高效MBB组件设计优化及性能研究-邓士锋-阿特斯.pdf

汇报人邓士锋 2018/11/10 CSIQ NASDAQ 高效 MBB组件设计优 化及性能研究 2 Canadian Solar Inc. 目录 为什么选择 MBB产品 CSI半片 MBB产品系列有哪些 半 片 MBB为什么采用 9栅线 CSI半片 MBB优势有哪些 3 Canadian Solar Inc. 2010年 2010年 2013年 2015年 2018年 CSI组件 主栅变更历程 2BB 3BB 5BB 4BB 4 Canadian Solar Inc. MBB多栅技术 内在 优势 成本降低 主栅越多，细栅可以更细更薄，节省银浆 30 电阻降低 主 栅越多，电流汇集路径越短，电损降低 典型的 MBB电池 副栅 更多更细的主栅 典型的 MBB电池互联 更多更细的互联焊带 半片划片机 MBB焊接机 外在条件 设备成熟 半 片划片机和 MBB焊接 机设备技术已 成熟 高兼容性 单晶 多晶，单玻 双玻，整片 半片，单面 双面 5 Canadian Solar Inc. 目录 为什么选择 MBB产品 CSI半片 MBB产品系列有哪些 半 片 MBB为什么采用 9栅线 CSI半片 MBB优势有哪些 6 Canadian Solar Inc. 模拟输入条件 铜丝反射 根据光学理论计算， 61.8的 光线照射到铜丝上后会被电池片二次吸收，考虑 到铜丝表面焊锡丝的非镜面反射，铜丝上的二次光学利用率设定为 35 铜丝直径 考虑到铜丝对 EVA的影响，实际的铜丝直径上限设定为 0.35mm 注 R1-tanθ/21-tan20.961.8 θ θ/2 θ/2 玻璃 n21.5 空气 n11.0 圆形焊带 θ 玻璃 空气 常规焊带 漫反射 n2 n1 光学利用率 10 光学利用率 61.8 镜面 反射 半片 MBB优化设计 7 Canadian Solar Inc. *圆形焊带线径 0.35mm， finger高度 15um 随着副栅数量增加，组件功率增加先增加后减少 Finger 数量达到 110根时，功率趋于平稳 finger数量优化 292 294 296 298 300 302 304 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Pm ax （ W ） 副栅数量 finger数量优化 6BB 7BB 8BB 9BB 12BB 15BB 18BB 8 Canadian Solar Inc. *finger数量 110根， finger高度 15um 随着焊带直径的增加，组件功率先增加后降低的趋势，主栅数越多， Pmax拐点越早 焊带直径为 0.35mm时， 高 功率组件 Pmax趋于平稳 焊带直径优化 292 294 296 298 300 302 304 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 Pm ax （ W ） 焊带直径（ mm） 焊带直径优化 6BB 7BB 8BB 9BB 12BB 15BB 18BB 9 Canadian Solar Inc. 5BB整片 5BB半片 6BB半片 7BB半片 8BB半片 9BB半片 12BB半片 15BB半片 18BB半片 ribbon wire Pmax 289.81 297.81 301.39 301.92 302.13 302.15 301.59 300.70 299.81 增益 0.00 2.76 4.00 4.18 4.25 4.26 4.06 3.76 3.45 焊带宽度 /直径 0.90 0.90 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.30 0.26 289.81 297.81 301.39 301.92 302.13 302.15 301.59 300.70 299.81 2.0 3.0 4.0 5.0 280 285 290 295 300 305 Pm ax （ W ） 主栅数量优化 结合焊带实际宽度及铜丝直径 ，半片 9BB功率增益 4.26 *5BB使用扁形焊带， MBB圆形焊带线径上限 0.35mm 主栅数量优化 10 Canadian Solar Inc. 