光伏產(chǎn)業(yè)鏈百花齊放,先進(jìn)技術(shù)&高效產(chǎn)品誰能稱霸2022?
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2022-01-04
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光伏產(chǎn)業(yè)鏈百花齊放,先進(jìn)技術(shù)&高效產(chǎn)品誰能稱霸2022?
從2020年9月習(xí)近平總書記提出“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”目標(biāo)時(shí)起,全國新能源產(chǎn)業(yè)、特別是光伏產(chǎn)業(yè)就進(jìn)入了發(fā)展快車道。特別是當(dāng)前,全球能源結(jié)構(gòu)加速變革,以光伏為代表的新能源不僅是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的重要路徑,也必將成為未來能源的主力軍。
裝機(jī)規(guī)模的提升,離不開中央和主管部門政策的推動,離不開社會各界對光伏產(chǎn)業(yè)的大力支持,也離不開相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員的辛勤付出。這一年,光伏產(chǎn)業(yè)鏈遭遇許多波折,面對著相當(dāng)復(fù)雜的市場環(huán)境,也給諸多新技術(shù)提供的發(fā)展平臺,相關(guān)企業(yè)更是推出了許多高效新產(chǎn)品。接下來,請跟隨編輯的腳步,細(xì)數(shù)2021年產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的優(yōu)秀產(chǎn)品,盤點(diǎn)各環(huán)節(jié)最高成就。
硅料環(huán)節(jié)——顆粒硅讓光伏更“綠”
如何降低多晶硅提純環(huán)節(jié)能耗和碳排放?保利協(xié)鑫大力推廣的顆粒硅堪稱一劑良方。據(jù)介紹,與改良西門子法生產(chǎn)棒狀硅相比,顆粒硅可降低電耗近70%,生產(chǎn)效率更高。同時(shí),顆粒硅的建設(shè)周期、生產(chǎn)流程更短,這意味著企業(yè)投資強(qiáng)度可降低30%,同時(shí)減少約70%的占地面積和68%的工人數(shù)量,單位投資年產(chǎn)值增加43%左右。對下游而言,顆粒硅無需破碎即可使用,不易混入雜質(zhì),這也便于下游企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造。
據(jù)介紹,保利協(xié)鑫顆粒硅目前已實(shí)現(xiàn)萬噸級顆粒硅產(chǎn)能,得到了眾多硅片企業(yè)的青睞。未來,他們將建設(shè)四大生產(chǎn)基地,多晶硅總產(chǎn)能56萬噸,其中顆粒硅產(chǎn)能50萬噸。相關(guān)負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào),“近日,保利協(xié)鑫顆粒硅已獲得全球第一張由法國國家能源署頒發(fā)的碳足跡認(rèn)證證書,為他們擴(kuò)大市場規(guī)模增添了重要砝碼。相信顆粒硅能讓光伏產(chǎn)業(yè)更加綠色低碳,助力碳中和目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。”
硅片環(huán)節(jié)——超薄硅片助力產(chǎn)業(yè)鏈降本增效
此前一度有觀點(diǎn)認(rèn)為,210mm及更大尺寸硅片不適合采用170微米以下厚度,否則會出現(xiàn)碎片率上升、良率下降等情況。但在中環(huán)股份等龍頭企業(yè)看來,一切都不是問題。12月30日晚,中環(huán)股份發(fā)布P型單晶硅片最新報(bào)價(jià),不再提供170微米、
165微米兩種厚度的產(chǎn)品價(jià)格,只發(fā)布160微米、150微米兩種厚度。顯然,越來越多的電池、組件企業(yè)開始接受160μm甚至更薄硅片,降低生產(chǎn)成本。
相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,依托工業(yè)4.0柔性化制造及自身薄片技術(shù)儲備,在原材料價(jià)格持續(xù)高位的情況下,中環(huán)股份加速薄片研發(fā)和推廣,通過減薄硅片厚度緩解下游電池、組件客戶的成本壓力,助力光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。210產(chǎn)品在2021年底已完成由T170向T160的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換,同等條件下硅片出片數(shù)增加4.57%,有效降低產(chǎn)業(yè)鏈成本。事實(shí)上,目前中環(huán)技術(shù)研發(fā)已具備T120生產(chǎn)能力,未來將持續(xù)推進(jìn)T160以下薄片量產(chǎn),保持210賽道的領(lǐng)先地位。
電池環(huán)節(jié)——N型電池百家爭鳴
但N型電池的技術(shù)路線并非只有一條。目前,TOPCon和異質(zhì)結(jié)(HJT)成了多數(shù)企業(yè)的選擇,但ABC等新興技術(shù)同樣不容小覷。究竟哪一種技術(shù)路線更符合行業(yè)發(fā)展規(guī)律、可以帶來最低度電成本?
