生态联盟,提出不同的应对思路,发布高功率组串式解决方案,下游企业在逆变器方面也有了更多选择。
上能电气解决方案事业部总经理王跃林告诉索比光伏网,早在2019年下半年,他们就曾与天合光能、东方日升等企业探讨组件电流变大带来的影响,评估技术可行性。他强调,逆变器内部没有哪个元器件限制电流提升,只要需求规模达到一定水平,逆变器企业都可以满足。
设计院:统一尺寸、低电压有效降低度电成本
对设计院而言,最头痛的不是组件尺寸增大,而是组件尺寸繁多,设计工作无从下手,在项目建设阶段,也可能因该供应商无法按时供货导致窝工。河北能源工程设计有限公司副总经理晓青表示,如果确定组件尺寸后再采购支架,可能造成工期延误,此外,大型光伏项目很少只采用一家组件企业的产品,如果临时更换组件,支架需要重新设计制造,也会造成严重浪费。去年11月,天合光能、东方日升、阿特斯等8家光伏企业联合发布组件尺寸标准化的倡议,无疑让设计人员看到了希望的曙光。
对于上述企业推出的210组件产品,设计院相关负责人同样赞不绝口。西北电力设计院有限公司设计总工程师李娜认为,低电压、高电流的210超高功率组件可以减少直流电缆用量、实现更大容量方阵、减少安装工程、减少支架及基础、减少汇流箱数量、提高容配比,从而降低度电成本。“采用210系列545W组件比之前440W组件的BOS成本降低了9分/W(考虑土地成本),对于平价时代是非常难得的。”
跟踪支架:多点驱动保障电站安全
从去年至今,多家支架企业发布了最新的跟踪系统解决方案。索比光伏网注意到,这些解决方案都有一个共同点——采用智能跟踪、多点驱动技术,减小扭矩,在提高发电量的同时,确保电站安全可靠,避免支架因共振等原因发生倾覆,非常适合210组件“高组串功率”的特性。
中信博首席技术官王士涛指出,恶劣天气下的失稳问题一直是制约2P跟踪系统发展的最大掣肘。他强调:“我们早在2年前便前瞻性地率先推出了多点平行驱动技术,使单套跟踪系统的驱动装置由一变多,大幅提升了系统的临界风速。引入该项技术后,单套系统的抗风能力有效提升了200%,临界风速大幅提高,一方面彻底解决了传统2P系统在极端天气条件下的失稳问题,另一方面也使跟踪支架扩大使用范围,在超强大风区域亦可应用。”
线缆、连接器:20A不算大电流
对于电力系统和电气设备相关人士而言,光伏系统1500V系统电压、不到20A的电流只是“毛毛雨”。上海金友金弘副总经理、总工程师常勇表示,他们在工作中经常遇到上百安培的电流,线缆截面积达240个平方。同时他提醒有关企业,可以根据环境温升决定采用4平方还是6平方线缆,在保证高效发电的前提下降低系统成本。
史陶比尔电连接器事业部产品技术负责人沈钱平也指出,对于采用大电流组件的光伏系统,组件端需要满足最大电流30A的要求,逆变器端只需要满足20A,但事实上,他们已经开发了45A、53A、69A等多种规格产品,从参数上完全能满足210组件的大电流特性,且有充足余量。
小结
根据中国光伏行业协会预测,2021年,大尺寸高功率组件将进入快速放量阶段;到2023年,210硅片的市场占有率就将超过50%。对此,多家企业负责人公开表示,在全产业链的共同努力下,预计210系列产品将占据更高市场份额,早日完成对158、166等尺寸的迭代,带来更低度电成本,为碳达峰、碳中和贡献更多力量。