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2019年眾多光伏企業(yè)開(kāi)始布局高效技術(shù)路線和產(chǎn)能。阿特斯更是在2019年伊始重磅宣布“2019年要和全片電池組件說(shuō)再見(jiàn)，主推半片電池組件！”。
2019年1月24日晚8點(diǎn)，阿特斯通過(guò)官方直播間在線直播《2019年，阿特斯和全片電池組件說(shuō)再見(jiàn)》。直播間邀請(qǐng)到阿特斯集團(tuán)首席技術(shù)官邢國(guó)強(qiáng)博士，阿特斯組件工藝技術(shù)中心高級(jí)總監(jiān)許濤博士，以及阿特斯全球質(zhì)量管理中心高級(jí)總監(jiān)王豐彥三位嘉賓，就2019年行業(yè)以及阿特斯技術(shù)發(fā)展路線做了全面解析。
邢國(guó)強(qiáng)
從P3到P5
多晶的成本，單晶的效率！
阿特斯高級(jí)副總裁、首席技術(shù)官邢國(guó)強(qiáng)博士談阿特斯近年來(lái)技術(shù)發(fā)展路線。
阿特斯既做單晶又做多晶，但是以多晶為主。阿特斯多晶技術(shù)和產(chǎn)品非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。
從2016年開(kāi)始，阿特斯走在了多晶技術(shù)的最前沿。我們相繼推出多晶三代、四代和五代技術(shù)。P3，三代技術(shù)包括了MCCE黑硅技術(shù)加金剛線切片。P4，四代是在三代基礎(chǔ)上疊加了PERC背鈍化以及雙面等，我們正在加緊開(kāi)發(fā)和導(dǎo)入P5技術(shù)，我們P5的目標(biāo)是多晶的成本、單晶的效率。
阿特斯電池技術(shù)更新?lián)Q代的速度可能讓我們很多朋友大跌眼鏡。在三年左右的時(shí)間里，我們淘汰了P2，淘汰了P3。從今年6月份開(kāi)始，阿特斯步入“全PERC”時(shí)代，這恐怕在行業(yè)所有的Tier1公司里最早的了。
組件方面，阿特斯在不到三年的時(shí)間里我們推出了很多系列產(chǎn)品，如酷組件系列和海蒂曼疊瓦系列。在此基礎(chǔ)上我們又疊加了雙面技術(shù)和大尺寸。這些技術(shù)和產(chǎn)品也都是行業(yè)的“領(lǐng)航員”。
許濤
阿特斯雙核酷組件
高發(fā)電功率，低熱斑風(fēng)險(xiǎn)
阿特斯陽(yáng)光電力集團(tuán)組件工藝技術(shù)中心高級(jí)總監(jiān)許濤博士，介紹阿特斯酷雙核組件背后的故事。
2019年，阿特斯將用雙核（半片）酷組件來(lái)取代全片電池組件。
阿特斯酷組件系列名最初來(lái)源于英文“cool”，有“涼爽、涼快”的意思。為什么要選這個(gè)詞？2016年，阿特斯開(kāi)發(fā)高功率72片單晶PERC組件時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題。在組件功率達(dá)到高功率的同時(shí)，熱斑溫度成為了瓶頸。我們采用IEC61215的熱斑測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)熱斑溫度達(dá)到170度以上。而且出現(xiàn)了背板鼓包出油等現(xiàn)象。所以，嚴(yán)格按照IEC標(biāo)準(zhǔn)，這款組件是通不過(guò)熱斑測(cè)試的。經(jīng)深入研究發(fā)現(xiàn)，這并不是偶然現(xiàn)象，它根植于全片電池組件的設(shè)計(jì)里。
全片組件的設(shè)計(jì)如圖所示，一共有六串，三個(gè)旁路二極管。這三個(gè)旁路二極管將整件組件分為三個(gè)子串。當(dāng)某個(gè)子串中有電池因?yàn)檎趽?、裂片等原因發(fā)電量下降時(shí)，子串內(nèi)的其它正常電池會(huì)給它加熱，產(chǎn)生熱斑。
在最極端的情況下，一個(gè)子串中所有正常電池的以最大功率都給“壞”電池加熱，也就是大約1/3組件功率全部加在了熱斑電池上。所以每一串的電池越多，電池的功率越高，熱斑風(fēng)險(xiǎn)越大。這是為何72片組件比60片組件熱斑風(fēng)險(xiǎn)高，單晶PERC電池比常規(guī)電池組件的熱斑風(fēng)險(xiǎn)大的原因。