晶科能源副總裁錢晶在接受媒體采訪時(shí)指出,目前有很多技術(shù)路線的發(fā)電效率高于PERC,但先進(jìn)技術(shù)還需將其轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)優(yōu)勢,需要考慮生產(chǎn)良率、工藝可靠性、產(chǎn)能和交貨周期等。從效率上,晶科的TOPCON電池已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定24.5%以上的量產(chǎn)效率,未來將提升至25%。在成本和產(chǎn)品性能上,有非常明確的升級換代,在可靠性方面的優(yōu)勢也已凸顯。“目前晶科TOPCon被國外認(rèn)證機(jī)構(gòu)測試確認(rèn)過的最高效率是25.4%,這是TOPCon大面積電池效率的新世界記錄。我們的高效N型電池技術(shù)在一年內(nèi)創(chuàng)下四次世界紀(jì)錄,成為引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)桿。”錢晶說。
除了幾大龍頭,一些希望“彎道超車”的企業(yè)則紛紛布局異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線。有專家表示,與其他技術(shù)路線相比,異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)步驟較少,僅制絨清洗、非晶硅鍍膜、TCO膜制備、絲網(wǎng)印刷等4個(gè)環(huán)節(jié)。由于制程工藝少,生產(chǎn)良率更容易控制。在應(yīng)用方面,除了高轉(zhuǎn)換效率,高背面率、低衰減、低溫度系數(shù)、弱光響應(yīng)等特性也讓下游用戶大為贊賞。技術(shù)人員強(qiáng)調(diào),異質(zhì)結(jié)組件對溫度不敏感,可靠性更好,壽命更長,是提高系統(tǒng)發(fā)電量、降低度電成本的有效途徑。
東方日升一直被認(rèn)為是異質(zhì)結(jié)技術(shù)的堅(jiān)定支持者。相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為,雖然目前異質(zhì)結(jié)電池、組件的價(jià)格比PERC高,但依照他們的成本模型測算,異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品在2023可與PERC同價(jià),后續(xù)可完全取代PERC。據(jù)了解,目前東方日升異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)平均效率24.6%,最高效率可達(dá)24.9%。前不久,經(jīng)全球領(lǐng)先權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)TUV南德測試認(rèn)證,東方日升高效異質(zhì)結(jié)系列組件效率高達(dá)23.65%,再次刷新了他們在2021年7月創(chuàng)造的世界紀(jì)錄。“未來,異質(zhì)結(jié)加上微晶工藝預(yù)計(jì)電池效率可達(dá)25.2%,未來工藝優(yōu)化以及疊層鈣鈦礦技術(shù)疊加,效率可達(dá)28%以上。”
此外,ABC電池這項(xiàng)“黑科技”也不能忽視。據(jù)介紹,ABC電池采用背接觸技術(shù),正面無柵線遮擋,消除金屬電極的遮光電流損失,讓入射光線的利用率達(dá)到最大,也極大地提升了電池轉(zhuǎn)換效率。同時(shí),該技術(shù)非常適應(yīng)大尺寸、薄片化時(shí)代,量產(chǎn)效率有望達(dá)到25.5%,可以有效降低電池、組件中的硅成本,為產(chǎn)業(yè)鏈降本增效貢獻(xiàn)自己的力量。
在2021年6月的SNEC展會上,愛旭科技公開展示了自己的ABC電池產(chǎn)品。據(jù)悉,該產(chǎn)品正面為全黑色,十分美觀,可與柔性封裝材料結(jié)合,完美適配屋頂光伏、BIPV等應(yīng)用場景。根據(jù)愛旭股份在投資者互動中發(fā)布的消息,公司珠?;?GW電池項(xiàng)目已拿到土地,后續(xù)將有正式的產(chǎn)品發(fā)布。相關(guān)負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào),未來,新型ABC電池將比PERC電池單瓦成本更低。
組件環(huán)節(jié)——功率、效率缺一不可
近年來,隨著光伏技術(shù)水平不斷提升,組件效率和功率有了較大幅度提升。特別是210mm硅片的發(fā)布,讓單塊組件功率超越600W成為可能,也讓光伏行業(yè)進(jìn)行了一次戰(zhàn)略升級。我們注意到,越來越多的企業(yè)在新建產(chǎn)能時(shí)選擇210mm或更大尺寸向下兼容,滿足產(chǎn)業(yè)鏈不斷升級的需求,電力投資企業(yè)在集中采購招標(biāo)時(shí),也傾向于選擇更大尺寸、更高功率的組件產(chǎn)品,500W+組件占比平均超過80%。
今年3月,天合光能發(fā)布670W超高功率組件,該組件基于210mm高效PERC電池制造而成,組件效率超過21.6%,刷新了66片版型光伏組件的新紀(jì)錄。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,該組件采用210大尺寸電池片,疊加半片技術(shù)、MBB技術(shù),提高光照利用率。據(jù)悉,670W組件開路電壓約為45.7V,最大短路電流18.5A,屬于典型的“低電壓、大電流”產(chǎn)品,可以充分提升組串功率,減少組串?dāng)?shù)量,降低系統(tǒng)成本。以1500V系統(tǒng)為例,如采用天合670W組件,即使考慮北方地區(qū)-20℃的環(huán)境,每串也可以有28塊組件,組串功率可提升34%。如果是相對暖和的地區(qū),每串組件數(shù)量還可以更多。
