600W+超高功率组件的核心价值:高组串功率设计开启度电成本下降新通道,助力实现碳中和

  • 2021年06月04日
  • 作者: 肖蓓
    肖蓓

    肖蓓

    大中华区高级编辑,Solar Media Limited 旗下 PV-Tech China

    肖蓓于2012年2月加入 PV - Tech ,是公司中文编辑团队的负责人。除了撰写文章和提供中国光伏行业问题和发展的见解, 也是PV-Tech全球网站和国际光伏技术电力等出版物的定期撰稿人。 Carrie (Bei) Xiao joined PV Tech in February 2012 and is head of our Chinese editorial team. In addition to authoring articles and providing insight on domestic industry issues and developments, Carrie is also a regular contributor to our global website and our international PV Tech Power publication.

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图1 不同装载量电梯与组串容量类比

图1 不同装载量电梯与组串容量类比

图2 组串功率的发展趋势

图2 组串功率的发展趋势

在走向高比例可再生能源时代的大潮流中,降低光伏发电度电成本成为整个行业关注的焦点。据Bloomberg NFE统计,2010年至2020年间,全球大型光伏电站的平均 LCOE下降了87%。光伏降本,正在路上。那么,如何才能更进一步降低度电成本,加快全面步入平价时代?

天合光能给出了探索出的一条路:首先是,以终为始,将系统价值植入210组件产品的初始设计逻辑,以创新的低电压大电流设计理念大幅度提升组串功率、降低系统成本;其次,通过210组件尺寸标准化,打通整个产业链壁垒,降低不同尺寸物料库存成本,提高生产效率,优化供给,实现最好的规模化效应,更重要的是提升终端客户设计兼容性,提升组件、支架等安装效率,充分降低设计及EPC成本。最终,天合光能秉持开放创新,协同发展的理念,将目前探索出来的道路开放于全行业,为全行业跃入高功率高效率组件时代提供标杆,日前发布的《天合光能210至尊组件产品白皮书2.0》即承担此使命。

600W+超高功率组件核心价值:将终端价值植入初始设计逻辑,提升组串功率,从产品侧降低度电成本

在天合光能产品战略与市场负责人张映斌博士看来,高功率、高效率、高可靠性及高发电量的组件产品,是推动光伏发电进入全面平价时代的关键。而这正是天合光能推出600W+系列产品的基本出发点。“提高组串功率,是降低系统BOS成本的核心因素。600W+高功率组件从底层设计逻辑就指向终端应用的系统价值,低电压大电流设计,可大幅提升组串功率降低BOS成本,全面实现客户价值最大化。”张映斌博士指出。

通常情况,单块组件的功率大概在400-600W+,电压40-50V,不能启动逆变器。所以需要一定数量的组件经过串联构成组串,达到逆变器的启动电压,对外产生交流电力。因而,组串是光伏系统的基本电路单元。为便于理解组串功率,这里以不同容量的电梯为例,进行简单说明。要完成相同运载目标36人上楼,可以采用不同装载量的电梯。A电梯运载量为18人,需要两部;B电梯运载量为12人,需要3部(图1)。显而易见,单部电梯的运载量越大,则需要的电梯台数越少,从而总体初始投资越小,基础设施分摊费用及安装成本会越低。

这里单部电梯运载量相当于光伏系统中的组串功率(容量),电梯中运载的人相当于组串可接入的组件块数。类似道理,在一定的光伏电站装机量情况下,组串容量越大,需要的组串数量就越少,相当于需要电梯的台数减少,从而系统初始投资及分摊成本就会降低包括支架、桩基、电缆、桥架等,当然相关的人工成本也相应节省,从而达到降低整体的系统成本的目的。

另外,大型光伏电站系统电压的提升也有降本作用。系统电压的提升一方面有利于降低直流电缆损耗,提升系统效率;另外系统电压提高也带来组串可接入的组件块数增加。图2所示,在过去的10多年间,光伏组件的功率从290瓦提升到了现在的670瓦。与此同时,光伏系统电压也从600V到800V,1000V提升到现在主流的1500V,让组串可接入的组件块数从过去的10块增加到30多块。站在系统角度来看,无论是系统电压还是组件功率增加,都表现为组串功率提升,即从过去的2900W提升到现在的19430W,最终体现在BOS成本下降包括支架、桩基、直流线缆,人工等成本节省。

与友商最优秀的585W组件对比分析发现,600W+组串功率可提高41%,度电成本降低了2-3%;和目前行业主流450W组件对比,降低系统BOS 0.15-0.2元/W; 对应度电成本约4-6%。这在近来铜、钢等大宗物资价格走高,光伏电缆、支架价格上涨的行情下,600W+组件在BOS端的降本优势弥足珍贵。

