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以创新驱动绿色发展,更要学会抢抓变道超车机遇

发表于:2021-05-12 16:59:47     作者:杨娜 来源:索比光伏网

“中国是一个超大型经济体。在人均摊GDP1万美元的发展阶段,在碳中和目标巨大减排压力之下,仍要保持一个较高的增长速度,不放弃进入发达国家行列的目标,这样的挑战未有先例。可谓刀锋之路。”这段话是“十四五”规划专家委员会委员、国务院发展研究中心原副主任刘世锦在《碳中和目标推动下绿色发展的微观基础》主题演讲中发表的感叹。

刘世锦表示,“3060”目标的提出,带来了引领技术、产业、发展方式重大变革的挑战和机遇。中国发展要走低碳排放、较高增长的道路,需要变道超车。

变道超车不仅需要胆识,更离不开脚踏实地的创新实践。对光伏行业来说,从终端系统价值出发的超高功率210组件的量产成为了新赛道的发令枪。

向TW级光伏生态过渡需付出巨大代价

在碳中和目标及“十四五”规划的影响下,中国新能源行业景气度不断攀升,市场需求预期大幅提升。构建以新能源为主体的新型电力系统是中国能源转型方向,高比例的可再生能源结构已成能源转型的天下大势。

2019年底,国际可再生能源机构IRENA就预测光伏发电将引领全球能源革命,预计到2050年全球太阳能发电能力将达到 8519GW。如果能够实现2050年全球光伏装机8.5TW的目标,IRENA推测届时全球二氧化碳排放量将减少4.9吉吨,占整个能源行业减排量的22%。但是向TW级光伏生态过渡需要付出巨大的资金代价。为了适应太阳能发电的不断变化,资本也必须以每年3740亿美元的速度流向电网升级,储能和其他领域。

据国金证券、CPIA统计,2020年光伏各环节共融资682亿元,同比增长279%;融资数量共33项,同比增加2.3倍。

目前,无论是全球市场还是国内市场,业内有关装机增量的预期都较为乐观。中国光伏行业协会判断这一趋势仍将延续。在此预期下,企业正在加强供应链的构建,而大基地的开发以及大尺寸高功率产品的放量正成为今年行业的发展趋势。

光伏企业扩产投资也有分流,“182尺寸”和“210尺寸”两大组件阵营均将今年产品的出货重心放在大尺寸组件产品上。一方在充分利用各自的资本实力尝试垂直一体化模式构建,另一方则以尺寸价值为纽带完善全产业链生态系统建设。中间的一些企业虽未发声,但已有迹象表明,他们正在暗渡陈仓,新扩产能都基本上是210向下兼容182。今年四季度分晓将更为明朗。

光伏产业广阔的未来前景,注定创新是长跑,挑战的是供应商的韧性与耐力。也许2050年时人们站在1000瓦的组件旁,回顾光伏产业发展时会笑谈我们今天的实践只如同瞬间的时间切片。但是以能源经济、国家需求、人民财产保值增值相关联的自立自强科技创新一定会获得发展空间。

王勃华判断,大尺寸、高功率产品将会进入快速放量阶段,210、182等大尺寸硅片占比将加速提升至50%。此前还有市场分析显示,目前大尺寸组件招标占比超78%,其中在新增市场规模中,210尺寸的大尺寸组件增长潜力巨大,高效率、高可靠性、高发电量且低系统成本的210产品受到市场越来越强烈的欢迎。预计2021年底,全产业链210组件产能有望超120GW。

现在两大阵营比拼的是执行力强度与速度,供应链的把控能力与价值体现将成为企业竞争的至胜关键。

超高功率光伏组件核心价值:从终端系统倒推,提高组串功率

2021年,“高功率组件”在大型电力企业招标书中已经成为单列项。各大央企在2021年第一批次的光伏组件设备招标中,高功率组件的需求已经进入爆发阶段。

技术的不断进步是光伏成为廉价能源的重要推动力。天合光能产品战略及市场负责人张映斌博士强调:“只有更低的光伏度电成本才能推动对煤炭、原油等化石能源的替代,光伏度电成本还需要持续降低。开发高功率、高效率 、高可靠性及高发电量的组件产品,是促使光伏发电进入全面平价时代的关键。也是一直以来我们的工作重点。我们希望能够将蛋糕做大,助力光伏替代更多化石能源。”

210超高功率组件的量产成为新赛道的发令枪声。600W+光伏开放创新生态联盟组建九个月以来,210阵营从最初的39家成员企业发展壮大为74家。联盟成员包含了电池、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。