為了解決超高功率產(chǎn)品的適配問題,提升市場占有率,天合光能與多家企業(yè)聯(lián)合,率先明確組件標(biāo)準(zhǔn)尺寸,并牽頭成立了600W+光伏開放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟。據(jù)悉,截至2021年底,聯(lián)盟成員已經(jīng)達(dá)到89家,覆蓋硅片、電池、組件、輔材、逆變器、支架、EPC、包裝運(yùn)輸、投資開發(fā)、檢測認(rèn)證等多個(gè)環(huán)節(jié),生態(tài)日趨完備,210超高功率組件產(chǎn)品終于打通了從生產(chǎn)到應(yīng)用的全部環(huán)節(jié),必將在未來的終端市場應(yīng)用中嶄露頭角。
與此同時(shí),效率更高的疊瓦技術(shù)再度受到各界熱捧。以環(huán)晟光伏為例,相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,他們結(jié)合不同應(yīng)用場景推出了多款高效疊瓦組件,滿足客戶需求。針對屋頂分布式項(xiàng)目,環(huán)晟的43.33P小版型組件發(fā)電效率最高達(dá)21.9%,傲視群雄,可以在有限的屋頂面積上安裝最高功率,帶來更多清潔電力。針對大型集中式電站項(xiàng)目,環(huán)晟也推出了最高功率670W的超高功率組件,通過低電壓的產(chǎn)品設(shè)計(jì),可以減少系統(tǒng)組串?dāng)?shù)量,更利于項(xiàng)目排布優(yōu)化,使得樁基礎(chǔ)、支架、線纜等輔材用量明顯下降,從而降低終端系統(tǒng)成本。
據(jù)了解,此前業(yè)內(nèi)對疊瓦技術(shù)的了解不多,除了專利方面的限制,很多人對疊瓦生產(chǎn)工藝也有擔(dān)心。對此,環(huán)晟光伏技術(shù)人員表示,疊瓦組件是利用激光切片技術(shù)將整片電池切割成數(shù)個(gè)電池小條,并用導(dǎo)電膠將電池小條疊層實(shí)現(xiàn)柔性聯(lián)結(jié),實(shí)現(xiàn)了電池片零片間距,有效提高組件受光面積,提高發(fā)電效率。應(yīng)用特殊的全并聯(lián)電路設(shè)計(jì),相較傳統(tǒng)組件擁有更好的抗熱斑、抗陰影、抗衰減性能,使得疊瓦組件在實(shí)際應(yīng)用中擁有更長效的高發(fā)電量表現(xiàn)。“作為全球最大的高效疊瓦組件制造商,環(huán)晟光伏的核心疊瓦專利來自SunPower授權(quán),受到國內(nèi)唯一合法的專利保護(hù),并在此基礎(chǔ)上申請超過100項(xiàng)專利保護(hù)。目前公司疊瓦組件的生產(chǎn)良率與行業(yè)一流企業(yè)相當(dāng),穩(wěn)居行業(yè)前列。”
逆變器環(huán)節(jié)——更大功率、更低度電成本
目前,大型項(xiàng)目招標(biāo)中的逆變器最低價(jià)已經(jīng)跌破0.1元/W,單機(jī)功率則不斷提升。3月18日,陽光電源發(fā)布全球功率最大組串逆變器SG320HX,讓整個(gè)行業(yè)為之震撼。據(jù)介紹,SG320HX最大輸出功率352kW,繼網(wǎng)紅產(chǎn)品SG225HX之后,再度刷新1500V組串逆變器功率等級,讓更高功率、更低LCOE成為可能。設(shè)計(jì)人員表示,對于一座100MW電站,SG320HX方案可節(jié)省系統(tǒng)成本1020萬元以上,LCOE降低2%。同時(shí),這款產(chǎn)品在電網(wǎng)友好性方面也做到了極致。SG320HX可在SCR=1.2弱網(wǎng)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行,其快速功率響應(yīng)技術(shù)獲得業(yè)內(nèi)首個(gè)且唯一實(shí)證,為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供快速支撐。此外,通過光儲深度融合,SG320HX可強(qiáng)化一次調(diào)頻,并可實(shí)現(xiàn)虛擬同步,更好地滿足電力系統(tǒng)對新能源提出的調(diào)頻要求。
此外,SG320HX每串最大輸入電流20A,完美匹配182mm/210mm大尺寸高效組件,且支持最大1.8倍容配比,全面滿足高容配比解決方案的應(yīng)用。據(jù)悉,SG320HX產(chǎn)品目前已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于各類應(yīng)用場景的光伏項(xiàng)目中,欽州大桐12MW項(xiàng)目、賓陽140MW漁光項(xiàng)目、化州中銅120MW項(xiàng)目、湛江20MW漁光項(xiàng)目、河北南大巷70MW漁光互補(bǔ)項(xiàng)目等,部分項(xiàng)目預(yù)計(jì)可在2021年底并網(wǎng)。
毫不夸張地說,陽光電源將組串式逆變器帶到了300kW+時(shí)代,但在他們看來,大組串進(jìn)程遠(yuǎn)未結(jié)束。更高電壓等級,更大功率以及匹配更大功率組件帶來更大的組件陣列,都將成為未來市場的發(fā)展趨勢和制造企業(yè)的白熱化戰(zhàn)場。
支架環(huán)節(jié)——智能跟蹤大幅提升發(fā)電效率
