唐山海泰品质总监李纪伟：高效组件技术路线简析

唐山海泰新能科技股份有限公司 李纪伟 2020年 6月 奋当下 尚未来 目录 CONTENTS 高效组件技术路线简析 唐山海泰新能公司简介 光伏行业现状解读 光伏行业现状解读 2019年行业回顾及 2020年行业政策及动态解读 01 2019年，我国新增光伏并网装机容量达到 30.1GW，同比下降 32.0% ，但是新增和累计光伏装机 容量仍继续保持全球第一。截至 2019年底，我国累计光伏并网装机量达到 204.3GW，同比增长 17.1%； 全年光伏发电量 2242.6亿千瓦时，同比增长 26.3%，占我国全年总发电量的 3.1%，同比提高 0.5个百分 点。 单 位 /GW 15.13 34.54 53.06 44.26 30.142.74% 128.29% 53.62% -16.58% -31.99% -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 10 20 30 40 50 60 2015 2016 2017 2018 2019 2015-2019年全 国 光伏新增装机容量 新增量 同比增长 行业现状 单 位 /GW 2016-2019年，全球光伏新增装机容量呈向不断上涨的趋势，其中， 2019年新增装机 容量达到 110GW，其中国际市场新增装机容量超预期，主要是因为 2019年组件价格大幅 下降刺激国际市场，欧洲市场的全面放开以及欠发达国家和地区对电力的需求增加。 51 75 99 104 110 34.21% 47.06% 32.00% 5.05% 5.77% 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.5 0 20 40 60 80 100 120 2015 2016 2017 2018 2019 2015-2019全球光伏新增装机容量 新增量 同比增长 行业现状 单 位 /GW 截止到 2019年底，全球光伏累计装机量达到了 627GW，中国以 204.3GW的规模占据世界第一，据 权威机构预测， 2020年之前全球整体的累积导入量可能达到 700GW. 228 303 402 506 616 28.81% 32.89% 32.67% 25.87% 21.74% 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0 100 200 300 400 500 600 700 2015 2016 2017 2018 2019 2015-2019全球光伏累计装机容量 装机量 同比增长 行业现状 2020年全国光伏发电上网电价表 单位：元 /千瓦时（含税） 资源区 集中式光伏电站上网指导电价 分布式发电度电补贴标准 各资源区所包括的地区 普通电站 村级光伏扶贫 电站 工商业分布式 户用分布式光伏 Ⅰ 类资源区 0.35 0.65 自发自用 余电上网 0.05 ---------- 全额上网 按当地集中式 光伏电站指导 价 0.08 宁夏，青海海西，甘肃嘉峪关、武威、张掖、酒泉、 敦煌、金 昌，新疆哈密、塔城、阿勒泰、克拉玛依， 内蒙古除赤峰、通 辽、兴安盟、呼伦贝尔以外地区 Ⅱ 类资源区 0.40 0.75 北京，天津，黑龙江，吉林，辽宁，四川，云南，内 蒙古赤峰、通辽、兴安盟、呼伦贝尔，河北承德、张 家口、唐山、秦皇 岛，山西大同、朔州、忻州、阳泉， 陕西榆林、延安，青海、 甘肃、新疆除 Ⅰ 类外其他地 区 Ⅲ 类资源区 0.49 0.85 除 Ⅰ 类、 Ⅱ 类资源区以外的其他地区 注： 1、根据 《 关于 2020年光伏发电上网电价政策有关事项的通知 》 ，新增集中式光伏电站上网电价原则上通过市场竞争方式确定，不 得超过所在资源区指导价。 2、纳入 2020年财政补贴规模，采用“自发自用、余量上网”模式的工商业分布式光伏发电项目，全发电量 补贴标准调整为每千瓦时 0.05元；采用“全额上网”模式的工商业分布式光伏发电项目，按所在资源区集中式光伏电站指导价执行。能 源主管部门统一实行市场竞争方式配置的所有工商业分布式项目，市场竞争形成的价格不得超过所在资源区指导价，且补贴标准不得超 过每千瓦时 0.05元。 3、纳入 2020年财政补贴规模的户用分布式光伏全发电量补贴标准调整为每千瓦时 0.08元。符合国家光伏扶贫项目 相关管理规定的村级光伏扶贫电站（含联村电站）的上网电价保持不变。 行业现状 国家发改委近日发文明确从 2020年 1月 1日起，取消标杆电价，燃煤发电标杆上网电价机制将被改为“基 准价 +上下浮动”的市场化价格机制。基准价按当地现行煤电标杆电价确定，在此基础上，电价可以允许 浮动（上浮不超过 10%、下浮不超过 15%），取消煤电标杆上网电价后，进一步下降的煤电价格将加大 可再生能源实现 平价上网 的难度。 未来可期，唯奋当下 行业现状 光伏行业竞争已经进入“战国时代”，除规模效应带来的成本优势外，高效技术路线的选择， 将会更大程度上影响企业发展的命脉，行业技术路线的选择将阶段性呈现“合纵连横”之势，技术 迭代带来的降维式打击将给产能技术落后的小企业带来毁灭性打击。 2020年，第一二季度公布扩产计划统计 -光伏财经 行业现状 高效组件技术路线简析 从成本、增效等方面进行高效组件技术路线的对比02 (四 )：叠瓦组件(一 )：半片组件 (三 )：叠片组件(二 )：板块互联组件 从组件自身的角度来讲，降低组件内部功率损失和提高内部单位面积功率密度及发电能力是组件转换效率提 升的主要优化方向。