當(dāng)然電池的質(zhì)量對(duì)熱斑也會(huì)有影響。好的電池會(huì)改善熱斑風(fēng)險(xiǎn)，不過(guò)不能扭轉(zhuǎn)功率上升，熱斑風(fēng)險(xiǎn)變大的趨勢(shì)。我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象后，雖然銷售給了我們很大的壓力，我們最終沒(méi)有推出72片單晶PERC組件。
在阿特斯的產(chǎn)品序列里，你是找不到這個(gè)產(chǎn)品的。
組件功率越來(lái)越高，熱斑風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大。怎么解決這個(gè)矛盾？阿特斯雙核酷組件采用半片+雙電路設(shè)計(jì)，巧妙且低成本的解決了組件熱斑問(wèn)題。
從圖中看出，阿特斯的酷組件有上下兩個(gè)電路，在中部并聯(lián)，保證輸出電壓與電流與全片組件類似?？峤M件有三個(gè)二極管，由于雙電路，分為六個(gè)子串。當(dāng)熱斑發(fā)生時(shí)，最大的發(fā)熱功率變?yōu)榻M件輸出功率的1/6，只有全片組件發(fā)熱功率的一半，熱斑風(fēng)險(xiǎn)大為降低。
不僅僅熱斑溫度低，酷組件的功率也更高。由于內(nèi)部電流降為全片的一般，酷組件焊帶上電阻損耗降為全片組件的1/4，所以功率有效提高。同時(shí)由于雙電路設(shè)計(jì)，酷組件熱斑發(fā)熱功率下降，溫度與風(fēng)險(xiǎn)降低。
阿特斯在2016年設(shè)計(jì)的144半片單晶PERC組件，功率達(dá)到365W，比全片組件提高10W，而熱斑溫度下降到148度。嚴(yán)格按照IEC61215的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，功率幾乎沒(méi)有下降，也沒(méi)有任何外觀缺陷，通過(guò)了組件熱斑測(cè)試。
王豐彥
阿特斯雙核酷組件
更低運(yùn)行溫度、更小溫度系數(shù)、更多發(fā)電
阿特斯陽(yáng)光電力集團(tuán)全球質(zhì)量管理中心高級(jí)總監(jiān)王豐彥，談阿特斯雙核酷組件的優(yōu)勢(shì)。
阿特斯雙核酷組件相比常規(guī)組件，有著更低的運(yùn)行溫度、更小的溫度系數(shù)，發(fā)電量也更高。
在我們室內(nèi)測(cè)試環(huán)境中，酷組件比常規(guī)組件運(yùn)行溫度要低1.7度左右；在夏季室外工作環(huán)境下，酷組件運(yùn)行溫度比常規(guī)組件要低約2.5攝氏度。組件室外運(yùn)行溫度低2.5攝氏度，帶來(lái)的直接好處是酷組件比常規(guī)組件的每瓦發(fā)電量多了1%。這個(gè)數(shù)據(jù)也和Fraunhofer實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試數(shù)據(jù)一致。
當(dāng)然， 由于運(yùn)行溫度的降低，也延長(zhǎng)了組件產(chǎn)品的使用壽命。凡是使用過(guò)電腦、手機(jī)的人都知道，發(fā)熱量大的手機(jī)或者是電腦，它運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命，比發(fā)熱量小的要差一些，這主要是因?yàn)檩^高的溫度實(shí)際上有一個(gè)加速老化的過(guò)程。太陽(yáng)能組件也是一樣，由于較低的運(yùn)行溫度，減少了產(chǎn)品故障發(fā)生的幾率，有利于產(chǎn)品的使用壽命的提升。
除了低運(yùn)行溫度以外，酷組件的溫度影響系數(shù)也比常規(guī)組件要小。一般常規(guī)組件的溫度系數(shù)約在-0.40%，即溫度每升高1攝氏度，每瓦發(fā)電量要降低0.40%; 酷組件的溫度系數(shù)約在-0.38%，即溫度每升高1攝氏度，每瓦發(fā)電量降低為0.38%，酷組件比常規(guī)組件少降低0.02%。在夏季運(yùn)行環(huán)境模式下，酷組件每瓦發(fā)電量比常規(guī)組件大約要高0.4%。
酷組件與常規(guī)組件相比，運(yùn)行溫度降低約2.5攝氏度，提升每瓦發(fā)電量約1%；溫度系數(shù)降低0.02%，提升每瓦發(fā)電量約0.4%；在某些電站上，抗陰影遮擋設(shè)計(jì)提升每瓦發(fā)電量大概要高于3-4%； 當(dāng)然還有一些其他因素的貢獻(xiàn)，如年度衰減從0.7%降低到0.6%。
