210組件潛能更高功率且無(wú)縫對(duì)接

在科技的發(fā)展道路上，離不開能源的助力，特別是再科技飛速發(fā)展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開發(fā)新能源，這就再當(dāng)下最需要研發(fā)太陽(yáng)能的使用。210mm硅片一經(jīng)發(fā)布就成為業(yè)內(nèi)熱議話題。業(yè)界一致認(rèn)為，硅片尺寸增大，可以帶來(lái)組件功率的大幅提升。以158電池片封裝的72片半片組件為例，組件功率普遍在410瓦，而166電池片和210電池片在組件端則分別可達(dá)到445瓦和500瓦的功率。更高功率的組件可以帶來(lái)更低的組件成本與系統(tǒng)成本，進(jìn)而降低度電成本。

210硅片的前景被業(yè)內(nèi)普遍看好，業(yè)內(nèi)某些企業(yè)已經(jīng)發(fā)布了一切二、一切五或一切六疊瓦方案并布局了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃快速推進(jìn)210的產(chǎn)業(yè)化。面對(duì)210硅片的超大尺寸可能導(dǎo)致的組件高電壓、高電流，大組件尺寸，熱斑及隱裂等潛在風(fēng)險(xiǎn)，天合光能推出了匠心獨(dú)具的“三分片+多主柵+小間距”的解決方案。該方案完美地平衡了組件電流、組件電壓、組件尺寸，提升了組件功率及組件效率，充分挖掘了210組件潛能，無(wú)縫對(duì)接了現(xiàn)有主流光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使行業(yè)擔(dān)心的下游配套兼容性難題迎刃而解，為210組件終端市場(chǎng)的全面應(yīng)用鋪平了道路。

如何控制210組件電流，對(duì)接現(xiàn)有光伏系統(tǒng)?

天合光能曾提出“增加接線盒及系統(tǒng)端電纜線的數(shù)量”與“采用三分片”兩種方案。但是，增加接線盒及系統(tǒng)端電纜線的數(shù)量會(huì)大量增加成本，很難被市場(chǎng)接受。采用三分片的210組件輸出電流，與市場(chǎng)其他主流組件輸出電流相比，增幅可以控制在15%左右，即單面實(shí)際最大輸出電流低于12A。(見圖1)當(dāng)前，市場(chǎng)主流逆變器的安全輸入電流需控制在15A以內(nèi)。因此，210三分片組件的輸出電流完全控制在現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)之內(nèi)。逆變器不用重新設(shè)計(jì)與制造，210三分片組件可以直接應(yīng)用于現(xiàn)有光伏系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。

一線逆變器廠商對(duì)天合210組件做出評(píng)估：采用天合210組件雖逆變器DC電流有提升，但仍在最大電流范圍內(nèi)，根據(jù)仿真可以發(fā)現(xiàn)，逆變器DC無(wú)限發(fā)。

如何最大化組件輸出功率，同時(shí)合理優(yōu)化成本?

210mm電池，若使用5BB，電流在電池中橫向流動(dòng)的電阻損耗和互聯(lián)條電阻損耗損耗將大幅增加，若采用多主柵設(shè)計(jì)，就會(huì)明顯縮短電流傳輸至主柵線的路徑，電池的整體電阻值降低且分布更加均勻，組件層面在每根互聯(lián)條焊帶上流過(guò)的電流也會(huì)相應(yīng)降低，從而減少焊帶上的阻抗損失。其次，多主柵擁有更多的電流搜集路徑，使得組件的抗隱裂能力顯著增強(qiáng)。此外，從光學(xué)方面，多主柵技術(shù)采用圓形焊帶，在焊帶遮擋區(qū)域各個(gè)角度下的光學(xué)利用率均達(dá)到75%左右，使得210組件在實(shí)現(xiàn)高功率的同時(shí)，能夠獲得更高的單瓦實(shí)際發(fā)電能力，進(jìn)一步降低度電成本。

過(guò)去一段時(shí)間，天合光能針對(duì)不同主柵數(shù)量結(jié)合主流規(guī)格圓形焊帶、不同分片數(shù)量進(jìn)行了功率模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)采用50片210mmPERC單晶電池組件，仿真結(jié)果證實(shí)二分片切半方案由于串阻提升，限制了210的輸出功率，對(duì)于210來(lái)說(shuō)并非最佳選擇。同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)四分片和五分片的功率相對(duì)三分片略有提升(見圖2)，但是三分片較四分片、五分片切割次數(shù)更少，可以有效降低切割帶來(lái)的隱裂風(fēng)險(xiǎn)。且隨著分片數(shù)量的增加，組件相關(guān)制造難度也大大提高，對(duì)產(chǎn)品良率也產(chǎn)生較大影響。所以，天合光能認(rèn)為，210采用三分片結(jié)合多主柵(9BB~14BB)可以獲得更高的功率輸出，產(chǎn)品良率也能得到控制。

圖2 不同切片及柵線方案的功率預(yù)測(cè)圖

三分片還有一個(gè)可靠性上面的好處，較166組件而言，電池片的內(nèi)部應(yīng)力最大點(diǎn)出現(xiàn)在組件中部的電池片上，由于三分以后的縱向電池片寬度(70mm)較166的二分片(83mm)尺寸還小，因此因組件擾度變形導(dǎo)致的隱裂幾率還會(huì)更少。

如何把尺寸控制在合理的范圍內(nèi)，提高組件效率?

據(jù)了解，天合光能認(rèn)為210三分片組件在采用5×10版型設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用密排、小間距的技術(shù)讓組件的尺寸大小與166半片72版型相差不大，長(zhǎng)度上只增加了一個(gè)雞蛋的高度，寬度上只增加了一個(gè)雞蛋的寬度(見圖3)。這樣的尺寸設(shè)計(jì)，顯著提升了組件效率，同時(shí)可以避免增加物流成本，便于運(yùn)輸與工人安裝。

圖3 166組件(前)與210組件(后)尺寸對(duì)比圖

結(jié)合以上分析來(lái)看，在組件端，通過(guò)“三分片”+“多主柵”+“小間距”多種技術(shù)優(yōu)化之后，210組件的電參數(shù)在實(shí)現(xiàn)了500瓦以上高功率的同時(shí)，能與現(xiàn)有逆變器及系統(tǒng)集成匹配、尺寸上控制得當(dāng)方便物流與安裝、同時(shí)保證了組件的可靠性。這使得210mm硅片的應(yīng)用前景更加明朗。

天合光能在組件技術(shù)方面一直處于領(lǐng)先位置，從率先推廣雙玻組件、1500V組件、雙面組件、MBB組件、氣候型組件到這次的210組件，一直都在引領(lǐng)行業(yè)的組件技術(shù)。特別是這次三分片+MBB技術(shù)幾乎體現(xiàn)了天合在雙玻、MBB和創(chuàng)新型三分片的優(yōu)勢(shì)技術(shù)疊加能力，在未來(lái)一年的平價(jià)戰(zhàn)役中值得期待。目前太陽(yáng)能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。