天合光能发布《至尊组件技术白皮书》:技术新标杆,迈向600W

  • 2020年05月14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,担任驻大中华区编辑。肖蓓毕业于湖南商学院,并获得了传媒广告专业文学学士学位。曾就职于中国家族传媒集团《家族商业评论》,2010年加入大美国际资讯《光伏信息》报,先后负责中国华南、华东片区的新闻报道工作,多次策划并报道行业热点新闻,两年期间发表10多篇光伏产业新闻专题及30多篇深度新闻专题,共计逾25万字。其精华新闻报道收录于其个人博客,截至目前已受到业内近万人点击交流。在此期间,肖蓓走访了广东、湖南、成都、湖北、江苏、上海、陕西等地60多家光伏企业,涉及多晶硅、太阳能电池、组件、系统集成、设备、认证等领域,同时与广东、湖南、上海太阳能协会及科研院所专家保持着友好交流。肖蓓关注太阳能行业的新闻与未来走向,看好光伏产业并打算长期关注其发展。

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跟踪支架安装位置匹配至尊组件设计

跟踪支架安装位置匹配至尊组件设计

166与至尊组件的机械载荷性能有限元分析

166与至尊组件的机械载荷性能有限元分析

5月14日,天合光能向全球发布了《至尊组件技术白皮书》,作为天合光能开启500W组件功率时代的开山之作,至尊组件产品最高功率可以达到500W+,最高组件效率达到21%及以上;同时具备高可靠性、高发电量的特性,树立了光伏发电平价时代组件性能的新标杆。

根据德国莱茵TÜV测评数据显示,天合光能至尊组件功率高达515.8W。目前,至尊组件中试线已进入量产,并开始出货。

《白皮书》详细阐述了至尊组件在技术创新、可靠性保障、物流运输优化、系统兼容性设计、客户价值及未来展望等方面的具体情况。

攻克高功率组件技术的秘诀:创新

天合光能最终选择了210mm作为500W光伏组件时代的硅片尺寸。

天合光能副总经理、常务副总裁印荣方对此表示:“210mm尺寸几乎是目前光伏行业硅片的极限尺寸,预计未来至少5-10年以上不会发生变化,这不仅有助于光伏组件尺寸的标准化,也有利于下游光伏系统设计的标准化。”

根据《白皮书》,至尊组件集合多主栅、三分片、无损切割、高密度封装等多种技术创新,搭建了一个新的产品技术平台。

作为最早研发多主栅技术的公司,天合光能的多主栅产品受到了市场的广泛认可,技术的沉淀让天合光能游刃有余地将多种先进技术做叠加整合,并结合实际情况做出创新。“三分片”设计即为综合组件电性能模拟结果与不同版型工艺难度做出的创新。

在“三分片”设计基础上,天合光能又采用无损切割技术,使用低温激光技术,结合热胀冷缩原理,解决电池片破片、隐裂等风险。

与此同时,至尊组件在版型设计上亦做了创新,与传统158系列组件6*20及6*24排布方式不同,至尊组件采用5*30的版型。

《白皮书》指出,电站设计及建设已经习惯接受传统硅片的配套组件尺寸,如果沿用传统排布方式,至尊组件版型面积和重量将增加约40%。综合考虑上下游的实际情况,至尊组件5*30采用版型设计,再加上高密度封装等技术,实际组件尺寸可做到与普通166系列组件无明显差别,提高了与下游安装设计的兼容度,也避免了额外成本的增加及玻璃窑炉限制。

融合可靠性与兼容性

天合光能发布的至尊组件包括单面背板和双面双玻两款,适用于大型地面电站和工商业屋顶项目,这些应用场景对组件的可靠性有很高的要求。

为了保障可靠性实现高发电量,天合光能在机械载荷、热斑防范等方面下了功夫。在检验载荷性能方面,天合光能结合不同的组件设计,通过有限元分析,对至尊组件做了模拟实验。实验结果显示至尊组件与常规166双玻组件的载荷性能处在同一水准。

根据IEC61215标准,至尊组件进行了热斑耐久性测试并通过了该测试。至尊组件在高功率输出的同时,即使在最恶劣阴影遮挡条件下,组件仍可以安全运行。

值得一提的是,至尊系列除了保障组件输出电流、开路电压及机械载荷值等指标符合下游相关技术安全规范,还与主流逆变器、支架系统兼容,可无缝对接现有主流光伏系统设计。

《白皮书》指出,在至尊组件设计之初,针对其电流电压输出与目前下游主流逆变器的兼容性进行了全面评估,使得组件在下游市场具有极高的匹配度。

对于至尊组件电参的变化,要求集中式逆变器直流侧的直流熔丝和负荷开关的额定电流满足使用,这可通过更换型号进行扩容,非常容易实现。

支架方面,至尊组件同时满足固定支架(横装、竖装)以及跟踪支架等多种安装方式。

得益于5*30的版型设计,至尊组件与166的72片型在尺寸与重量方面相差不大(5-6%),因此无论哪种(横梁垂直于长边还是平行于长边)安装方式,机械载荷都能达到要求,可以实现与固定支架的兼容。

根据相关参数,至尊组件表面积2.41m2(长*宽为2187mm*1102mm),相比158系列表面积2.03 m2(长*宽为2024mm*1002mm),增加17.5%;组件重量由158系列的26kg增加至30kg,增加14.6%。

当前跟踪支架主要有1V和2V两种安装方式,通过力学计算,1V现有产品驱动力参数满足由于组件面积和重量增加带来的驱动力参数增大要求,不需要调整。

2V方案则需要新型驱动方案,目前主流跟踪支架厂商都已有新型驱动方案。

承前启后,500W+”组件将在新十年普及

过去20年,光伏组件效率及功率的提升推动了光伏系统LCOE的持续下降。随着全球光伏发电补贴和PPA的不断下降,光伏发电LCOE将保持下行趋势,在此背景下,“500W+”组件将在新十年普及。

作为天合光能500W组件开山之作的至尊组件,肩负着“承前启后”的重任,不仅要具有极高兼容性,还要创造更大投资价值。

为了实现价值最大化,至尊组件在初始投资成本,及系统发电量方面均做了考量,目的是让终端业主及投资商获得额外价值。

根据中国黑龙江省境内的大型地面电站测算数据,对比传统的410W常规双面双玻组件,输出功率500W的至尊系列双面双玻组件可降低6-8%的BOS成本,以及3-4%的LCOE,降本优势显著。

因具备优异的低辐照性能和温度系数,至尊组件还可以给光伏系统带来额外的发电量收益。

《白皮书》里的案例显示,在三个不同的城市对410W、450W、500W组件发电量做模拟测试,结果发现,得益于较小的光学损失和优异的温度系数,天合光能500W组件的综合发电量高于其他两款组件约0.08%-2.15%。

最后,印荣方表示:“随着产业链的发展及完善特别是玻璃供给能力的完备,在现有5列版型基础上增加一列电池片变为6列,组件功率就可以提升到600W以上。

同时随着PERC+技术的产业化,电池转换效率有望达到24%以上,叠加相应的组件设计优化、载荷能力提升及下游安装方式的进步,至尊组件功率将会不断得以提升,这也为光伏组件迭代发展提供了方向和路径,必将进一步推动光伏系统成本及光伏发电LCOE持续下降,加速光伏发电在全球范围的应用。”

(责任编辑:肖蓓)

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