這是我們和美國(guó)加州的DNVGL實(shí)驗(yàn)室合作測(cè)試了一段時(shí)間的發(fā)電量數(shù)據(jù)，酷組件平均每瓦發(fā)電量比常規(guī)組件高了7.4%，和我們的估計(jì)大致吻合。當(dāng)然，由于電站設(shè)計(jì)的不同，環(huán)境不同，這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)有所變化。
許濤
阿特斯雙核酷組件抗遮擋能力強(qiáng)
雙核酷組件+豎出線+短導(dǎo)線黃金搭配
阿特斯雙核酷組件采用了雙電路設(shè)計(jì)，抗遮擋能力更強(qiáng)。在中國(guó)，大部分地面電站都是豎安裝。這是因?yàn)樨Q安裝比橫安裝的支架使用量大幅下降。據(jù)調(diào)查，優(yōu)化設(shè)計(jì)后，豎安裝相比橫安裝1GW支架用鋼量可節(jié)省約5000萬(wàn)人民幣。
不過(guò)對(duì)于豎裝的光伏系統(tǒng)，組件前后排陰影遮擋的影響更大。對(duì)于全片組件來(lái)說(shuō)，豎安裝時(shí)，當(dāng)陰影遮擋了組件最下部的一排時(shí)，三個(gè)子串全部受到影響，整件組件輸出功率大為下降。極端情況下，三個(gè)旁路二極管全部啟動(dòng)，整件組件的輸出功率就降為零了。
因此，在早晚時(shí)太陽(yáng)斜射時(shí)，豎向安裝光伏系統(tǒng)的發(fā)電量較橫向安裝會(huì)大幅下降。早晚時(shí)，陰影遮擋也會(huì)造成一定程度的組件熱斑。雖然早晚發(fā)電量較低，熱斑溫度不會(huì)很高，不過(guò)長(zhǎng)期對(duì)組件壽命仍會(huì)帶來(lái)負(fù)面作用。所以豎裝的光伏系統(tǒng)雖然安裝成本下降，但是電站發(fā)電量與發(fā)電壽命是會(huì)損失。
使用阿特斯的酷組件，我們反而推薦豎安裝。這是因?yàn)殡p電路之間相對(duì)獨(dú)立，酷組件即使下面一半的電路全部被遮擋，仍然有大約一半組件輸出功率，陰影遮擋的影響大會(huì)為降低。不僅推薦豎安裝，我們還推薦采用大約300mm的短導(dǎo)線，比全片組件導(dǎo)線長(zhǎng)度下降超過(guò)70%。
酷組件+豎安裝+300mm短導(dǎo)線，是發(fā)電量最優(yōu)，性價(jià)比最高的黃金配置?？峤M件豎安裝比全片組件在陰影遮擋方面發(fā)電量提高3-4%，短導(dǎo)線會(huì)進(jìn)一步降低線損，提升電站發(fā)電量。
王豐彥
阿特斯雙核酷組件
三大可靠性優(yōu)勢(shì)，有效避免組件失效
阿特斯雙核酷組件對(duì)提升系統(tǒng)可靠性，體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
1、酷組件接線盒節(jié)溫更低，降低接線盒失效可能性。
酷組件的二級(jí)管采用了全新的分體式接線盒。在同樣大小的電流下，新的接線盒的二級(jí)管工作溫度比常規(guī)組件降低了大約攝氏10度，這就減少了由于接線盒過(guò)熱造成失效的可能性。
2、減少電池失效，提升組件產(chǎn)品對(duì)于電池失效的容忍度。
和常規(guī)組件相比，酷組件采用半片電池串聯(lián)的雙核電路結(jié)構(gòu)，如3U版型，把原來(lái)的72片整片電池變成72+72的半片電池。失效單元的計(jì)算從整片變成了半片，當(dāng)一個(gè)半片失效，是1/144的失效，相比原來(lái)一片電池失效，就是1/72的失效，大大降低了電池失效對(duì)組件的影響，從而提升了產(chǎn)品的可靠性。
電池微隱裂就是一個(gè)典型的例子，由于電池微隱裂的延伸終止于電池邊緣，酷組件電池微隱裂延伸的可能性要比常規(guī)組件的影響面積最多要減少一半。微隱裂所造成的產(chǎn)品失效的風(fēng)險(xiǎn)由此大大降低了。
3、酷組件降低電池焊接點(diǎn)熱脹冷縮效應(yīng)，延緩組件的衰減和老化。
酷組件電池互聯(lián)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度與常規(guī)組件相比，減少了將近一半, 互聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮尺寸變化絕對(duì)值也減少了將近一半。熱脹冷縮效應(yīng)的降低，延緩了組件串阻的增加, 從而獲得了比常規(guī)組件更好的發(fā)電量與使用壽命。