输入参数 模拟结果  功率增益 9BB-3K版型较 5BB-6K增益 4.26 参数 5BB-6K 5BB-3K 9BB-3K 电池片长度 156.75 mm156.75 mm 156.75 mm78.375 mm 156.75 mm156.75 mm 副栅数量 108 108 108 副栅遮光的宽度 43 um 43 um 43 um 副栅的高度 15 um 15 um 15 um 主栅数量 5 5 9 主栅宽度 0.64 mm 0.64 mm 0.20 mm 主栅厚度 13um 13um 13 um 焊盘个数 / / 180 焊盘长度 / / 1mm 焊盘宽度 / / 0.7 mm 焊盘高度 / / 12 um 焊带规格 0.9mm0.22 mm 0.9mm0.22 mm 0.35 mm 焊带反射率 10 10 35 版型 电性能 增益 Pmax Voc Isc FF Rs Pmax Voc Isc FF 5BB-6K 289.81 38.956 9.66 77.03 0.2503 5BB-3K 297.81 38.952 9.684 78.95 0.1638 2.76 -0.01 0.28 2.49 9BB-3K 302.15 38.972 9.78 79.25 0.1491 4.26 0.04 1.30 2.88 电性能模拟分析 11 Canadian Solar Inc. 初步结论 模拟值较实验 数据基本吻合； 主要体现在 Isc（光学增益）， FF（电学增益） 模拟 vs. 实验 12 Canadian Solar Inc. 目录 为什么选择 MBB产品 CSI半片 MBB产品系列有哪些 半 片 MBB为什么采用 9栅线 CSI半片 MBB优势有哪些 13 Canadian Solar Inc. 酷系列高效组件 CS3K 单晶功率 320W 多晶功率 310W CS3U 单晶功率 380W 多晶功率 370W 低电池连接耗损 低 组件标称工作温度（ 423℃ ） 低温度系数（ Pmax） -0.37/ ℃ 降低阴影遮挡影响 多晶 单晶 14 Canadian Solar Inc. 酷系列 KuMBB 6. 二极管温度更低 2. 晴热天气多 1的功 率输出 5.减少 50的最大隐裂损失 1. 更多的发电功率 功率提升 15W 3. 抗遮挡，更高发电 功率 4. 热斑温度降低 2030℃ 酷系列高效组件六大优势 15 Canadian Solar Inc. 酷双面组件 酷 双面 正面 酷双面背面 CS3U双面 正面最高功率单晶 375W 多晶 365W 正面最高效率 单晶 18.8 多晶 18.3 CS3K双面 正面最高功率单晶 315W 多晶 305W 正面最高效率 单晶 18.8 多晶 18.2 双面发电，背面发电增益 530 低组件标称工作温度（ 423℃ ） 低温度系数（ Pmax） -0.37/ ℃ 降低阴影遮挡影响 16 Canadian Solar Inc. 酷双面 BiKu 6. 融雪功能 特殊特性应用于多雪区域 2.更低热斑 风险， 降 低热斑温度近 20℃ 5.安装多样性（垂直） 可应用于隔离带 ,围墙等 1. 生命周期内更多的发电量 双面 发电 增益 530 3. 30年线性功率质保 4. 降低度电成本 酷双面组件六大优势 17 Canadian Solar Inc. HiKu高效组件 更低的工作温度和更好的温度系数 更强的发电性能 抗阴影遮挡能力更强 进一步降低系统成本和平准化度电成本 CS3W-P 最高功率 405W CS3L-P 最高功率 335W CS3L 120版型 CS3W 144版型 18 Canadian Solar Inc. 霹雳波 HiKu 6. 更 高的发电量 低 NMOT 低 温度系数 抗 阴影遮挡能力更强 2.更强的抗隐裂能力 5. 2.7 系统成本降低 节省人工、支架和直流线缆的成本 1.超越单晶组件功率 3.低热斑风险 热斑温度相比常规 低 50度 4. 4.5 LCOE降低 HiKu高效 组件六大优势 19 Canadian Solar Inc. 目录 为什么选择 MBB产品 CSI半片 MBB产品系列有哪些 半 片 MBB为什么采用 9栅线 CSI半片 MBB优势有哪些 20 Canadian Solar Inc. 1 组件效率最高可达 18.66， 组件功率最高达 370W（ 72 pcs 多晶） 9栅线设计，低裂片影响 通过 3倍 IEC标准测试 半片结构，低热斑风险 高发电量 半片 MBB高效高可靠性研究 2 3 4 5 21 Canadian Solar Inc. 功率增益 4.0， 组件最高功率可达 370W 光学增益 圆形焊带，可以增加光线的再次利用 率 ， 同时 ，提升组件的 IAM性能 电学增益 更 密集焊带进行互联，减少电流在细 栅上的能耗 Ribbon Wire 常规产品 MBB 产品 玻璃 光伏组件 二次反射 一、高功率 22 Canadian Solar Inc. 