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硅片进入“大时代”,但真的越大越好吗?

   日期:2020-03-18     来源:中国能源报    浏览:1071    评论:0    
小编说

什么尺寸的硅片是最佳的?这一问题没有标准答案。成本仅仅是众多考虑因素之一,每一家制造企业都有自己特定的制约因素,以及对市场的战略考量。

“大尺寸硅片和大尺寸组件是行业近两年越来越热的话题,现在光伏人见面,要是不谈谈产品大尺寸化发展,可能会被认为是外行。”在近日举办的大尺寸高功率组件技术和风险分析线上论坛上,阿特斯阳光电力集团首席技术官、高级副总裁邢国强开篇的几句话,引出了目前行业内技术发展的重要趋势。

确实,在降本增效的大背景下,向大尺寸、高功率发展的组件设计思路成为了目前行业最受关注的话题。从125毫米到156.75毫米,再到166毫米以及210毫米,硅片不断向大尺寸进发,硅片尺寸真的越大越好吗?

面积越大功率越高

目前,市场上主要的硅片尺寸有156.75毫米、158.75毫米、166毫米和210毫米。156.75毫米是目前市场上的常规规格。从158.75毫米到210毫米,三款尺寸的硅片面积分别较156.75毫米硅片增加3%、12%和81%。2018年以来,国内一线产业开始规模化生产166毫米硅片,大尺寸硅片开始进入市场,占比不断提升。

据中国光伏行业协会统计,2019年,156.75毫米硅片仍是市场主流,占比超“半壁江山”。预计2020年,156.75毫米硅片占比将明显下滑,158.75毫米及166毫米硅片占比大幅提升;到2021年,166毫米硅片占比将超过60%。同时,2020—2025年,210毫米硅片占比将逐渐增加。

近年来,大尺寸硅片发展的脚步正逐渐加快。在组件价格和光伏发电成本越来越低的大趋势下,大尺寸硅片和大尺寸组件带来的经济效益越发明显。可以说,大尺寸硅片为组件端的发展带来了新机遇,可以大幅提高组件的功率,通过优化设计,组件效率也将大幅提升,组件成本更低。

“简单来说,单个硅片尺寸增大,单块组件电池片数随之降低,硅片片数相应减少,组件有效发光面积增大,带来转换效率以及功率的提升,单瓦成本随之下降。”天津中环半导体股份有限企业副总工程师张雪囡说。

以阿特斯166毫米多晶HiKu组件为例,该组件平均瓦数超410瓦,比相应的156.75毫米硅片尺寸的组件在功率上提高了45瓦以上,通过优化系统端,电站系统(BOS)成本下降10%以上,人工安装成本下降8%以上。显然,大尺寸硅片和大尺寸组件具有更强的竞争力。

需考虑生产线兼容性

从理论上看,面积越大,组件的转换效率越大,成本越低。但是,硅片、组件真的是越大越好吗?业内认为,166毫米的产品是未来一个时期内性价比最高的选择。

多家企业高管告诉记者,166毫米规格的确定经过了多方面分析、研究、测算。“基于目前硅片生产线上的设备,从156.75毫米改造至166毫米只需要做一些微调,同时,电池片生产线也可以兼容。”

生产线的大规模改造投入并不是小数目,因此,需要在现有的情况下,最大限度的考虑尺寸、产业链资金需求以及下游电站等维度。生产线的兼容性决定了大尺寸产品的可行性,166毫米规格脱颖而出。

然而,从全产业链角度出发,上游硅片端的尺寸标准化是未来产业发展的基石。如果仅有部分制造企业生产大尺寸硅片,下游企业的议价能力将随之被削弱。只有统一的尺寸,才能带来规模经济效益。那么,166毫米产品表现如何呢?

“166毫米硅片已经迎来爆发增长,短期内就会成为市场份额占比过半的产品规格。”邢国强称,阿特斯2018年8月实现166毫米产品的规模化生产,截至目前出货量已经超过2吉瓦,预计今年底,企业产能将突破10吉瓦。除了生产线外,辅料辅材和其他零部件的相应配合也十分重要。因此,在产品研发过程中,阿特斯选择和支架、逆变器企业进行联合开发,以此方便客户及施工方。

什么尺寸是最佳的?邢国强肯定地说,这一问题没有标准答案。“答案不是一成不变的,成本仅仅是众多考虑因素之一,每一个制造企业都有自己特定的制约因素,以及对市场的战略考量。”

一味图“大”不现实

虽然短期内,诸多企业十分看好166毫米规格,但是企业高管们也坦言,从尺寸增大带来单瓦制造成本下降这一趋势来看,硅片尺寸会在166毫米的基础上进一步增大。

吃螃蟹的人不再少数。2019年8月,中环股份(18.310, 0.00, 0.00%)推出210毫米硅片。同年12月,东方日升(13.090, 0.00, 0.00%)发布210毫米组件。今年1月,爱旭科技发布210毫米电池片。2月,天合光能推出210毫米双玻双面组件,功率超500瓦。张雪囡认为,硅片尺寸的增大,让组件步入5.0时代成为可能。

的确,大尺寸硅片发展潜力巨大,但风险也不容小觑。阿特斯阳光电力集团组件研发负责人许涛说:“210毫米硅片实在太大了,72整片的210毫米组件重量也大幅增加,这将带来载荷的风险,同时组件的宽和长也相应增大,玻璃、边框等辅料辅材无法满足供应。”

许涛认为,目前,210毫米组件的设计还没有完全定型,相较于72整片,50整片是更为现实的选择。另外,210毫米硅片的电流增加了81%,即使做成二切片,内部电流损耗也很高,组件的电流也超过了逆变器的输入电流要求,在此情况下,三切片成为了210毫米组件的选择。“但如果做成三切片,内部电池管保护电池(小片)的数量从以往的24小片增加至30小片,这就增加了组件热斑风险,以及在热斑发生时,电池反向击穿的风险。”

同时,记者了解到,目前,安装工人搬运组件重量的上限为35公斤。在各种制约条件下,硅片和组件可以扩大的面积并不是无限的。

前路漫漫,或许正如邢国强所说,技术发展没有尽头。当下,210毫米产品虽然还面临很多障碍,但2025年之后呢?

 
 

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