我們從我們自己的實(shí)驗(yàn)室老化測(cè)試的數(shù)據(jù)也獲得了證實(shí)，酷組件TC600測(cè)試衰減大約在1%， 比常規(guī)組件降低了大約一半。
2017年，美國(guó)NREL實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了最近十年組件失效的九大失效模式，其中，熱斑、電池裂片、IC失效、二級(jí)管及接線盒等問(wèn)題赫然在列，熱斑是第一大失效模式。阿特斯酷組件直接針對(duì)這幾大失效模式，做了重點(diǎn)改善，使得組件的可靠性相比常規(guī)組件有了長(zhǎng)足進(jìn)步。
邢國(guó)強(qiáng)
阿特斯雙核酷組件產(chǎn)能規(guī)劃
什么是好的光伏產(chǎn)品？ 它一定是高效率、低成本、高可靠性。阿特斯雙核酷組件系列、海蒂曼疊瓦組件系列都滿足這三大特點(diǎn)。我們做技術(shù)的喜歡看圖說(shuō)話。
可以看到阿特斯從2017年底到2019年底各類技術(shù)在組件產(chǎn)能中的占比。我們真正要和全片電池組件說(shuō)bye bye了。阿特斯先進(jìn)的產(chǎn)品給客戶帶來(lái)更大的收益，有效降低發(fā)電成本。
不久前，阿特斯用雙核酷組件產(chǎn)品成功中標(biāo)了一個(gè)南美國(guó)家的367MW的項(xiàng)目，明年6月并網(wǎng)后，PPA電價(jià)低到了每度電僅僅2.1美分。這充分顯示阿特斯酷組件產(chǎn)品的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
互動(dòng)解答
在互動(dòng)問(wèn)答環(huán)節(jié)，幾位嘉賓分別就觀眾感興趣的問(wèn)題做了回答。
許濤博士在回答關(guān)于阿特斯酷組件的產(chǎn)能和出貨量情況時(shí)表示，阿特斯自2017年推出半片酷組件以來(lái)，通過(guò)改造已有產(chǎn)能以及新增產(chǎn)能，已經(jīng)建成產(chǎn)能超過(guò)5GW。同時(shí)出貨量接近3GW。
在2018年12月，阿特斯的半片酷組件的產(chǎn)出超過(guò)了全片組件，成為阿特斯的“新主流”。2019年我們會(huì)在高效組件產(chǎn)品技改上繼續(xù)努力，向客戶提供更多高質(zhì)量高性能的產(chǎn)品。
同時(shí)，許濤分享了阿特斯在研發(fā)半片組件過(guò)程中，遇到的一些技術(shù)難題和解決方案。許博表示，技術(shù)的設(shè)計(jì)是相對(duì)容易的，技術(shù)的實(shí)現(xiàn)其實(shí)非?？部?。大家知道，半片需要高質(zhì)量的自動(dòng)化劃片。同時(shí)組件內(nèi)電池的數(shù)量也增加了。
原來(lái)一條產(chǎn)線需要4臺(tái)焊接機(jī)，如果以同樣的速度焊接，需要8臺(tái)焊機(jī)。另外我們的雙電路設(shè)計(jì)對(duì)于中間匯流條焊接也提出了很大的挑戰(zhàn)。我們正式立項(xiàng)是在2016年07月左右，為了解決以上這些問(wèn)題，花了整整9個(gè)月時(shí)間，在2017年04月正式量產(chǎn)。一量產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，除了以上問(wèn)題，還有很多新生的問(wèn)題需要解決。當(dāng)時(shí)我們成了一個(gè)攻堅(jiān)小組，技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量齊上陣。大家齊心協(xié)力，攻堅(jiān)克難，最終實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；慨a(chǎn)。
中間的過(guò)程非常艱辛，不過(guò)收獲也很大。我們申請(qǐng)的與半片相關(guān)的專利，涵蓋電池、材料、設(shè)備、工藝等，一共有100余項(xiàng)。雖然現(xiàn)在有廠商在跟隨阿特斯走半片路線。相信我們的專利會(huì)給阿特斯帶來(lái)保護(hù)和領(lǐng)先地位。
對(duì)于客戶關(guān)心的如何從阿特斯半片電池技術(shù)中獲益？