而电池片效率的提升，不论是效率的提升，还是印刷版图的优化，抑或技术的迭代（如 双面、 PERC+/TOPCON、 HIT等），也无非是为了提升单位面积的功率密度和发电能力方向。 高效组件技术路线 组件技术路线 整片 半片 叠片 叠瓦 板块互联 电池技术路 线 单晶 M 常规 ★ ★ ⚪ ⚪ ★ PERC ★ ★ ⚪ ⚪ ★ PERC+SE ★★ ★★★★ ★★ ★ ★★★★ TOPCON ★ ★ ★ ★ ★ HIT ★ ★ ★ ★ ★ 多晶 P 常规 ★ ★★★★ ⚪ ⚪ ★★★ PERC ★ ★★ ⚪ ⚪ ★ 电池片尺寸 ⚫ 电流传导功率损耗变为原来的 1/9，降低组件功率损失，同时降低组件内部温升和热斑效应，提高组件输出功率 ; i i/3 Ploss = I 2 ✖ R 泰山系列产品技术优势 —组件特征 -1 0.7mm主栅 /0.9mm焊带 0.4mm主栅 /0.6mm焊带 I2 ✖ R ( 1/3 I)2 ✖ R 片间距 2mm片间距-0.5mm—0.5mm 互联条宽度 0.6mm 串间距 0.5mm 互联条宽度 0.9mm 串间距 3mm 序号 优势介绍 1 焊带宽度变窄，电池片表面银栅线宽度减小，从而增加电池片实际发电面积，提高组件功率 2 银栅线宽度减小，银浆用量减少，进一步降低成本 3 电流的降低对连接电池片之间的焊带截面积要求降低，焊带可变的更细更软，同时电池片长度的减小也降低了焊接露白的风险，最终降低焊带用量，减少材料成本 4 搭配超柔焊带，电池片片间距可由原本 2mm最高降低为 0±0.5mm，电池串串间距可由原本 3mm最高降低为 0.5mm电池片排布密度高，提升单片组件功率。 泰山系列产品技术优势 —组件特征 -2 常规组件 板块互联 -Plate Interconnection ◆ 常规组件的“串”电 路设计已经形成组件 高性能发展的瓶颈。 前期所有的电池片类 似串在一根绳子上， 形成首尾串联的单一 通道电路，通道上任 意位置出现异常拥堵 就影响整体通道不流 畅； ◆板块互联是组件的 单元由串升级为板 块。板块互联的设 计有网状经纬连接， 形成平行并联和串 联的电路，对于电 池片始终有第二条 和第三条通道传输 电流，不再是唯一 的路径。出现单一 异常电流时就有分 流的功能； ＋ － 2/3 String length 1/3 String length 泰山系列产品技术优势 —组件特征 -3 ⚫ 汇总一整天各个时间段的数据，泰山多晶组件工作温度相较于常规多晶组件平均低 2℃ ，单瓦发电 效率可提高约 0.6%。 泰山系列产品技术优势 —内蒙古凉城项目实证测试 板块互联组件的性能优势、成本 优势、可靠性评估等 板块互联组件 半片组件的性能优势、成本优势 可靠性评估 半片组件篇 叠片的性能优势、成本优势 可靠性评估 叠片组件 叠瓦组件的性能优势、成本优势、 可靠性评估 叠瓦组件 优势产品简介 3—叠片组件 叠片组件 技术优势： 1、告别电池片间隙，提高组件转化效率 2、 MBB柱状焊带，二次入射带来光通量增益，提高组件发电量； 3、 MBB版图设计，可降低电流传导损失，进而降低组件功率损失； 4、电池片重叠处柱状焊带冲压，降低高差，封装材料易填充，保证可靠性； 优势产品简介 3—叠片组件 板块互联组件的性能优势、成本 优势、可靠性评估等 板块互联组件 半片组件的性能优势、成本优势 可靠性评估 半片组件篇 叠片的性能优势、成本优势 可靠性评估 叠片组件 叠瓦组件的性能优势、成本优势、 可靠性评估 叠瓦组件 叠瓦技术 是一项独特的电池片连接技术，这一技术取代了传统技术中的焊带，同时能在 传统技术的基础上提升电池片间的连接力，保障电池联接的可靠性。最主流的叠瓦专利持有 者包括 sunpower及 solaria。 优势产品简介 4—叠瓦组件 叠瓦组件技术优势： 1、叠瓦结构可以增加有效发电面积，充分利用组件内的间隙，在相同的面积下，可以放置多于常规组 件 13%以上的电池片，提高 25~40W（大小板型差异）；可有效满足领跑者或 超跑技术 要求。 2、由于组件结构的优化，大大减少了组件的线损，大幅度提高了组件的输出功率； 3、保证了组件封装过程中的最小功率损失，有效降低了反向电流对组件产生热斑效应的影响； 叠瓦组件现有劣势： 1、在认知上，也技术锁定效应； 2、在成本上，存在以下几点推广劣势：①颠覆性的产线设计，且同比常规生产线占地布局，产能降级 一半以上 ② 度电成本并未降低 ③ 存在专利保护。 优势产品简介 4—叠瓦组件 水面 5~12% 草地 15~25% 干土地 20~33% 水泥地 20~40% 黄沙地 20~40% 新雪 80~85% +30~35% ◼ 双面组件适用于光伏电站通常的应用场景， 如荒草地、沙地、水泥地、雪地 ◼ 对于屋顶分布式，双面组件可用于平屋顶， 建议对屋顶做高反光处理。不适用于彩钢瓦 屋顶的平铺安装 Russell, Thomas C. R., et al. “The Influence of Spectral Albedo on Bifacial Solar Cells: A Theoretical and Experimental Study.“ 完美嫁接提效技术 —双面电池组件