在全球“碳中和”的大背景下,一場由光伏、風(fēng)電等新能源帶來的風(fēng)暴正席卷全球。從光伏行業(yè)看,除了組件、逆變器等產(chǎn)品不斷升級換代,作為光伏系統(tǒng)“骨骼”的支架也開始更加智能,跟蹤支架應(yīng)用比例不斷提升。據(jù)介紹,全球地面電站中,美國跟蹤支架使用比例約80-90%,新興中東市場占比也達(dá)80%以上,中非、北非、歐洲這些地區(qū)使用比例也均超60%,法國南部、西班牙地面電站則是幾乎全部采用跟蹤支架,且比固定支架提升發(fā)電量15%以上。顯然,在世界各地,跟蹤支架都已經(jīng)成為電站投資者的重要選擇。
作為連續(xù)四年位列全球跟蹤系統(tǒng)出貨量前4名的中國企業(yè),中信博新能源全球跟蹤器累計(jì)出貨超10GW,獲得了全球客戶的廣泛認(rèn)可。10月25日,中信博在杭州發(fā)布業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的五邊形主梁1P獨(dú)立跟蹤系統(tǒng)“天際Ⅱ”。技術(shù)負(fù)責(zé)人指出,隨著組件尺寸不斷增大,不僅導(dǎo)致組件迎風(fēng)面積增加,風(fēng)致共振效應(yīng)更加顯著,組件自身強(qiáng)度和抗風(fēng)能力都可能下降,也使得跟蹤系統(tǒng)體型系數(shù)增大,單排陣列長度大大延長。為此,中信博天際Ⅱ跟蹤系統(tǒng)將最大工作風(fēng)速提升至22m/s,提升20%工作抗風(fēng)能力的同時(shí),還能帶來20%發(fā)電量提升。而業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的五邊形界面主梁,使天際Ⅱ的產(chǎn)品穩(wěn)定性大幅提升,立柱跨距進(jìn)一步增大,能夠使立柱基礎(chǔ)梳理降低30%以上,每MW立柱少于180根。
上述負(fù)責(zé)人進(jìn)一步表示,通過加持中信博最新一代人工智能光伏跟蹤解決方案的天際Ⅱ,還可憑借真實(shí)地形下的跟蹤控制策略、基于實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)的云層策略、針對雙面組件+跟蹤器的雙面策略以及與直流匯流箱、組串式逆變器的直流側(cè)發(fā)電共享參數(shù)的反饋控制策略,輕松應(yīng)對真實(shí)電站環(huán)境中的各種地形、天氣、地貌條件,提升系統(tǒng)發(fā)電效率和發(fā)電量,為業(yè)主帶來更高收益。
輔材環(huán)節(jié)——接線盒也有大能量
為了解決這一問題,包括接線盒在內(nèi)的各類輔材企業(yè)積極開發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù),應(yīng)對大電流帶來的考驗(yàn),在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)對生產(chǎn)效率、系統(tǒng)效率進(jìn)行優(yōu)化。以澤潤新材料為例,他們力推的“XBox”產(chǎn)品采用細(xì)長設(shè)計(jì),可用于雙面組件、半片組件、疊瓦組件等。在二極管單芯片的配置下,其額定電流最大可達(dá)30A,最大反向電流40A,完美適配高功率、大電流組件和1500V系統(tǒng)解決方案。“實(shí)踐證明,單芯片方案會大幅提升產(chǎn)品可靠性,降低使用、售后風(fēng)險(xiǎn)??紤]到目前整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都處于芯片短缺狀態(tài),單芯片方案可以直接提升供貨能力。”
這么多新技術(shù)、新產(chǎn)品,誰才是2021年光伏產(chǎn)業(yè)鏈上最耀眼的明星?哪些解決方案可以在碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)程中發(fā)揮更大作用?2022年1月6日,“光能杯”跨年分享會暨2021年度光能杯頒獎典禮將在蘇州舉行,讓我們共同期待哪些企業(yè)、哪些產(chǎn)品將得到這份年度殊榮!
正如中國光伏行業(yè)協(xié)會秘書長王世江所言,中國光伏產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)配套、市場地位等方面持續(xù)形成全球競爭優(yōu)勢,已具備最完整的產(chǎn)業(yè)鏈。即將過去的2021年,既是全面平價(jià)上網(wǎng)的啟航年,也是踐行“雙碳目標(biāo)”的起始年,光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和市場應(yīng)用迎來新一輪跨越式發(fā)展。全球光伏裝機(jī)穩(wěn)步上升,中國更是連續(xù)多年穩(wěn)居全球首位。根據(jù)國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù),截至2021年10月底,我國可再生能源發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到10.02億千瓦,突破10億千瓦大關(guān),其中太陽能發(fā)電裝機(jī)2.82億千瓦。對所有光伏從業(yè)者而言,這都是一個(gè)了不起的成績。
裝機(jī)規(guī)模的提升,離不開中央和主管部門政策的推動,離不開社會各界對光伏產(chǎn)業(yè)的大力支持,也離不開相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員的辛勤付出。這一年,光伏產(chǎn)業(yè)鏈遭遇許多波折,面對著相當(dāng)復(fù)雜的市場環(huán)境,也給諸多新技術(shù)提供的發(fā)展平臺,相關(guān)企業(yè)更是推出了許多高效新產(chǎn)品。接下來,請跟隨編輯的腳步,細(xì)數(shù)2021年產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的優(yōu)秀產(chǎn)品,盤點(diǎn)各環(huán)節(jié)最高成就。