王豐彥表示，使用阿特斯雙核酷組件，相比常規(guī)組件，產(chǎn)品的安全性和可靠性更有保障，包括：1.抗熱斑設(shè)計(jì)，避免了全片組件的熱斑風(fēng)險(xiǎn)。2.更低的運(yùn)行溫度，從而延緩了組件的老化。3.更低的接線盒節(jié)溫，減少接線盒的失效風(fēng)險(xiǎn)。4.提高組件對(duì)電池失效的容忍度，降低電池失效的影響，如電池微隱裂等的影響。5.更小的熱脹冷縮影響，延緩Rs的增加，從而減小組件的衰減。
正是在這些提升的基礎(chǔ)上，阿特斯把酷組件的質(zhì)保從常規(guī)組件的每年衰減0.7%，提升到每年衰減0.6%。這也正是我們對(duì)酷組件可靠性提升信心的體現(xiàn)。
第二大好處，使用酷組件，客戶可以獲得更好的LCOE。這是因?yàn)椋?.雙核酷組件相比常規(guī)組件，使用同樣數(shù)量的電池片，單片組件的功率提升了10瓦左右，單片組件功率的增加降低了電站系統(tǒng)的成本。2.酷組件相對(duì)常規(guī)組件而言，有更高的每瓦發(fā)電量，包括抗陰影遮擋，更低的運(yùn)營(yíng)溫度，更小的溫度系數(shù)等。在我們示范的電站上，電站初期我們獲得了約7.4%的每瓦發(fā)電量增益。3. 25年的年度衰減質(zhì)保從0.7%減少到0.6%。反映到每年每瓦發(fā)電量要增加1.25%左右，當(dāng)然，不同年份的增益也不一樣，越往后，累積的效應(yīng)越大。
關(guān)于半片和疊瓦，未來(lái)哪一個(gè)技術(shù)會(huì)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷？
邢國(guó)強(qiáng)博士給出了他的觀點(diǎn)，這兩個(gè)技術(shù)都是最近幾年才量產(chǎn)化的技術(shù)。阿特斯5GW的半片組件產(chǎn)能領(lǐng)先行業(yè)，同時(shí)我們海蒂曼HiDM疊瓦組件的產(chǎn)能也將進(jìn)入GW級(jí)俱樂(lè)部。我們覺(jué)得這兩個(gè)技術(shù)在降本增效方面都還有很大的空間，與PERC和其他電池技術(shù)的搭配，與薄片化的搭配，以及不同的應(yīng)用場(chǎng)景都會(huì)影響雙方的占比，但是在兩三年內(nèi)不會(huì)一花獨(dú)放。
2019年1月24日晚8點(diǎn)，阿特斯通過(guò)官方直播間在線直播《2019年，阿特斯和全片電池組件說(shuō)再見(jiàn)》。直播間邀請(qǐng)到阿特斯集團(tuán)首席技術(shù)官邢國(guó)強(qiáng)博士，阿特斯組件工藝技術(shù)中心高級(jí)總監(jiān)許濤博士，以及阿特斯全球質(zhì)量管理中心高級(jí)總監(jiān)王豐彥三位嘉賓，就2019年行業(yè)以及阿特斯技術(shù)發(fā)展路線做了全面解析。
邢國(guó)強(qiáng)
從P3到P5
多晶的成本，單晶的效率！
阿特斯高級(jí)副總裁、首席技術(shù)官邢國(guó)強(qiáng)博士談阿特斯近年來(lái)技術(shù)發(fā)展路線。
阿特斯既做單晶又做多晶，但是以多晶為主。阿特斯多晶技術(shù)和產(chǎn)品非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。
從2016年開(kāi)始，阿特斯走在了多晶技術(shù)的最前沿。我們相繼推出多晶三代、四代和五代技術(shù)。P3，三代技術(shù)包括了MCCE黑硅技術(shù)加金剛線切片。P4，四代是在三代基礎(chǔ)上疊加了PERC背鈍化以及雙面等，我們正在加緊開(kāi)發(fā)和導(dǎo)入P5技術(shù)，我們P5的目標(biāo)是多晶的成本、單晶的效率。
阿特斯電池技術(shù)更新?lián)Q代的速度可能讓我們很多朋友大跌眼鏡。在三年左右的時(shí)間里，我們淘汰了P2，淘汰了P3。從今年6月份開(kāi)始，阿特斯步入“全PERC”時(shí)代，這恐怕在行業(yè)所有的Tier1公司里最早的了。
組件方面，阿特斯在不到三年的時(shí)間里我們推出了很多系列產(chǎn)品，如酷組件系列和海蒂曼疊瓦系列。在此基礎(chǔ)上我們又疊加了雙面技術(shù)和大尺寸。這些技術(shù)和產(chǎn)品也都是行業(yè)的“領(lǐng)航員”。
許濤
阿特斯雙核酷組件
高發(fā)電功率，低熱斑風(fēng)險(xiǎn)
阿特斯陽(yáng)光電力集團(tuán)組件工藝技術(shù)中心高級(jí)總監(jiān)許濤博士，介紹阿特斯酷雙核組件背后的故事。