“600W+超高功率组件不仅仅是硅片或组件尺寸的变大,而是有本质的设计理念的创新即低电压大电流。这样的设计理念已经跳出了单纯组件本身的框架,站在系统的角度思考。低电压、大电流的设计理念既符合行业发展趋势,也符合终端客户价值最大化终极目标,这才是真正的客户价值回归。”张映斌说道。

210组件尺寸标准化:打通产业链应用侧壁垒,推动应用端价值最大化

对于210组件来说,近日还有一里程碑事件:成功实现了210组件尺寸的标准化。如果说600W+高功率组件是从产品应用层面,提升终端系统价值,那么210组件标准化就从整个产业链应用层面,打通尺寸纷杂带来了壁垒和成本,进一步反馈到终端客户价值上。

5月26日,中国光伏行业协会组织召开组件尺寸标准化线上研讨会,经过充分讨论,210mm电池的组件外形尺寸和安装孔位置已完全达成一致,形成团体标准。这意味着210尺寸组件制造商、使用终端、系统解决方案提供方实现了技术路线的统一性。标准化210组件产品,将强势助力上下游企业提高生产效率,优化供给,实现最好的规模化效应;还能够快速推进行业技术创新,降低产业链制造、光伏系统初始投、BOS成本、度电成本,实现超高功率组件和解决方案在应用端的便利化和价值最大化,实现全面平价。

阿特斯阳光电力集团股份有限公司全球制造与技术研发高级副总裁 张光春也表示,“ 210组件标准化公布后,已经有几家观望的企业马上开始使用。这个标准的发布和使用,是整个行业的进步。我们可以使用同样的玻璃、同样的支架,支架公司不会受到困扰,其他的配套也都更便捷,这将促使整个行业成本的降低。”

《天合光能210至尊组件产品白皮书2.0》问世,以开放共赢胸怀为行业立标杆

2021年6月1日,《天合光能210至尊组件产品白皮书2.0》重磅发布!全面呈现适用全场景的210多元化版型设计;创新设计高组串功率,以系统价值设计开发组件背后逻辑;通过全新立式包装使装载功率增长12%等共8项创新点,保障可靠性和先进性。

白皮书2.0版本不光是技术的全面升级,更天合光能开放创新、协同发展、共创共享理念的彰显,将最完整最前沿的210产品技术公布于众。“这就相当于软件设计的源代码开放,白皮书就是我们的210产品技术的开放“代码”,希望联盟伙伴在此基础上继续深度创新,进一步挖掘210产品技术平台的潜力,这对整个光伏行业都有巨大价值。对上游,可以帮助联盟伙伴深入认识210组件产品的核心要素,降低产业链协同成本;对下游来说,通过白皮书,不仅对210组件产品的应用场景、逆变器、支架等系统兼容性,如何让其价值最大化给予详细的阐述,也对针对行业关心的可靠性,载荷,热斑,工作温度,发电量等热点问题进行了完整的解答,让终端客户充分理解210组件产品的核心价值,降低客户对210组件产品的疑虑,尽快推动210组件产品的全面应用,让价值充分体现,惠及整个行业”,张映斌解释。

度电成本最优的生态链:全产业链协同确保系统化更优

基于降低度电成本理念,天合光能发布了“至尊”系列210超高功率组件,引领行业加速推动度电成本的大幅下降。但是,引领光伏行业站到了“600W+”的门槛上,天合光能并非是“独行者”。在天合光能背后,是整个生态链的齐头并进。

从去年7月600W+光伏开放创新生态联盟的成立,到今年初逆变器、跟踪支架、玻璃等产业链环节集体性适配升级。“产业链各环节间的联动,可使系统方案更优化,在业主端也更有竞争力。广大业主完全不用担心匹配的问题,更不用担心产能供应不足的问题。在600W+联盟的引导下,产业链各环节的龙头企业都已经跟了上来,这将形成为一股合流之势。”张映斌说道。

目前,210系列高功率产品已经得到了市场的高度认可,各大厂家纷纷加码。以天合光能为例,截止目前公司的210至尊系列组件签单量已超12GW,公司规划2021年底电池总产能将达到35GW左右规模,组件总产能预计将达到50GW左右,其中210电池和组件产能均占比超过70%。

另据统计,预计今年底210mm硅片产能超220GW、210电池产能超过172GW、组件产能将达到130GW以上。在很多大型项目招标中,大组件的占比已经超过70%。对于当下的光伏电站市场而言,超高功率组件已经成为平价时代的主流选择。

(责任编辑:肖蓓)

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