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加速碳中和!晶澳科技:技术王道是提升转换效率

发布日期:2021/4/2


       3月26日,晶澳太阳能科技股份有限公司(以下简称“晶澳”)全球市场营销中心总经理、资深产品技术专家王梦松在第十六届中国(济南)太阳能利用暨综合能源展览会期间接受媒体群访时分享了晶澳对于产品技术的理解、在组件设计上的逻辑和理念,以及对未来产品技术路线的思考。



01

技术王道是提升转换效率


       王梦松表示:“未来组件技术发展的核心是如何将转换效率进行提高。”


       记者了解到,提升转换效率,首先要依靠电池片效率的提升。以PERC电池为例,头部企业目前量产转换效率可以做到23%左右,晶澳的182电池已经达到23.1%以上的量产效率水平。王梦松还表示,晶澳在两年之内有希望将PERC电池的转换效率提升到23.5%~23.6%之间。


       PERC技术理论上转换效率可以达到24%,但因其面临工艺、制程、设备和成本等方面的挑战,从目前来看,23.5%-23.6%的转换效率可能是后续PERC电池量产的瓶颈效率。


       对于其他光伏电池技术在效率提升方面的可能性,王梦松也进行了分析。他认为,从目前的量产情况来看,这两年包括Topcon和异质结在内,技术进步的速度很快,成本下降同样很快。已经有一些企业批量试产,目前来看,上述技术的转换效率可以达到24%以上。尽管如此,这两个技术未来能不能大规模的量产,依然取决于转换效率能不能进一步有效提升和成本的进一步下降。Topcon和异质结技术,至少需要有相对于PERC电池1%以上、甚至1.5%以上的转换效率提升,才能有明显的性价比优势。以异质结为例,目前该技术的设备投资成本依然维持在高位。


       不过王梦松认为未来两到三年之内这些问题都将得到解决,随着光伏制造设备国产化的推进,包括银浆、靶材等原材料成本有望快速下降。王梦松说:“未来两到三年内,Topcon和异质结两种技术很有希望能够在行业内逐渐实现大规模的量产。”


       如果放眼于更长远的未来,5-10年后,叠层电池势也有希望实现量产。这是王梦松根据目前晶硅电池发展的技术趋势进行推演的结果。王梦松分析说:“单结晶硅电池理论上量产化的转换效率极限在26%左右,到达26%这个瓶颈之后,未来只有采用叠层的技术才能继续提升转换效率。在未来十年,结合叠层电池的技术,转换效率有希望超过30%,也就意味着在2030年前后行业里有希望够出现30%转换效率的组件。”


       此外,他也分析了钙钛矿太阳能电池技术路线的可行性。他认为,单纯依靠这项技术对单晶硅不太可能造成非常大的挑战,未来一定是钙钛矿和晶硅技术相结合的叠层电池技术,这样才能体现出钙钛矿的优势。


02

除了技术之外还拼什么


       除了电池效率之外,王梦松指出,提升效率在组件的封装层面也有一部分提升的空间。主要是小间距对效率提升有一定帮助。“已经有厂家在挑战更小间距或者是零间距的技术。之前有一些厂家尝试过叠瓦技术,但是后来被证明面临的挑战比较大,是否会有更好的技术来替代叠瓦和小间距技术,我也很期待。”


       除此外,他又列举了几项可以提升光伏应用、降低成本的技术的方向


       首先是把硅片的薄片化。晶澳一直在尝试更薄的硅片,但因为硅片尺寸变大了,变大和变薄是有一定矛盾的,越大越难以变薄,目前行业PERC电池薄片化的进展相对不快。未来异质结技术在薄片上会有更大的优势,因为异质结的结构和工艺特性非常适合更薄的硅片。


       其次是为光伏找到更多的应用场景,比如在BIPV领域的应用。他认为,目前最大的阻滞是BIPV还没有形成规模效应。BIPV更多是建筑层面的一个考虑,只有做建筑的人主动去做BIPV,它才会有更大的空间发展空间。


       第三是光伏电站的优化设计与运维服务也有很大的技术进步的空间待挖掘。晶澳在这方面会做更多有利于客户端的增值服务,包括设计、安装、运输、场景应用优化、系统发电的优化等。


       “我们会跟下游的客户EPC服务商做很多的技术交流,按照我们产品的规格去帮客户选择最优化的设计方案,晶澳技术支持团队也有系统解决方案这一职能,也就是帮助客户去找到最适宜晶澳产品的系统解决方案,包括逆变器的匹配、容配比的选择、线缆的优化、方阵的排布等,帮助客户提升发电量,降低系统成本。”


       第四是拓展光伏空间。他认为,未来光伏体量非常大的时候,光伏的电源一定是过剩的,储能、制氢等这些技术都可以结合光伏来实现空间的拓展。晶澳也在做这方面的研究,以期找到一些更适合光伏+的应用方案。


