隆基清潔能源唐曉棠：光伏組件選型需理性，避免超大尺寸“迷信”
光伏電站的組件選型需要綜合考慮使用安全性、供應(yīng)鏈配套、應(yīng)用場景等因素，光伏行業(yè)迷信超大尺寸之風(fēng)需正本清源。
（文丨惜文）
延安黃龍縣，陜北黃土高原上的一顆“綠色明珠”，因其高達(dá)87%的森林覆蓋率，又被譽(yù)為“陜西一葉肺”。
2020年，隆基清潔能源與黃龍縣簽訂了1.5GW光伏平價(jià)上網(wǎng)示范基地項(xiàng)目。在這片多為山陵的土地上，光伏電站開始快速“生長”，日益與當(dāng)?shù)匕蝗坏木G意交相輝映。
在黃龍項(xiàng)目中，182組件的身影比比皆是。對于這款大尺寸組件在項(xiàng)目中的落地情況，隆基清潔能源資深專家唐曉棠捻熟于胸。
他介紹道：“在設(shè)計(jì)方面，182組件能夠充分兼容上一代組件產(chǎn)品的成熟方案。在采購方面，我們直接選用逆變器、匯流箱、線纜的主流產(chǎn)品，無需下游廠商研發(fā)新品，有效縮短了電站設(shè)備采購及建設(shè)的時(shí)間。在工程方面，182組件在降低BOS成本的同時(shí)，其施工效率可與上一代組件產(chǎn)品持平。”
在肯定了182組件的實(shí)際表現(xiàn)后，唐曉棠指著黃龍項(xiàng)目崎嶇漫長且盡是遮擋的山路說道：“以后平整的土地會(huì)越來越少，大部分項(xiàng)目都要建在山地上。182組件基本是兩人工作組能夠便利安裝的極限，尺寸若再大就有危險(xiǎn)了。因此在做產(chǎn)品選型時(shí)，一定不能迷信超大尺寸概念。”
行業(yè)對超大尺寸“迷信”漸成風(fēng)
唐曉棠所言的“迷信”并非空穴來風(fēng)。
近年來，光伏行業(yè)的激烈競爭使制造商們紛紛在組件尺寸上做文章。2019年，光伏行業(yè)將電池規(guī)格由邊長156.75mm增加到166mm，使組件尺寸整體提升了10%，從而帶來了明顯的功率上升與成本下降效果，取得了良好的市場反響。
隆基清潔能源唐曉棠：光伏組件選型需理性，避免超大尺寸“迷信”
自此，部分業(yè)內(nèi)人士開始將尺寸與收益盲目結(jié)合到一起，在不考慮組件尺寸與物流、人工、配套、回報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)等方面極限平衡的情況下，單純認(rèn)為組件越大越好，甚至喊出要做700W、800W的超大尺寸組件，可見行業(yè)對尺寸的“迷信”之重。
但組件尺寸的增大與業(yè)主的投資收益之間存在著許多限制條件，超大尺寸組件帶給業(yè)主的僅是“皇帝新衣”般的美好幻想。
對此，光伏電站系統(tǒng)資深專家唐曉棠頗具發(fā)言權(quán)。
早在隆基182組件定型之前，唐曉棠就率領(lǐng)隆基清潔能源團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了電站收益評估系統(tǒng)和自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具兩款軟件，用以幫助科研人員分析組件尺寸與電站實(shí)際效益之間的極限平衡。
唐曉棠團(tuán)隊(duì)在世界范圍內(nèi)選擇了100多個(gè)地點(diǎn)，對多種規(guī)格及尺寸的組件進(jìn)行了BOS成本測算，最終得出一個(gè)結(jié)論——182是組件尺寸與各類限制條件之間的平衡點(diǎn)，一旦超過這個(gè)尺寸，業(yè)主就將付出額外的成本。
全產(chǎn)業(yè)鏈配套的成本最低方案
唐曉棠的結(jié)論在投資成本與收益對比方面具有直接體現(xiàn)。
據(jù)唐曉棠介紹，目前182尺寸組件與現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)鏈上下游完全兼容，主流產(chǎn)品拿來即用，而超大尺寸、超大電流的組件在電氣設(shè)備兼容性方面還需相關(guān)廠商迭代研發(fā)新型產(chǎn)品以做適配，供應(yīng)鏈、產(chǎn)能等環(huán)節(jié)均受到較大制約，這將直接增加業(yè)主的設(shè)備成本。
