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大势所趋?光伏硅片尺寸越大、成本越低,210一骑绝尘

TOM    2021-06-07 18:00

大,才是大势所趋。

1839年,年仅19岁的法国科学家埃德蒙·贝克勒,在父亲的实验室里发现了液体的光生伏特效应,进而制造出了世界上第一块光伏电池。真·别人家的孩子。

大势所趋?光伏硅片尺寸越大、成本越低,210一骑绝尘

此后,德国、美国、日本等发达国家纷纷开始投入资金研究光伏发电,太阳能电池板越做越大,发电效率也不断提高。

进入21世纪后,气候问题迫在眉睫。温室气体影响下,极端气候频繁发生,世界各国都在积极寻求化石能源的替代品,以求早日实现「碳中和」的目标。光伏由于成本低、不受地域限制等特点,成为当今世界各国趋之若鹜的清洁能源,投资起光伏项目来,简直就像在竞赛。

苹果花费50亿美金(约330亿人民币)建成的新总部「Apple Park」,闪亮的环形屋顶全部由太阳能电池板铺成,装机容量为17MW,成为当时最大的单体屋顶电站。

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特斯拉扬言将光伏屋顶作为其主要业务之一,准备在中国建一个70MW的屋顶光伏电站;谷歌计划在2025年前让旗下的14个数据中心完全转为可再生能源供电;亚马逊正计划在山东创建一个100兆瓦的太阳能项目;Facebook也在给位于新加坡的数据中心安装100兆瓦的屋顶太阳能电池板,扎克伯格甚至认为,光伏将阻止气候变化,成为地球的守护者。

甚至连做咖啡起家的星巴克,目前已完成57MW光伏项目,为960家门店提供电力,并计划再投资6个光伏项目,装机量约50MW。

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160年来,光伏的主场一直在欧美的发达国家。相比而言,中国虽然起步晚了一百多年,却只用了几十年时间,就实现了反超。

2019年,在构成光伏产业链的四个主要环节(硅料、硅片、电池片、组件)中,中国的产量分别占全世界的67%、98%、83%和77%。中国的光伏累计装机已连续5年世界第一,多晶硅产量连续9年世界第一,组件产量连续13年世界第一。

不仅如此,我们的光伏研发也已经跃居世界领先地位。截至2016年,我国在可再生能源领域申请专利数量约为17万件,分别是美国的1.6倍、日本的2倍。单晶和多晶电池光电转换效率已分别达到20.2%和18.6%,高效电池达到21.3%和19.2%,均具世界领先水平。

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国际可再生能源机构(IRENA)报告显示,在2008-2018年期间,全球光伏发电量增长33倍,而中国光伏发电量增长近700倍!可以说我们用一己之力提升了全球光伏发电量的增长率。

不过,和发达国家一样,中国的光伏产业发展,前期也很依赖国家补贴。显然如果中国想要继续保持领先地位,光靠补贴并不是长久之计。在2018年,国家发展改革委、财政部、国家能源局联合推出「光伏新政」,表示要减少补贴、提高发展质量。

失去国家补贴,光伏要想实现平价上网,就需要在保证质量的前提下,提高效率、降低成本。这几十年的时间里,「关键原料」硅晶片的尺寸,从125发展到156、158、166,182,甚至210,光伏组件的功率也随着硅片尺寸的增大迅速提高,成本也在不断降低。

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乍一看有违很多人认知,大尺寸的硅片,反而成本更低,这到底是怎么回事?

原来,大尺寸硅片在制造环节中,拥有更大的优化空间,单位时间生长的晶体数量更多,制造出来的电池产能更大,而设备、人力和管理成本都不需要增加,这样单瓦成本就下降了。

而且,由于封装的时候,大硅片可以实现用更少的硅片数量、获得更多的硅片面积,从而达到更高的功率。也因开压较低,所以组串功率更高。

即使大尺寸硅片的价格比小尺寸硅片贵,但由于大尺寸硅片能够以更少的数量达到更高的效率,从而使得成本下降。例如,同样是72片硅片的复杂链接,156能够达成400W,166可以达到440W。而210只需要50片,就直接突破500W了。

2009年到2020年,全球大型地面光伏电站的平均LCOE(平准化度电成本)下降了月87%!

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因此,越是昂贵的电池设备,大硅片所带来的成本节约效应就越明显。

正因如此,210领军者天合光能,带头发起了《关于推进光伏行业210mm硅片及组件尺寸标准化的联合倡议》。

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商用落地永远比技术发展要滞后。因此大硅片难免会在制造环节配套缺失、以及在设计、施工、与逆变器配套等环节中遭遇挑战。然而天合光能埋头研发了1年时间,就用实际产品证明了210硅片的可行性。

从逆变器企业根据天合产品的参数设计的方案来看,在黑龙江鹤岗,采用26块500W组件为一串,即使直流侧配比达到1.34倍(考虑背面10%增益后为1.44倍),也没有出现限发的情形。

天合光能至尊系列组件在德国莱茵TÜV集团的全方位严格测试中,抗热斑和抗载荷能力均符合IEC国际标准。

如今,210作为光伏的标准尺寸,已经得到了行业内的普遍认可。

不过,硅片只是组件中的一种材料。智新咨询指出,目前光伏产业链中,平价压力主要集中在组件环节。而在这方面,采用了大硅片的组件同样体现出了成本的优势。

210组件是全面实现平价上网的组件,度电成本比166组件低6%以上,是目前所有产品中,度电成本最低的组件!而且,天合光能还通过推出三分片结合多主栅的版型设计,降低了组件尺寸,让双面双玻组件重量成功降到30.7kg,基本接近182组件的重量。

基于210硅片的组件,完全可以通过多元化的版型设计,推出不一样的产品,实现「B、C全终端通吃」。

PV InfoLink的技术报告显示,预计在2021年,210mm尺寸的市占率将迅速扩大到18%,并且市占率将逐年上升,并将在2024年-2025年实现逆转。

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而以天合光能为代表的600W+联盟,统一了尺寸标准与产品规格,实现了上下游产业链全覆盖。联盟成员之间共享创新生态,可以更紧密的联动,有效推动了产业链串联升级,节省上游生产与下游使用成本,成为推动210组件发展的中坚力量。

在补贴逐渐退坡,光伏行业向全面进入平价、甚至低价的竞价时代迈进的形势下,需要通过210组件这样创新产品将组件的成本降下来,弥补光伏发电在价格竞争中的短板,推动光伏行业更快普及,加速实现「碳中和」目标!

 

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责任编辑: WY-BD

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人家也是有底线的啦~
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