2019年，阿特斯將用雙核（半片）酷組件來(lái)取代全片電池組件。
阿特斯酷組件系列名最初來(lái)源于英文“cool”，有“涼爽、涼快”的意思。為什么要選這個(gè)詞？2016年，阿特斯開(kāi)發(fā)高功率72片單晶PERC組件時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題。在組件功率達(dá)到高功率的同時(shí)，熱斑溫度成為了瓶頸。我們采用IEC61215的熱斑測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)熱斑溫度達(dá)到170度以上。而且出現(xiàn)了背板鼓包出油等現(xiàn)象。所以，嚴(yán)格按照IEC標(biāo)準(zhǔn)，這款組件是通不過(guò)熱斑測(cè)試的。經(jīng)深入研究發(fā)現(xiàn)，這并不是偶然現(xiàn)象，它根植于全片電池組件的設(shè)計(jì)里。
全片組件的設(shè)計(jì)如圖所示，一共有六串，三個(gè)旁路二極管。這三個(gè)旁路二極管將整件組件分為三個(gè)子串。當(dāng)某個(gè)子串中有電池因?yàn)檎趽?、裂片等原因發(fā)電量下降時(shí)，子串內(nèi)的其它正常電池會(huì)給它加熱，產(chǎn)生熱斑。
在最極端的情況下，一個(gè)子串中所有正常電池的以最大功率都給“壞”電池加熱，也就是大約1/3組件功率全部加在了熱斑電池上。所以每一串的電池越多，電池的功率越高，熱斑風(fēng)險(xiǎn)越大。這是為何72片組件比60片組件熱斑風(fēng)險(xiǎn)高，單晶PERC電池比常規(guī)電池組件的熱斑風(fēng)險(xiǎn)大的原因。
當(dāng)然電池的質(zhì)量對(duì)熱斑也會(huì)有影響。好的電池會(huì)改善熱斑風(fēng)險(xiǎn)，不過(guò)不能扭轉(zhuǎn)功率上升，熱斑風(fēng)險(xiǎn)變大的趨勢(shì)。我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象后，雖然銷售給了我們很大的壓力，我們最終沒(méi)有推出72片單晶PERC組件。
在阿特斯的產(chǎn)品序列里，你是找不到這個(gè)產(chǎn)品的。
組件功率越來(lái)越高，熱斑風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大。怎么解決這個(gè)矛盾？阿特斯雙核酷組件采用半片+雙電路設(shè)計(jì)，巧妙且低成本的解決了組件熱斑問(wèn)題。
從圖中看出，阿特斯的酷組件有上下兩個(gè)電路，在中部并聯(lián)，保證輸出電壓與電流與全片組件類似?？峤M件有三個(gè)二極管，由于雙電路，分為六個(gè)子串。當(dāng)熱斑發(fā)生時(shí)，最大的發(fā)熱功率變?yōu)榻M件輸出功率的1/6，只有全片組件發(fā)熱功率的一半，熱斑風(fēng)險(xiǎn)大為降低。
不僅僅熱斑溫度低，酷組件的功率也更高。由于內(nèi)部電流降為全片的一般，酷組件焊帶上電阻損耗降為全片組件的1/4，所以功率有效提高。同時(shí)由于雙電路設(shè)計(jì)，酷組件熱斑發(fā)熱功率下降，溫度與風(fēng)險(xiǎn)降低。
阿特斯在2016年設(shè)計(jì)的144半片單晶PERC組件，功率達(dá)到365W，比全片組件提高10W，而熱斑溫度下降到148度。嚴(yán)格按照IEC61215的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，功率幾乎沒(méi)有下降，也沒(méi)有任何外觀缺陷，通過(guò)了組件熱斑測(cè)試。
王豐彥
阿特斯雙核酷組件
更低運(yùn)行溫度、更小溫度系數(shù)、更多發(fā)電
阿特斯陽(yáng)光電力集團(tuán)全球質(zhì)量管理中心高級(jí)總監(jiān)王豐彥，談阿特斯雙核酷組件的優(yōu)勢(shì)。
阿特斯雙核酷組件相比常規(guī)組件，有著更低的運(yùn)行溫度、更小的溫度系數(shù)，發(fā)電量也更高。
在我們室內(nèi)測(cè)試環(huán)境中，酷組件比常規(guī)組件運(yùn)行溫度要低1.7度左右；在夏季室外工作環(huán)境下，酷組件運(yùn)行溫度比常規(guī)組件要低約2.5攝氏度。組件室外運(yùn)行溫度低2.5攝氏度，帶來(lái)的直接好處是酷組件比常規(guī)組件的每瓦發(fā)電量多了1%。這個(gè)數(shù)據(jù)也和Fraunhofer實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試數(shù)據(jù)一致。