       “我认为未来三年之内,光伏+储能在大部分区域都可以实现平价上网。未来我们可以看到更多企业会用绿色能源制造绿色能源。整个产业链全部采用可再生能源,我相信碳中和的目标是可以更早实现的。”


03

尺寸并不是核心技术问题


       硅片尺寸是最近争议比较多的热点问题,组件在光伏的系统中基本上占了一半的成本,所以组件对度电成本的影响非常巨大的。从组件的角度来看,降低度电成本的途径有:降低组件自身的成本、提升组件的效率或者功率以降低系统成本、提升组件发电性能、提升组件的可靠性。他认为,这四个因素是有一定相关性,而且有一定相互牵制性的,比如说成本和效率一定程度上是负相关,追求成本到极致会影响效率和可靠性,一味追求高效率或者高品质可能会影响成本。“最优度电成本的设计理念,不能是单独去追求每一个参数的极值,这是不现实的,也做不到的,还是要做一个全面评估,达到一个全局最优解。”王梦松说。


       王梦松多次强调:“硅片尺寸大小差异,并不是光伏核心技术之一,硅片只是一个载体,我们还是应该更多从技术进步角度出发,探讨哪种规格能够更有效地降低度电成本。这也是晶澳做产品设计的理念和逻辑基础。”


       “之所以晶澳选择182mm的产品规格,是因为我们经过对产业链上下游,从生产制造端到设备的匹配,到生产成本,到下游的系统端的匹配,再到系统上的系统成本和度电成本,进行过详细的对比测算,从所得到数据来看,可以充分支持我们的决策,我们认为182mm硅片是当下最优的一个尺寸。”


       王梦松分析说:“实际上182mm的逻辑是一个边界条件反推的逻辑。因为最初我们的理念就是,不应该由硅片来定义组件尺寸是什么,而是应该由组件尺寸来定义硅片尺寸,那组件尺寸应该谁定义呢?我们认为组件的尺寸应该由系统来确定,然后硅片的尺寸由组件确定。”


       “182mm的硅片,它是综合考虑到生产、安装、运输等环节进行综合推算的,比如将集装箱的利用率做到最高,电流的参数一方面进行保证成本下降,又保证发电量不损失,所以需要一个合理的电学参数,以客户价值为核心、最低的部件成本为考量依据。在尺寸方面,当组件尺寸大到一定程度,继续增加尺寸对系统成本下降已经几乎没有帮助。而超大电流组件,由于工作温度的上升、线损的增加,会对发电量会造成一定的负面影响,TÜV北德在银川的实证电站已经证明了相对于超大电流组件,晶澳的182组件有着更低的工作温度,同时有着1.5%以上的发电增益。因此晶澳的182组件的尺寸和电学参数是通过对整个系统端的综合推算得到的,是目前阶段最具度电成本优势的组件产品。”


       “当大尺寸已经达到系统瓶颈值的时候,未来的重点我认为大家还是要静下心来去做基础技术提升,去提高转换效率,这才是更重要的事情。我们的观点是尺寸宜保持稳定,让行业的工作聚焦在技术本身。"


04

新品瞄准市场痛点


       此次展会中,晶澳展出了包括新品DeepBlue 3.0 Light在内的DeepBlue 3.0系列高效组件,受到参会人员的广泛关注。该系列产品结合了新一代高效PERC电池技术PERCIUM+、掺镓硅片、MBB以及半片等技术,具备高转换效率、优异的发电能力和出色的可靠性表现,可广泛应用于不同场景,满足客户的多样化需求。


       “分布式屋顶光伏发电项目作为光伏应用的一种重要形式,相比于大型地面电站项目,最为突出的特点是由于屋顶面积有限,需要效率更高、尺寸与重量更适合屋顶安装的光伏组件。合理提升屋顶利用率、提升装机容量、降低系统成本,是增加客户的收益的有效途径,在此背景下,DeepBlue 3.0 Light系列组件应运而生。我们是帮助客户去降低系统成本,提升发电收益率。另外从我们对很多屋顶做了研究,DeepBlue 3.0 Light的长宽比能有效提升屋顶的利用率。”王梦松介绍说。


       他认为,未来应用于分布式和大型地面的产品差异化是一个趋势,晶澳也在考虑为分布式量身定制产品,有专门产线来满足分布式的生产需求。据了解,晶澳此次推出的DeepBlue 3.0 Light组件采用了基于182mm硅片的小版型设计,尺寸和重量适合户用分布式屋顶,组件量产效率达到21.3%,组件功率可达415W。相比于其他400W分布式组件,该产品具有较低的工作电压,有效提升了单串组件数量和系统容配比,同时具有较高的单位面积功率和单位重量功率,屋顶利用率更高。



来源:国际能源网/光伏头条


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