硅料環(huán)節(jié)——顆粒硅讓光伏更“綠”
眾所周知,大規(guī)模應(yīng)用光伏、風(fēng)電等可再生能源是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的有效途徑。但在許多地區(qū),光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游的多晶硅仍被視為高耗能產(chǎn)業(yè),受到種種限制。今年下半年各地加強(qiáng)“能耗雙控”,一定程度上導(dǎo)致多晶硅原材料供不應(yīng)求,價(jià)格飛漲,對全年新增裝機(jī)規(guī)模造成了不可忽視的影響。
如何降低多晶硅提純環(huán)節(jié)能耗和碳排放?保利協(xié)鑫大力推廣的顆粒硅堪稱一劑良方。據(jù)介紹,與改良西門子法生產(chǎn)棒狀硅相比,顆粒硅可降低電耗近70%,生產(chǎn)效率更高。同時(shí),顆粒硅的建設(shè)周期、生產(chǎn)流程更短,這意味著企業(yè)投資強(qiáng)度可降低30%,同時(shí)減少約70%的占地面積和68%的工人數(shù)量,單位投資年產(chǎn)值增加43%左右。對下游而言,顆粒硅無需破碎即可使用,不易混入雜質(zhì),這也便于下游企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造。
據(jù)介紹,保利協(xié)鑫顆粒硅目前已實(shí)現(xiàn)萬噸級顆粒硅產(chǎn)能,得到了眾多硅片企業(yè)的青睞。未來,他們將建設(shè)四大生產(chǎn)基地,多晶硅總產(chǎn)能56萬噸,其中顆粒硅產(chǎn)能50萬噸。相關(guān)負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào),“近日,保利協(xié)鑫顆粒硅已獲得全球第一張由法國國家能源署頒發(fā)的碳足跡認(rèn)證證書,為他們擴(kuò)大市場規(guī)模增添了重要砝碼。相信顆粒硅能讓光伏產(chǎn)業(yè)更加綠色低碳,助力碳中和目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。”
硅片環(huán)節(jié)——超薄硅片助力產(chǎn)業(yè)鏈降本增效
對硅料、硅片環(huán)節(jié)而言,今年的熱詞無疑是“漲價(jià)”。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會統(tǒng)計(jì),單晶復(fù)投料價(jià)格最高曾達(dá)27.5萬元/噸。為了降低生產(chǎn)成本,光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)達(dá)成共識,開始使用更薄的硅片制作電池、組件,超薄硅片應(yīng)運(yùn)而生。
此前一度有觀點(diǎn)認(rèn)為,210mm及更大尺寸硅片不適合采用170微米以下厚度,否則會出現(xiàn)碎片率上升、良率下降等情況。但在中環(huán)股份等龍頭企業(yè)看來,一切都不是問題。12月30日晚,中環(huán)股份發(fā)布P型單晶硅片最新報(bào)價(jià),不再提供170微米、
165微米兩種厚度的產(chǎn)品價(jià)格,只發(fā)布160微米、150微米兩種厚度。顯然,越來越多的電池、組件企業(yè)開始接受160μm甚至更薄硅片,降低生產(chǎn)成本。
相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,依托工業(yè)4.0柔性化制造及自身薄片技術(shù)儲備,在原材料價(jià)格持續(xù)高位的情況下,中環(huán)股份加速薄片研發(fā)和推廣,通過減薄硅片厚度緩解下游電池、組件客戶的成本壓力,助力光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。210產(chǎn)品在2021年底已完成由T170向T160的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換,同等條件下硅片出片數(shù)增加4.57%,有效降低產(chǎn)業(yè)鏈成本。事實(shí)上,目前中環(huán)技術(shù)研發(fā)已具備T120生產(chǎn)能力,未來將持續(xù)推進(jìn)T160以下薄片量產(chǎn),保持210賽道的領(lǐng)先地位。
電池環(huán)節(jié)——N型電池百家爭鳴
“碳中和”背景下,行業(yè)對更高能量密度、更低度電成本的需求進(jìn)一步提升。由于電池轉(zhuǎn)換效率是決定組件乃至光伏系統(tǒng)發(fā)電效率的關(guān)鍵因素,因此,大尺寸N型電池開始得到越來越多業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。多位技術(shù)專家表示,隨著PERC時(shí)代紅利的逐步消失,太陽能電池迎來了從P型到N型的轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期。從材料角度,N型電池具有雜質(zhì)少、純度高、少子壽命高、無晶界位錯缺陷以及電阻率容易控制等先天優(yōu)勢。由于少子壽命高有利于對外輸出電流,因此,在同等光照條件下,N型電池轉(zhuǎn)換的光能更多,轉(zhuǎn)換效率更高。毫無疑問,N型電池已經(jīng)成為后PERC時(shí)代光伏行業(yè)新的主流選擇。
但N型電池的技術(shù)路線并非只有一條。目前,TOPCon和異質(zhì)結(jié)(HJT)成了多數(shù)企業(yè)的選擇,但ABC等新興技術(shù)同樣不容小覷。究竟哪一種技術(shù)路線更符合行業(yè)發(fā)展規(guī)律、可以帶來最低度電成本?