當(dāng)然， 由于運(yùn)行溫度的降低，也延長(zhǎng)了組件產(chǎn)品的使用壽命。凡是使用過(guò)電腦、手機(jī)的人都知道，發(fā)熱量大的手機(jī)或者是電腦，它運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命，比發(fā)熱量小的要差一些，這主要是因?yàn)檩^高的溫度實(shí)際上有一個(gè)加速老化的過(guò)程。太陽(yáng)能組件也是一樣，由于較低的運(yùn)行溫度，減少了產(chǎn)品故障發(fā)生的幾率，有利于產(chǎn)品的使用壽命的提升。
除了低運(yùn)行溫度以外，酷組件的溫度影響系數(shù)也比常規(guī)組件要小。一般常規(guī)組件的溫度系數(shù)約在-0.40%，即溫度每升高1攝氏度，每瓦發(fā)電量要降低0.40%; 酷組件的溫度系數(shù)約在-0.38%，即溫度每升高1攝氏度，每瓦發(fā)電量降低為0.38%，酷組件比常規(guī)組件少降低0.02%。在夏季運(yùn)行環(huán)境模式下，酷組件每瓦發(fā)電量比常規(guī)組件大約要高0.4%。
酷組件與常規(guī)組件相比，運(yùn)行溫度降低約2.5攝氏度，提升每瓦發(fā)電量約1%；溫度系數(shù)降低0.02%，提升每瓦發(fā)電量約0.4%；在某些電站上，抗陰影遮擋設(shè)計(jì)提升每瓦發(fā)電量大概要高于3-4%； 當(dāng)然還有一些其他因素的貢獻(xiàn)，如年度衰減從0.7%降低到0.6%。
這是我們和美國(guó)加州的DNVGL實(shí)驗(yàn)室合作測(cè)試了一段時(shí)間的發(fā)電量數(shù)據(jù)，酷組件平均每瓦發(fā)電量比常規(guī)組件高了7.4%，和我們的估計(jì)大致吻合。當(dāng)然，由于電站設(shè)計(jì)的不同，環(huán)境不同，這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)有所變化。
許濤
阿特斯雙核酷組件抗遮擋能力強(qiáng)
雙核酷組件+豎出線+短導(dǎo)線黃金搭配
阿特斯雙核酷組件采用了雙電路設(shè)計(jì)，抗遮擋能力更強(qiáng)。在中國(guó)，大部分地面電站都是豎安裝。這是因?yàn)樨Q安裝比橫安裝的支架使用量大幅下降。據(jù)調(diào)查，優(yōu)化設(shè)計(jì)后，豎安裝相比橫安裝1GW支架用鋼量可節(jié)省約5000萬(wàn)人民幣。
不過(guò)對(duì)于豎裝的光伏系統(tǒng)，組件前后排陰影遮擋的影響更大。對(duì)于全片組件來(lái)說(shuō)，豎安裝時(shí)，當(dāng)陰影遮擋了組件最下部的一排時(shí)，三個(gè)子串全部受到影響，整件組件輸出功率大為下降。極端情況下，三個(gè)旁路二極管全部啟動(dòng)，整件組件的輸出功率就降為零了。
因此，在早晚時(shí)太陽(yáng)斜射時(shí)，豎向安裝光伏系統(tǒng)的發(fā)電量較橫向安裝會(huì)大幅下降。早晚時(shí)，陰影遮擋也會(huì)造成一定程度的組件熱斑。雖然早晚發(fā)電量較低，熱斑溫度不會(huì)很高，不過(guò)長(zhǎng)期對(duì)組件壽命仍會(huì)帶來(lái)負(fù)面作用。所以豎裝的光伏系統(tǒng)雖然安裝成本下降，但是電站發(fā)電量與發(fā)電壽命是會(huì)損失。
使用阿特斯的酷組件，我們反而推薦豎安裝。這是因?yàn)殡p電路之間相對(duì)獨(dú)立，酷組件即使下面一半的電路全部被遮擋，仍然有大約一半組件輸出功率，陰影遮擋的影響大會(huì)為降低。不僅推薦豎安裝，我們還推薦采用大約300mm的短導(dǎo)線，比全片組件導(dǎo)線長(zhǎng)度下降超過(guò)70%。
酷組件+豎安裝+300mm短導(dǎo)線，是發(fā)電量最優(yōu)，性價(jià)比最高的黃金配置?？峤M件豎安裝比全片組件在陰影遮擋方面發(fā)電量提高3-4%，短導(dǎo)線會(huì)進(jìn)一步降低線損，提升電站發(fā)電量。
王豐彥
阿特斯雙核酷組件
三大可靠性優(yōu)勢(shì)，有效避免組件失效