600W+的设计理念,已经跳出了单纯组件本身的框架,完全站在系统应用角度思考,通过低电压、大电流设计组件,在提升组件效率的同时提升组串功率,从而降低BOS,最终体现为度电成本的下降,实现客户价值最大化。所以600W+绝对不仅仅是硅片或组件尺寸的变大。本质设计理念的创新,也极好的诠释出了210硅片“开放、包容、面向未来”的产品本质。

目前,产业链相关厂商在新建产能时普遍选择210尺寸向下兼容,以确保生产设备可以在较长时间内适应市场需求。大家围绕210提供的创新产品、服务,都能满足光伏不同市场的各种需求,并因为有更突出的更低系统成本特色而得到了应用市场的快速认可。

中国光伏技术已经走在世界前沿,创新没有任何方向可寻,也没有成功经验可以借鉴。唯有不断尝试,并快速响应市场变化。任何能降低度电成本的创新解决方案都值得鼓励和支持。心怀降低重置与沉默成本之心,刻意阻止或者抹黑的行为反而助推了业界有识之士更清醒、主动地品鉴新品价值。

“全面平价时代,高功率组件所带来的BOS成本与度电成本的降低,已经得到了电站投资商的广泛认可。优化每一分成本、提升每一度发电,是我们的设计理念。” 河北能源工程设计有限公司副总经理董晓青强调。

她进一步解释并给出了权威研究结果:针对天合光能生产的445W(166)和545W(210)两款组件,对比安装与同一个地区(边界条件一致,以实际案例进行测算),采用545w高功率光伏组件尤其可以降低光伏支架的结构用钢量、节约宝贵的土地资源。对于天合光能的210组件,由于组件串联数增加(可由26增加至36),同一地区光伏电缆用量可减少将近40%;综合必选结果,在不同的纬度地区,高功率组件BOS成本均有降低,降低幅度在0.1~0.17元/W之间。高功率组件能降低成本是确定的,高效、低成本是关键。全面迎接平价上网时代的到来,超高功率组件势必会有更大发展。

作为崭新的产品技术平台,600W+开启了度电成本下降的新通道。其从光伏系统及客户价值角度提出了低电压、大电流的设计理念,大幅度提升组串功率41%。相对目前市场上450W组件降低度电成本5%以上。

针对传闻中210的争论与质疑,张映斌回应,210高功率组件无论从热量获取,电功率输出及散热角度看,工作温度都不会更高。组件的热斑与电池尺寸没有关系,主要取决于旁路二极管并联电池数量和被遮挡电池的漏电流水平。室内及户外的实证数据显示:无论是室内还是户外210的55版型组件的热斑温度与166/182组件在相同水平甚至更低。

无论是理论分析还是实测数据都表明,旁路二级管的最大电流在各种遮挡条件≤Imp(≈ 95% Isc),对210组件而言,背板组件的工作电流约为17.3A ,双面组件工作电流大约为21A;分别采用25A及30A的接线盒已经绰绰有余。

根据测算210组件由于线缆用量大幅度节省约40%左右,即使电流更大了,直流线损带来的系统效率比友商组件大约低0.06-0.08%,建议根据不同距离可兼并采用4mm²或6mm²电缆,以实现最大发电效率并节省投资成本。综合来看,210组件不论采用4mm²电缆还是6mm²电缆,电站的IRR及LCOE都较优。根据第三方机构无锡质检所在银川基地的实证数据,210组件单面的发电量高于182-72单面1.26%,高于166-72单面约0.89%。210的组件,我们承诺提供与行业主流组件相同的载荷承诺即正面5400pa,背面是2400pa。

“对于任何尺寸的组件来说,无论182还是210组件及其安装方式的机械性能都需要长期应用验证,包括新标准的测试通过性与实际运行情况下的性能皆需进行更全面的评估。” 北京鉴衡认证中心总经理周罡强调,对于转换效率接近的高功率组件本就没有温度升高的风险,还可以通过提高转化效率、降低电池串阻、提高组件的散热性能等方式进一步来控制组件工作温度。高功率组件电池片电流或功率升高并非是造成热斑风险的根本因素,局部漏电流才是热斑风险的主要因素。因此对于高功率电池片来说,控制电池片的均匀性及边缘漏电流便可以控制热斑风险。此外,减少旁路二极管并联的串内电池片数量和增加组件的并联串数,皆有助于降低热斑风险。

2021年,600W+的生态已经基本形成,但需要深度协同,缩短学习曲线,尽快释放其价值,惠及整个产业链。

根据中国光伏行业协会预测,2023年210硅片的市场占有率将超过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。

责任编辑:韩钰

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