二、低裂片影响 多主栅技术，发生裂片时，失效区 域比常规小 MBB 5BB 半片连接，隐 裂被限制在更 小的区域，风险 面积比整片 可 降低 50 整片 半片 23 Canadian Solar Inc. 𝑷 ≈ 𝟏/𝟑𝑷 热斑点 组件 𝑷 ≈ 𝟏/𝟔𝑷 热斑点 组件 常规组件 半片 MBB组件 热斑温度降低 30C 三、低热斑风险 24 Canadian Solar Inc. a 常规组件 c 酷组件（等效） b 酷组件 模拟条件 1000W/m2辐照，环境温度 25℃， 组件 正面和背面的 对流换热系数为 10W/m2℃（通风 良好） 结论 酷组件散热效果更好（有效热量密度低） 酷组件较常规组件热斑温度降低 27℃ x z y 三、低热斑风险 25 Canadian Solar Inc. 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 101.00 Initial TC100 TC200 TC300 TC400 TC500 TC600 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 101.00 Initial TC100 TC200 TC300 TC400 TC500 TC600 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 101.00 Initial TC100 TC200 TC300 TC400 TC500 TC600 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 101.00 Initial TC100 TC200 TC300 TC400 TC500 TC600 Control 1 2 3 4 5 6 7 8  TC600后功率衰减 1.5， EL无明显变化 Pmax Voc Isc FF 四、 TC600后功率衰减 26 Canadian Solar Inc. TC200 TC400 TC600  TC600后 EL无明显变化 四、 TC600后 EL 27 Canadian Solar Inc.  TC600后反向电流测试，无明显温度异常点 反向电流测试条件 20.3A， 30mins 1 2 3 4 5 6 7 8 四、 TC600后红外 28 Canadian Solar Inc.  静载后功率无衰减， EL无明显异常  载荷条件 长边安装，压块长度 40mm，导轨宽度 40mm，压块中心距离边缘 490mm， IEC61215老标 准， 3个循环，第三个循环正面 5400Pa 98.00 99.00 100.00 101.00 Initial ML Control 1 History 98.00 99.00 100.00 101.00 Initial ML 98.00 99.00 100.00 101.00 Initial ML 98.00 99.00 100.00 101.00 Initial ML Pmax Voc Isc FF 四、静载后功率 29 Canadian Solar Inc.  EL无明显异常 四、静载后 EL 30 Canadian Solar Inc. 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 101.00 initial DML TC50 HF10 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 101.00 initial DML TC50 HF10 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 101.00 initial DML TC50 HF10 99.99 99.07 98.51 95.00 96.00 97.00 98.00 99.00 100.00 101.00 initial DML TC50 HF10 control 1 2 3 history  动载序列后功率衰减 1.5， EL无明显异常 载荷条件 1， 2四点安装， 1500Pa， 1000cycles 载荷条件 3 ATI安装， 1500Pa， 1000cycles Pmax Voc Isc FF 四、 动载 TC50HF10后功率