近期,主流逆变器与支架企业发布了超大组件适配性声明,仿佛超大组件已经完全解决了系统匹配问题,可以毫无顾虑的应用。但实际上根据笔者的了解,超大组件产业链问题还远未到解决之时。即便有的可行性问题能得到解决,超大组件在性能、供应链、LCOE方面仍没有优势,超大尺寸并不应是光伏组件发展方向。本文将通过回溯发展过程,具体介绍超大组件的系统匹配性与合理性问题。
1. 超大组件的产品碎片化
从支架厂的匹配声明中,可以看的里面支架的型号写得很具体,组件型号却是泛泛写了210组件。实际上内行人士都知道,210组件存在多种不同的版型设计,不同企业结构上的设计也略有不同,这样模糊的商业声明不存在实际意义。
210为什么有如此多的产品版型呢,我们且回顾下历史:
210硅片早在2019年8月推出(基于光伏应和半导体保持一致的简单想法提出),比166硅片不过晚3个月,但因为没有合理的产品设计(电流过高)而一直没有付诸实践。直到2020年3月,有企业针对超大电流的风险问题,拿出了50版型、电池三切的组件设计对标166的72版型,尽管版型尺寸、电流略有增大,但仍在系统端接受范围内。
同样针对新产能,2020年6月份TOP3组件企业综合全产业链边界条件祭出了72型182组件,利用了现有逆变器电流设计极限,尺寸上既是集装箱可靠运输的极限、也是人工便利安装的极限尺寸,产业链成熟度又优于210,因此210的50版型出师未捷。
由于210三切片产品在BOS上劣势明显,210路线的支持者孤注一掷直面超大电流而回到半切,期望通过55和60版型的“更高功率”获得宣传上的优势;面对210产品偏高的成本,210路线支持者机械地根据166推广时提出的串功率概念做系统测算,过高估计了210在BOS成本上的价值,忽视了电缆损耗及支架成本节省的本质是大支架而未必是高串功率。
55和60版型的尴尬之处在于:相对于功率处于同一水平的182组件,55版型210组件效率与成本上有着明显劣势(注:55型210组件理论功率比72型182组件高不到5W,考虑到电池效率较低,目前量产功率相当,182组件效率优势达0.4%以上);60版型在竖装时BOS成本反不及55型产品,又因载荷能力和支架过宽带来的安装困难不适合横装(注:载荷能力低于3600Pa,4排横装支架最高点离地高度可达4m)。于是在2020年10月底又出现了210的66版型,看起来兼具高功率与BOS成本优势,实际上却又存在尺寸、重量过大的核心缺陷。
根据以上复盘可见,210产品一路跌跌撞撞,面对的问题太多、思考太少而使后面的组件设计要面对各种不合理结果,顾头不顾尾,至今仍不知道该选用何种版型、何种电池片。而从166到182,半切或全片,简洁明了。如雪球上的球友所讲,哪有那么巧半导体硅片尺寸也恰好是光伏硅片的最优尺寸?
2. 超大组件的逆变器匹配
166、182组件的推出都是利用了现有组串式逆变器的设计余量,可适度提高容配比节省逆变器及交流设备的成本,单路15A的逆变器可以向下覆盖所有组件的逆变器需求,兼顾了存量电站逆变器的生命周期维护、更换问题。将组件/逆变器电流控制在15A以下,对逆变器行业、对整个光伏行业都是最有利的选择。
对逆变器企业而言,推出20A大电流逆变器则需要新开发一套产品体系,面临昂贵的开发、认证、生命周期维护费用;但对于210企业牺牲利润拿下的GW级市场,不推出匹配型产品又可能意味着把这部分市场拱手让人。囚徒困境下总会有企业先推出产品,之后其它企业不得不跟进。
于是有了我们看到的各式匹配,不外乎两种:或是现有产品承担一定程度发电损失强行匹配,或是利用现有设计芯片串并联得到的临时匹配方案。毕竟做到不同组件全兼容太难,而新建一套体系成本太高,在210没有取得决定性胜利前这样做代价太高。
总之,逆变器如果进一步提高电流并不像166、182那样会带来立竿见影的整体价值。
3. 超大组件的跟踪支架匹配
跟踪支架的成本节省来自于把支架的尺寸做大,只要用钢量、电气部件增加的成本低于承载组件功率的增加值,支架的单瓦成本就是降低的。
笔者认为:由于每一代支架的长度存在限制,210组件的高串功率在支架成本上并没有带来相对于182的优势。
跟踪支架作为可靠性非常重要的产品,一旦出现问题如支架倾倒将给投资者、支架厂带来极大的损失,所以支架设计上往往非常谨慎,需要反复的优化验证。据了解,匹配182组件的跟踪支架成熟方案目前也只是部分企业可以提供;而210超大尺寸组件目前连1.3m玻璃尚未批量供货,对于支架的反复优化验证更是不可能了。
需要注意的是,即便210组件在跟踪支架上完成了IEC标准载荷测试,也并不代表完全消除了风险。1.3m宽的组件,自重变形明显,叠加户外使用中的动载反复作用,电池片隐裂的风险明显增加;超大面积承受风载,4个安装孔所受的应力大幅提升,实际应用中在涡流作用下非均匀受力,安装点边框撕裂的风险明显提高。
4. 总结
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