對于歷史產(chǎn)能較高的企業(yè),TOPCon是一個(gè)不錯的選擇。技術(shù)專家表示,TOPCon電池大幅降低了背表面場復(fù)合速率和背面金屬接觸復(fù)合,實(shí)驗(yàn)室效率可達(dá)26%,轉(zhuǎn)換效率較高,潛力巨大,在生產(chǎn)成本上優(yōu)勢明顯,有利于實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。同時(shí),TOPCon電池可兼容PERC制程,這是它相對于其他N型電池技術(shù)最突出的優(yōu)勢。隨著TOPCon電池技術(shù)的工藝、設(shè)備和人才日漸成熟,特別是工藝的簡化、銀漿用量以及設(shè)備價(jià)格的降低,競爭力越來越明顯,度電成本優(yōu)勢將顯現(xiàn),其產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將逐步擴(kuò)大。
晶科能源副總裁錢晶在接受媒體采訪時(shí)指出,目前有很多技術(shù)路線的發(fā)電效率高于PERC,但先進(jìn)技術(shù)還需將其轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)優(yōu)勢,需要考慮生產(chǎn)良率、工藝可靠性、產(chǎn)能和交貨周期等。從效率上,晶科的TOPCON電池已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定24.5%以上的量產(chǎn)效率,未來將提升至25%。在成本和產(chǎn)品性能上,有非常明確的升級換代,在可靠性方面的優(yōu)勢也已凸顯。“目前晶科TOPCon被國外認(rèn)證機(jī)構(gòu)測試確認(rèn)過的最高效率是25.4%,這是TOPCon大面積電池效率的新世界記錄。我們的高效N型電池技術(shù)在一年內(nèi)創(chuàng)下四次世界紀(jì)錄,成為引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)桿。”錢晶說。
除了幾大龍頭,一些希望“彎道超車”的企業(yè)則紛紛布局異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線。有專家表示,與其他技術(shù)路線相比,異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)步驟較少,僅制絨清洗、非晶硅鍍膜、TCO膜制備、絲網(wǎng)印刷等4個(gè)環(huán)節(jié)。由于制程工藝少,生產(chǎn)良率更容易控制。在應(yīng)用方面,除了高轉(zhuǎn)換效率,高背面率、低衰減、低溫度系數(shù)、弱光響應(yīng)等特性也讓下游用戶大為贊賞。技術(shù)人員強(qiáng)調(diào),異質(zhì)結(jié)組件對溫度不敏感,可靠性更好,壽命更長,是提高系統(tǒng)發(fā)電量、降低度電成本的有效途徑。
東方日升一直被認(rèn)為是異質(zhì)結(jié)技術(shù)的堅(jiān)定支持者。相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為,雖然目前異質(zhì)結(jié)電池、組件的價(jià)格比PERC高,但依照他們的成本模型測算,異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品在2023可與PERC同價(jià),后續(xù)可完全取代PERC。據(jù)了解,目前東方日升異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)平均效率24.6%,最高效率可達(dá)24.9%。前不久,經(jīng)全球領(lǐng)先權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)TUV南德測試認(rèn)證,東方日升高效異質(zhì)結(jié)系列組件效率高達(dá)23.65%,再次刷新了他們在2021年7月創(chuàng)造的世界紀(jì)錄。“未來,異質(zhì)結(jié)加上微晶工藝預(yù)計(jì)電池效率可達(dá)25.2%,未來工藝優(yōu)化以及疊層鈣鈦礦技術(shù)疊加,效率可達(dá)28%以上。”
此外,ABC電池這項(xiàng)“黑科技”也不能忽視。據(jù)介紹,ABC電池采用背接觸技術(shù),正面無柵線遮擋,消除金屬電極的遮光電流損失,讓入射光線的利用率達(dá)到最大,也極大地提升了電池轉(zhuǎn)換效率。同時(shí),該技術(shù)非常適應(yīng)大尺寸、薄片化時(shí)代,量產(chǎn)效率有望達(dá)到25.5%,可以有效降低電池、組件中的硅成本,為產(chǎn)業(yè)鏈降本增效貢獻(xiàn)自己的力量。
在2021年6月的SNEC展會上,愛旭科技公開展示了自己的ABC電池產(chǎn)品。據(jù)悉,該產(chǎn)品正面為全黑色,十分美觀,可與柔性封裝材料結(jié)合,完美適配屋頂光伏、BIPV等應(yīng)用場景。根據(jù)愛旭股份在投資者互動中發(fā)布的消息,公司珠?;?GW電池項(xiàng)目已拿到土地,后續(xù)將有正式的產(chǎn)品發(fā)布。相關(guān)負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào),未來,新型ABC電池將比PERC電池單瓦成本更低。
組件環(huán)節(jié)——功率、效率缺一不可
從2016年領(lǐng)跑者項(xiàng)目時(shí)期開始,就有企業(yè)采用72片版型組件代替60片版型,來滿足降低系統(tǒng)造價(jià)、提高收益率的要求。事實(shí)證明,大尺寸組件可以減少支架、線纜用量,降低施工成本和運(yùn)輸成本,提高運(yùn)維工作效率,從而降低BOS成本,拉低度電成本(LCOE),幫助項(xiàng)目業(yè)主提高收益。