值得一提的是，眼下有些逆變器產(chǎn)品宣稱可以適配所有超大尺寸組件。但唐曉棠團(tuán)隊(duì)經(jīng)實(shí)地研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)超大尺寸組件處于青海、新疆等高輻照地區(qū)，在北方的雪地或鋪設(shè)了反光膜的環(huán)境中，其電流最高可達(dá)25A，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過逆變器能夠承受的20A的標(biāo)準(zhǔn)，這將造成逆變器壽命的大幅縮短及發(fā)電量損失。
在線纜成本上，超大尺寸組件在表面上可以減少光伏線纜的用量，從而節(jié)省成本，但其正常情況下的電流已造成線纜損耗過高，明顯高于線纜用量節(jié)省的成本。據(jù)唐曉棠團(tuán)隊(duì)測算，使用超大尺寸組件每節(jié)省3厘線纜成本，會(huì)損失價(jià)值8厘的發(fā)電量，而182組件則處于線纜綜合成本的最優(yōu)點(diǎn)。
在支架成本上，當(dāng)組件轉(zhuǎn)化效率相當(dāng)、單體支架的承載面積相當(dāng)?shù)那闆r下，增加單塊組件的面積，支架和樁基成本并不會(huì)有明顯的下降趨勢，因此當(dāng)前超大尺寸組件不會(huì)比182組件更具支架成本優(yōu)勢。另一方面，超大尺寸組件的載荷能力更弱，應(yīng)用于風(fēng)壓或雪壓較大的區(qū)域時(shí)，存在較大失效風(fēng)險(xiǎn)。
隆基清潔能源唐曉棠：光伏組件選型需理性，避免超大尺寸“迷信”
此外還有人工成本。超大尺寸組件的規(guī)格遠(yuǎn)超182組件2.6㎡、33kg的極限標(biāo)準(zhǔn)，給搬運(yùn)和安裝都帶來了明顯障礙，導(dǎo)致人力成本增加。
正是經(jīng)過這些嚴(yán)謹(jǐn)周密的研究和測算，隆基清潔能源才將182組件放心的投入“實(shí)戰(zhàn)”，在全國各處遍地開花。經(jīng)過在各個(gè)應(yīng)用環(huán)境下的實(shí)證測試和不同客戶多樣化的需求考驗(yàn)，隆基的182系列組件產(chǎn)品發(fā)電表現(xiàn)優(yōu)異，受到廣泛認(rèn)可。
敲響全生命周期風(fēng)險(xiǎn)警鐘
與投資成本一樣，維持電站穩(wěn)健的發(fā)電同樣是行業(yè)關(guān)切的重點(diǎn)。精明的業(yè)主在做產(chǎn)品選型時(shí)，一定會(huì)將收益與風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)進(jìn)行考量。
光伏電站的生命周期一般在25年以上，在如此漫長的時(shí)間里，超大尺寸組件是否有成熟的實(shí)證經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)其可靠性還猶未可知。
據(jù)唐曉棠介紹，在運(yùn)輸方面，182組件可以延續(xù)現(xiàn)有的集裝箱運(yùn)輸方式，而超大尺寸組件則要對集裝箱運(yùn)輸方式進(jìn)行調(diào)整。
目前超大尺寸組件策劃的包裝方式為豎立包裝進(jìn)入集裝箱，該方法是把組件短邊做為底邊，將組件豎向放置。“如果這種方式成熟的話，光伏行業(yè)早就用了。”唐曉棠表示：“該方式相比于常規(guī)運(yùn)輸方式來講，更容易對組件造成損傷，同時(shí)現(xiàn)場拆包裝的難度、拆包裝后組件碼放的安全風(fēng)險(xiǎn)均明顯增加。”
“值得關(guān)注的，還有超大電流帶來的系統(tǒng)電氣安全性問題。”唐曉棠說道。
基于當(dāng)前量產(chǎn)21%的組件效率，182組件的最大輸出電流為13.04A，在疊加背面增益后，溫升尚且合理。而當(dāng)下超大尺寸組件的最大輸出電流普遍在17.34A，過大的組串直流電流會(huì)對接線盒、逆變器等關(guān)鍵元器件帶來更高的熱效應(yīng)，從而增加直流端故障的可能性。
與此同時(shí)，一旦組件出現(xiàn)了熱斑效應(yīng)，超大尺寸組件過高的電流所帶來的溫升將再次強(qiáng)化熱斑，使旁路二極管更易被熱擊穿，以至組件燒毀，令電站起火風(fēng)險(xiǎn)明顯增加。
從投資回報(bào)到全生命周期安全，組件尺寸的增長并非沒有限制，超出極限范圍后，預(yù)想中的效益只會(huì)適得其反。
“隆基是明確反對超大尺寸這一發(fā)展方向的。”唐曉棠說道：“不顧風(fēng)險(xiǎn)先喊出來，做做試試的產(chǎn)品思路應(yīng)該被擯棄。對于正在進(jìn)行產(chǎn)品選型的終端用戶來說，破除行業(yè)迷信，進(jìn)行全面思考，是當(dāng)務(wù)之急。”
