超大电流组件如何看待？

WWW.JASOLAR.COM.CN 如 何 看 待 超 大 电 流 组 件 带 来 的 影 响晶澳太阳能科技股份有限公司郭逦达2021.6 上海 WWW.JASOLAR.COM.CN 目录CONTENTS大电流组件的诞生01 大电流组件带来的影响及风险02 最合理的组件设计及未来方向03 Part 1大电流组件的诞生 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 4 组件功率增长趋势电池辅材优化等 高方阻+密栅 PERCPERC MBB+半片 M6 M10PERC SE 电池效率的持续提高2009年17%2020年23%PERC技术实现大规模量产应用组件版型，辅材优化辅材优化：高透镀膜玻璃、加厚超软焊带、高透EVA等。版型优化(效率）：叠瓦、叠焊等 硅片尺寸的增大125156158.75  166  182 & 210 mm晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 5 大电流组件A：大电流组件Isc ~13.5 AImp~12.9 A B：超大电流组件Isc ~18.5 AImp~17.3 A晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 6 大电流组件的优势在一定范围内，硅片的增大、组件电流增大表现出一定的优势降低硅片、电池的单瓦成本 降低组件生产成本降低BOS成本 降低LCOE晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 7 大电流组件可能存在的风险当电流增大到一定值，风险和隐患就可能超过增益 生产环节：产品良率会因生产难度的加大而降低，从而影响产品质量、生产成本等 发电收益：大电流带来更高的热损功率、工作温度，更高的直流线损  降低系统端发电收益 电气安全：接线盒、线缆载流能力  系统端硬件匹配：如逆变器、汇流箱等 …… 晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 Part 2大电流组件带来的影响及风险 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 2.1 生产与质量风险 182 超大电流电池良率98.5%组件良率99.5% 电池良率97%~98%组件良率98.5% 另外，电池到组件制程中，超大电流组件的CTM比182组件低约0.5%以10GW出货量为例，0.5%的CTM差距，将给企业造成约8000万元销售额损失（基于PVInfolink本周组件价格）晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 10 直流线损2.2 大电流对发电量的影响100MW项目182组件和超大电流组件B的线损对比 方案1：大电流组件182-72-540W（Impp=12.97A）29块一串，单位矩阵240串，共27个矩阵，总装机量101.48MW； STC条件下，超大电流组件方案比182组件方案直流侧线损高约0.2%应用环境下，辐照度整体小于STC条件，乘以辐照度影响系数70%后，仍保留着约0.14%的线损差值 方案2：超大电流组件B-55-545W（Impp=17.24A）38块一串，单位矩阵182串，共27个矩阵，总装机量101.77MW； 项目地迪拜，采用固定支架，竖排，2*N方式安装（N为组串数量）182-72-540W 线缆规格(mm²) 总线长（米） 线缆电压降(V) 线缆电压降百分比 总线损(W) 总线缆线损百分比光伏电缆 4 15009 3.6 0.30% 14643 0.39%汇流箱电缆 185 2709 10.4 0.86% 36964 0.98%总直流线损百分比 1.37%辐照度影响系数 70% 0.96%B-55-545W 线缆规格(mm²) 总线长（米） 线缆电压降(V) 线缆电压降百分比 总线损(W) 总线缆线损百分比光伏电缆 4 10069 4.9 0.40% 17356 0.46%汇流箱电缆 185 2709 11.1 0.92% 41797 1.11%总直流线损百分比 1.57%辐照度影响系数 70% 1.10%晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 11 组件热损功率2.2 大电流对发电量的影响热损功率计算 细栅主栅发热不明显，差距很小 焊带上的发热占据绝对地位 182组件比超大电流组件B的热损功率占比低0.53%以3G规模项目为例，每年超大电流组件将比182组件多损耗2000万度电 半片电池组件 182-72-545W B-55-545W半片电池主细栅发热功率W 0.0025 0.0041 组件主细栅发热功率W 0.37 0.45 组件焊带发热功率W 7.00 9.81 总发热功率W 7.37 10.26 热损功率占比 1.35% 1.88%两款组件上在细栅、主栅和焊带上的发热功率计算晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 12 组件热损功率2.2 大电流对发电量的影响 ISC 18.5A ISC 13.5A ISC 12A辐照度数据：2020-08-03，江苏，扬州大电流组件户外电阻损耗明显高于低电流组件电能转换为热能，组件工作温度提升，降低PR 第三方实证数据显示，相对超大电流组件，晶澳182组件单瓦发电性能高出1.5%以上，LCOE明显更优不能一味追求低电压高电流，而应该综合系统情况确定合理的电参！组件设计选型不能仅考虑BOS节省，更要考虑最终的LCOE ！晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 13 发电量及LCOE测算2.2 大电流对发电量的影响 单瓦年发电量单瓦：度每年每W组件发电量LCOE单瓦：元/度1.828度 结果对比发电量 182组件较超大电流组件B高1.8%LCOE182组件较超大电流组件B低0.3-0.5分/度1.862度 1.862度 1.828度0.191元/度 0.190元/度 0.194元/度 0.195元/度晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 14 户外实证数据2.2 大电流对发电量的影响TÜV北德银川实证电站为充分研究不同组件的发电性能与工作温度差异，晶澳联合TÜV北德在银川国家光伏实验基地于2021年2月开展了户外实证项目晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 15 户外实证数据2.2 大电流对发电量的影响 高辐照天气下，182组件比超大电流组件平均工作温度低1.7℃左右，最高温差达4-5℃左右 2021年3月4日2021年4月17日 2021年3月21日2021年5月4日晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 16 户外实证数据2.2 大电流对发电量的影响 实证电站初步数据显示，182组件单瓦发电量比超大电流组件高约1.7%数据来源：TÜV北德晶澳-第八届光伏聚合物国际大 会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 接线盒设计选型 接线盒及二极管额定电流设计要求 17 接线盒2.3 电气安全风险 公式2 1+30%×φ 叠加背面辐照及双面系数1.25安全系数Isc × × 公式1 1.3背面电流增益系数1.25安全系数Isc × × 公式3 X辐照增益系数Isc × × 1+30%×φ叠加背面辐照及双面率 辐照增益系数 X：1.2~1.5银川：1100~1200W/m²， 1400W/m²以上辐照也时有发生青海、上海：1200W/m²左右 双面率 φ：通常为70%；N型双面组件可达80~85% 基于： φ =70%，Isc182=13.86A，Isc超大电流组件B=18.35A当前认证接线盒最大额定电流： 20, 25, 30A （TUV南德2021. 3） 组件 辐照增益系数 计算电流（A） 接线盒选型（A） 冗余量182 1.2 20.1 25 24%1.5 25.2 30 19%超大电流组件B 1.2 26.6 30 13%1.5 33.3 30 -10%晶澳-第八届光伏聚合 物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 18 光伏线缆2.3 电气安全风险 光伏线缆的载流能力I参考IEC 62930  组件输出电流Iout=Isc×1.3×(1+0.3×φIsc)Isc182=13.86A Isc超大电流B=18.35A辐照增益系数 双面率场景 线缆 组件 Iout (A) 载流能力I（A） 结果地面电站40℃ 4mm² 182 21.8 41.0 OKB 28.9 41.0 OK屋顶分布式电站1 60℃ 182 21.8 32.0 OKB 28.9 32.0 OK屋顶分布式电站270℃ 182 21.8 26.1 OKB 28.9 26.1 BAD屋顶分布式电站270℃ 6mm² 182 21.8 33.6 OKB 28.9 33.6 OK当分布式彩钢顶温度可能达到70摄氏度时，超大电流组件B的光伏电缆需要选择用6mm²，才能满足要求。否则有可能造成线缆过热和烧毁。晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 19 汇流箱2.4 系统端硬件匹配 大电流组件的接入只对汇流箱的前端输入支路产生影响，而汇流箱的壳体、汇流排、防雷模块和直流 断路器基本不受组件接入电流大小的影响。 超大电流组件接入汇流箱的影响：支路熔断器选型，如熔芯需要重新选型。成本很小，影响不大。光伏直流汇流箱内部构造图 光伏直流汇流箱电路图晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 20 逆变器2.4 系统端硬件匹配 最初，主流组件产品的输出电流短期内急速增大，这对已有较为稳定产品体系的组串逆变器来讲，带来了电流匹配问题。 今年，阳光电源、华为、上能、固德威、锦浪等逆变器企业纷纷开始推出各种适用大电流组件的组串逆变器。 阳光电源SG320HX逆变器 华为SUN2000-196KTL-H3逆变器晶澳-第八届光伏聚合物国际大 会 Part 3最合理的组件设计及未来方向 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 22 当前最合理的组件设计 182mm硅片(M10)是结合系统端的现状，综合考虑到组件的生产、安装、运输、风险、系统配套等各环节实际情况反推出的“最佳规格” Voc:~50V Isc:~13.5A以客户价值为核心，以最低LCOE为考量—DeepBlue 3.0的设计出发点晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 PAGE WWW.JASOLAR.COM.CN 23 未来方向 高 电 压低 电 流 高 电 流低 电 压更高功率更高效率78/182(1/2切片)60/210(1/3切片) 60/210(1/2切片)生产良率 • 热斑与电路输出风险• 机械性能安全风险：IEC61215/61730静态机载 62782动态机载 雪载荷 运输测试• 户外实证表现：不同环境、气候、安装条件、应用场景晶澳-第八届光伏聚合物国际大会 开放务实 立足当前，展望600W+是现在，亦是未来 WWW.JASOLAR.COM.CN