近年來,隨著光伏技術(shù)水平不斷提升,組件效率和功率有了較大幅度提升。特別是210mm硅片的發(fā)布,讓單塊組件功率超越600W成為可能,也讓光伏行業(yè)進(jìn)行了一次戰(zhàn)略升級。我們注意到,越來越多的企業(yè)在新建產(chǎn)能時(shí)選擇210mm或更大尺寸向下兼容,滿足產(chǎn)業(yè)鏈不斷升級的需求,電力投資企業(yè)在集中采購招標(biāo)時(shí),也傾向于選擇更大尺寸、更高功率的組件產(chǎn)品,500W+組件占比平均超過80%。
今年3月,天合光能發(fā)布670W超高功率組件,該組件基于210mm高效PERC電池制造而成,組件效率超過21.6%,刷新了66片版型光伏組件的新紀(jì)錄。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,該組件采用210大尺寸電池片,疊加半片技術(shù)、MBB技術(shù),提高光照利用率。據(jù)悉,670W組件開路電壓約為45.7V,最大短路電流18.5A,屬于典型的“低電壓、大電流”產(chǎn)品,可以充分提升組串功率,減少組串?dāng)?shù)量,降低系統(tǒng)成本。以1500V系統(tǒng)為例,如采用天合670W組件,即使考慮北方地區(qū)-20℃的環(huán)境,每串也可以有28塊組件,組串功率可提升34%。如果是相對暖和的地區(qū),每串組件數(shù)量還可以更多。
為了解決超高功率產(chǎn)品的適配問題,提升市場占有率,天合光能與多家企業(yè)聯(lián)合,率先明確組件標(biāo)準(zhǔn)尺寸,并牽頭成立了600W+光伏開放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟。據(jù)悉,截至2021年底,聯(lián)盟成員已經(jīng)達(dá)到89家,覆蓋硅片、電池、組件、輔材、逆變器、支架、EPC、包裝運(yùn)輸、投資開發(fā)、檢測認(rèn)證等多個(gè)環(huán)節(jié),生態(tài)日趨完備,210超高功率組件產(chǎn)品終于打通了從生產(chǎn)到應(yīng)用的全部環(huán)節(jié),必將在未來的終端市場應(yīng)用中嶄露頭角。
與此同時(shí),效率更高的疊瓦技術(shù)再度受到各界熱捧。以環(huán)晟光伏為例,相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,他們結(jié)合不同應(yīng)用場景推出了多款高效疊瓦組件,滿足客戶需求。針對屋頂分布式項(xiàng)目,環(huán)晟的43.33P小版型組件發(fā)電效率最高達(dá)21.9%,傲視群雄,可以在有限的屋頂面積上安裝最高功率,帶來更多清潔電力。針對大型集中式電站項(xiàng)目,環(huán)晟也推出了最高功率670W的超高功率組件,通過低電壓的產(chǎn)品設(shè)計(jì),可以減少系統(tǒng)組串?dāng)?shù)量,更利于項(xiàng)目排布優(yōu)化,使得樁基礎(chǔ)、支架、線纜等輔材用量明顯下降,從而降低終端系統(tǒng)成本。
據(jù)了解,此前業(yè)內(nèi)對疊瓦技術(shù)的了解不多,除了專利方面的限制,很多人對疊瓦生產(chǎn)工藝也有擔(dān)心。對此,環(huán)晟光伏技術(shù)人員表示,疊瓦組件是利用激光切片技術(shù)將整片電池切割成數(shù)個(gè)電池小條,并用導(dǎo)電膠將電池小條疊層實(shí)現(xiàn)柔性聯(lián)結(jié),實(shí)現(xiàn)了電池片零片間距,有效提高組件受光面積,提高發(fā)電效率。應(yīng)用特殊的全并聯(lián)電路設(shè)計(jì),相較傳統(tǒng)組件擁有更好的抗熱斑、抗陰影、抗衰減性能,使得疊瓦組件在實(shí)際應(yīng)用中擁有更長效的高發(fā)電量表現(xiàn)。“作為全球最大的高效疊瓦組件制造商,環(huán)晟光伏的核心疊瓦專利來自SunPower授權(quán),受到國內(nèi)唯一合法的專利保護(hù),并在此基礎(chǔ)上申請超過100項(xiàng)專利保護(hù)。目前公司疊瓦組件的生產(chǎn)良率與行業(yè)一流企業(yè)相當(dāng),穩(wěn)居行業(yè)前列。”
逆變器環(huán)節(jié)——更大功率、更低度電成本
光伏逆變器的性能直接影響到太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率及運(yùn)行穩(wěn)定性,同時(shí),也是整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中多種信息傳遞與處理、實(shí)時(shí)人機(jī)交互的信息平臺,是連接智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的智能化關(guān)鍵設(shè)備。正如電網(wǎng)系統(tǒng)專家所言,逆變器的質(zhì)量對光伏系統(tǒng)可靠性、發(fā)電效率至關(guān)重要,不能因?yàn)槟孀兤鲀r(jià)格在系統(tǒng)造價(jià)中的占比較低就減少重視。
目前,大型項(xiàng)目招標(biāo)中的逆變器最低價(jià)已經(jīng)跌破0.1元/W,單機(jī)功率則不斷提升。3月18日,陽光電源發(fā)布全球功率最大組串逆變器SG320HX,讓整個(gè)行業(yè)為之震撼。據(jù)介紹,SG320HX最大輸出功率352kW,繼網(wǎng)紅產(chǎn)品SG225HX之后,再度刷新1500V組串逆變器功率等級,讓更高功率、更低LCOE成為可能。設(shè)計(jì)人員表示,對于一座100MW電站,SG320HX方案可節(jié)省系統(tǒng)成本1020萬元以上,LCOE降低2%。同時(shí),這款產(chǎn)品在電網(wǎng)友好性方面也做到了極致。SG320HX可在SCR=1.2弱網(wǎng)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行,其快速功率響應(yīng)技術(shù)獲得業(yè)內(nèi)首個(gè)且唯一實(shí)證,為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供快速支撐。此外,通過光儲深度融合,SG320HX可強(qiáng)化一次調(diào)頻,并可實(shí)現(xiàn)虛擬同步,更好地滿足電力系統(tǒng)對新能源提出的調(diào)頻要求。
