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182、210硅片各领风骚 谁主沉浮?

   日期:2020-07-02     来源:光伏新闻 作者:吕东    浏览:3917    评论:0    
为了降低光伏电站度电成本,光伏企业一直在致力于降低硅料、硅片、电池、组件生产成本,提高电池效率与组件功率。在提高组件功率这一环节,除了提高电池效率、组件技术外,还有一个简单粗暴的方法,就是提高硅片面积,因此这一两年来,硅片尺寸越做越大,从之前的156到现在的182、210,那这两种规格的硅片谁最具备竞争力呢?

一、硅片为何越做越大

随着技术进步,单晶硅片尺寸是在不断变大的。2012年以前,单晶硅片尺寸主要为边距156mm和125mm两种类型。2013年底,隆基、中环等五个主要厂家牵头统一了标准为156.75mm的硅片尺寸。

2018年5月27日,在由光伏新闻和保利协鑫联合主办的第二届硅晶体生长技术交流会上,保利协鑫CTO万跃鹏博士就指出,大尺寸硅片是硅片企业未来的一个发展方向,但需要产业链通力合作。


而今隆基、中环分别推出166mm、182和210mm尺寸的大硅片。究其原因,即是硅片尺寸的不断变大可为下游各环节带来诸多方面的降本增效,大硅片降本主要来源于“通量”及“面积周长增幅不一致”带来的降本效应。

“通量”带来的降本效应即是指硅片变大后产能增加,而相应的设备、人力等无需增加带来的降本效应。在电池环节,电池产线生产速率以片计算,当硅片面积变大后,电池产能相应增加,带来人工、折旧、三项费用等的摊薄,M12相比M2电池可节约0.08元/W,降幅25.6%。组件环节类似,产能增加带来人工折旧的摊薄。

“面积周长增幅不一致”带来的降本效应主要体现在组件端及终端电站,即硅片和组件尺寸变大后,边框、焊带等的用量相应增加,但增幅小于尺寸面积增幅,而由此可带来每瓦成本的节省。该效应主要体现在组件端的边框、焊带,以及终端电站的支架等。

大硅片还可带来组件端的效率增加。由于采用更大的硅片及电池,使得电池占组件面积增加,进而在电池片效率相同的情况下,提高组件功率。根据测算,在电池效率相同的情况下,M12硅片相比M2硅片在组件效率上可提升0.7%。

二、182、210硅片的优劣

166硅片充分照顾了2019年之前的硅片、电池、组件老产能的兼容能力,硅片、电池、组件改造成本最低,可以说166对老产能来说是最优的硅片尺寸,最容易大量推广。对于新产能则可以利用更大的硅片进一步降低成本,目前存在182mm与210mm两种路线

1、182硅片的优劣

近日,隆基联合六家光伏企业倡议发布182mm×182mm硅片标准,他们称之为M10。他们倡议将182mm×182mm硅片尺寸作为研发下一代硅片、电池、组件产品的标准尺寸,以推动整个行业建立基于统一标准的供应链体系,实现装备制造体系和客户应用体系的标准化,推动整个行业的良性发展。

晶科则认为,应该有几个考量维度:第一、版型设计的可行性,上下游包括电池片环节、玻璃背板等辅材、逆变器和支架的匹配、集中箱运输、上下料的复杂度、人员安装的人体工学和安全、安装和维护的便利性等;第二、组件功率和组件效率,既要迁就包装尺寸、也要保证高功率,同时减少封装损失,提高组件有效发电面积,提高能量密度,从能塞进集装箱的最优尺寸倒推硅片尺寸;第三、该规格采纳企业越多,规模成本越低,上下游协同性越强。基于这三个关键点,182mm无疑是目前最理想的硅片尺寸标准和组件尺寸标准。因为它功率可观、运输可行、成本可控、且应者云集。

182硅片在一定程度上照顾了硅片、电池、组件产线的兼容能力,降本增效的能力比166硅片强。对组件企业来说,相对210而言,182尺寸的硅片、电池在市场上容易购买,如果不好买210尺寸的电池片,需要溢价才能买得到,对组件企业来说,就没意义了。为什么210的硅片、电池片不好买,小编获悉,2019年之前的单晶炉的副室尺寸不够大,切210硅片的单晶硅棒无法通过副室进入上炉筒,而切182硅片的单晶硅棒可以通过。

2、210硅片的优劣

210硅片降本增效能力最强,比较适合想弯道超车的新建硅片、电池、组件企业,但是在实际生产运输过程中会碰到很多的问题:

1、热斑、切片损失、裂片、支架及逆变器兼容等问题;

2、运输问题:如下图2所示,集装箱宽2.35米,高2.58米,根据集装箱高度为2580mm的边界条件,我们可以推算出组件的宽度:2580(集装箱门高)—100(装卸余量)—(105+105)(两个托盘的高度与包装)=1180+1180。因此,集装箱决定了组件的宽度最多只能有1180mm。而宽度为1180mm的组件要是装六列电池片,电池片的宽度不能超过190。因此,天合发布的210量产组件规格才选用五列、三分片封装,把宽度控制在了1.1米以内。但这又有新的问题,按照组件电路设计,最优的封装方式必是偶数列,奇数的封装方式就必须增加一条“跳线”以凑成偶数形式,这一条“跳线”是有成本的,会使得玻璃、EVA、背板整体增宽1.2cm,并且额外多消耗一条总长2米的汇流条(因跳线,奇数列的210组件每块毛估估要额外增加6元左右的成本),另一个小问题是三分片的封装问题,电池片一切为三,中间的那一片电池两边都有切割损伤,无论怎样封装,似乎都会有漏电风险。210是可以在制造环节带来些“通量价值”,但因硅片过大带来的封装难题又会把相关价值反噬掉很多。
图2、集装箱示意图
 
图3、包装后组件与托盘示意图
 
图4、货柜运输组件示意图

综上所述,182、210三种规格的硅片各领风骚,未来谁能一统硅片江湖未有定数。从各种信息来看,166的出现更多的是考虑产品在系统端的价值,即提高组件功率与电流,即提高串功率以降低BOS成本,在166基础上做182刚好达到集装箱容许的极限,电流可与15A逆变器相匹配,BOS成本比210节省2.5分/W以上(固定支架),如使用跟踪支架BOS成本节省可达5分/W以上。行业上下游生态系统更应该看组件尺寸,再由组件尺寸决定硅片尺寸,这才是一个合理的逻辑,我们真正需要的不是大硅片,而是大组件。

 
 
标签: 硅片 成本 企业

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