此外,SG320HX每串最大輸入電流20A,完美匹配182mm/210mm大尺寸高效組件,且支持最大1.8倍容配比,全面滿足高容配比解決方案的應(yīng)用。據(jù)悉,SG320HX產(chǎn)品目前已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于各類應(yīng)用場景的光伏項(xiàng)目中,欽州大桐12MW項(xiàng)目、賓陽140MW漁光項(xiàng)目、化州中銅120MW項(xiàng)目、湛江20MW漁光項(xiàng)目、河北南大巷70MW漁光互補(bǔ)項(xiàng)目等,部分項(xiàng)目預(yù)計(jì)可在2021年底并網(wǎng)。
毫不夸張地說,陽光電源將組串式逆變器帶到了300kW+時(shí)代,但在他們看來,大組串進(jìn)程遠(yuǎn)未結(jié)束。更高電壓等級,更大功率以及匹配更大功率組件帶來更大的組件陣列,都將成為未來市場的發(fā)展趨勢和制造企業(yè)的白熱化戰(zhàn)場。
支架環(huán)節(jié)——智能跟蹤大幅提升發(fā)電效率
在全球“碳中和”的大背景下,一場由光伏、風(fēng)電等新能源帶來的風(fēng)暴正席卷全球。從光伏行業(yè)看,除了組件、逆變器等產(chǎn)品不斷升級換代,作為光伏系統(tǒng)“骨骼”的支架也開始更加智能,跟蹤支架應(yīng)用比例不斷提升。據(jù)介紹,全球地面電站中,美國跟蹤支架使用比例約80-90%,新興中東市場占比也達(dá)80%以上,中非、北非、歐洲這些地區(qū)使用比例也均超60%,法國南部、西班牙地面電站則是幾乎全部采用跟蹤支架,且比固定支架提升發(fā)電量15%以上。顯然,在世界各地,跟蹤支架都已經(jīng)成為電站投資者的重要選擇。
作為連續(xù)四年位列全球跟蹤系統(tǒng)出貨量前4名的中國企業(yè),中信博新能源全球跟蹤器累計(jì)出貨超10GW,獲得了全球客戶的廣泛認(rèn)可。10月25日,中信博在杭州發(fā)布業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的五邊形主梁1P獨(dú)立跟蹤系統(tǒng)“天際Ⅱ”。技術(shù)負(fù)責(zé)人指出,隨著組件尺寸不斷增大,不僅導(dǎo)致組件迎風(fēng)面積增加,風(fēng)致共振效應(yīng)更加顯著,組件自身強(qiáng)度和抗風(fēng)能力都可能下降,也使得跟蹤系統(tǒng)體型系數(shù)增大,單排陣列長度大大延長。為此,中信博天際Ⅱ跟蹤系統(tǒng)將最大工作風(fēng)速提升至22m/s,提升20%工作抗風(fēng)能力的同時(shí),還能帶來20%發(fā)電量提升。而業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的五邊形界面主梁,使天際Ⅱ的產(chǎn)品穩(wěn)定性大幅提升,立柱跨距進(jìn)一步增大,能夠使立柱基礎(chǔ)梳理降低30%以上,每MW立柱少于180根。
上述負(fù)責(zé)人進(jìn)一步表示,通過加持中信博最新一代人工智能光伏跟蹤解決方案的天際Ⅱ,還可憑借真實(shí)地形下的跟蹤控制策略、基于實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)的云層策略、針對雙面組件+跟蹤器的雙面策略以及與直流匯流箱、組串式逆變器的直流側(cè)發(fā)電共享參數(shù)的反饋控制策略,輕松應(yīng)對真實(shí)電站環(huán)境中的各種地形、天氣、地貌條件,提升系統(tǒng)發(fā)電效率和發(fā)電量,為業(yè)主帶來更高收益。
輔材環(huán)節(jié)——接線盒也有大能量
據(jù)統(tǒng)計(jì),年初至今,電力投資企業(yè)發(fā)布的招投標(biāo)中,約80%采用500W+大尺寸、高功率光伏組件。從相關(guān)企業(yè)提供的資料看,基于大尺寸硅片的電池、組件產(chǎn)品,其最大短路電流會有明顯提升。其中,182mm電池的最大短路電流接近
15A,210mm電池的最大短路電流超過18A,對應(yīng)接線盒要滿足最大短路電流25A、30A的要求,傳統(tǒng)配件不再適用。
15A,210mm電池的最大短路電流超過18A,對應(yīng)接線盒要滿足最大短路電流25A、30A的要求,傳統(tǒng)配件不再適用。
為了解決這一問題,包括接線盒在內(nèi)的各類輔材企業(yè)積極開發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù),應(yīng)對大電流帶來的考驗(yàn),在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)對生產(chǎn)效率、系統(tǒng)效率進(jìn)行優(yōu)化。以澤潤新材料為例,他們力推的“XBox”產(chǎn)品采用細(xì)長設(shè)計(jì),可用于雙面組件、半片組件、疊瓦組件等。在二極管單芯片的配置下,其額定電流最大可達(dá)30A,最大反向電流40A,完美適配高功率、大電流組件和1500V系統(tǒng)解決方案。“實(shí)踐證明,單芯片方案會大幅提升產(chǎn)品可靠性,降低使用、售后風(fēng)險(xiǎn)??紤]到目前整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都處于芯片短缺狀態(tài),單芯片方案可以直接提升供貨能力。”
這么多新技術(shù)、新產(chǎn)品,誰才是2021年光伏產(chǎn)業(yè)鏈上最耀眼的明星?哪些解決方案可以在碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)程中發(fā)揮更大作用?2022年1月6日,“光能杯”跨年分享會暨2021年度光能杯頒獎典禮將在蘇州舉行,讓我們共同期待哪些企業(yè)、哪些產(chǎn)品將得到這份年度殊榮!