阿特斯雙核酷組件對(duì)提升系統(tǒng)可靠性，體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
1、酷組件接線盒節(jié)溫更低，降低接線盒失效可能性。
酷組件的二級(jí)管采用了全新的分體式接線盒。在同樣大小的電流下，新的接線盒的二級(jí)管工作溫度比常規(guī)組件降低了大約攝氏10度，這就減少了由于接線盒過(guò)熱造成失效的可能性。
2、減少電池失效，提升組件產(chǎn)品對(duì)于電池失效的容忍度。
和常規(guī)組件相比，酷組件采用半片電池串聯(lián)的雙核電路結(jié)構(gòu)，如3U版型，把原來(lái)的72片整片電池變成72+72的半片電池。失效單元的計(jì)算從整片變成了半片，當(dāng)一個(gè)半片失效，是1/144的失效，相比原來(lái)一片電池失效，就是1/72的失效，大大降低了電池失效對(duì)組件的影響，從而提升了產(chǎn)品的可靠性。
電池微隱裂就是一個(gè)典型的例子，由于電池微隱裂的延伸終止于電池邊緣，酷組件電池微隱裂延伸的可能性要比常規(guī)組件的影響面積最多要減少一半。微隱裂所造成的產(chǎn)品失效的風(fēng)險(xiǎn)由此大大降低了。
3、酷組件降低電池焊接點(diǎn)熱脹冷縮效應(yīng)，延緩組件的衰減和老化。
酷組件電池互聯(lián)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度與常規(guī)組件相比，減少了將近一半, 互聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮尺寸變化絕對(duì)值也減少了將近一半。熱脹冷縮效應(yīng)的降低，延緩了組件串阻的增加, 從而獲得了比常規(guī)組件更好的發(fā)電量與使用壽命。
我們從我們自己的實(shí)驗(yàn)室老化測(cè)試的數(shù)據(jù)也獲得了證實(shí)，酷組件TC600測(cè)試衰減大約在1%， 比常規(guī)組件降低了大約一半。
2017年，美國(guó)NREL實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了最近十年組件失效的九大失效模式，其中，熱斑、電池裂片、IC失效、二級(jí)管及接線盒等問(wèn)題赫然在列，熱斑是第一大失效模式。阿特斯酷組件直接針對(duì)這幾大失效模式，做了重點(diǎn)改善，使得組件的可靠性相比常規(guī)組件有了長(zhǎng)足進(jìn)步。
邢國(guó)強(qiáng)
阿特斯雙核酷組件產(chǎn)能規(guī)劃
什么是好的光伏產(chǎn)品？ 它一定是高效率、低成本、高可靠性。阿特斯雙核酷組件系列、海蒂曼疊瓦組件系列都滿足這三大特點(diǎn)。我們做技術(shù)的喜歡看圖說(shuō)話。
可以看到阿特斯從2017年底到2019年底各類技術(shù)在組件產(chǎn)能中的占比。我們真正要和全片電池組件說(shuō)bye bye了。阿特斯先進(jìn)的產(chǎn)品給客戶帶來(lái)更大的收益，有效降低發(fā)電成本。
不久前，阿特斯用雙核酷組件產(chǎn)品成功中標(biāo)了一個(gè)南美國(guó)家的367MW的項(xiàng)目，明年6月并網(wǎng)后，PPA電價(jià)低到了每度電僅僅2.1美分。這充分顯示阿特斯酷組件產(chǎn)品的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
互動(dòng)解答
在互動(dòng)問(wèn)答環(huán)節(jié)，幾位嘉賓分別就觀眾感興趣的問(wèn)題做了回答。
許濤博士在回答關(guān)于阿特斯酷組件的產(chǎn)能和出貨量情況時(shí)表示，阿特斯自2017年推出半片酷組件以來(lái)，通過(guò)改造已有產(chǎn)能以及新增產(chǎn)能，已經(jīng)建成產(chǎn)能超過(guò)5GW。同時(shí)出貨量接近3GW。
在2018年12月，阿特斯的半片酷組件的產(chǎn)出超過(guò)了全片組件，成為阿特斯的“新主流”。2019年我們會(huì)在高效組件產(chǎn)品技改上繼續(xù)努力，向客戶提供更多高質(zhì)量高性能的產(chǎn)品。
同時(shí)，許濤分享了阿特斯在研發(fā)半片組件過(guò)程中，遇到的一些技術(shù)難題和解決方案。許博表示，技術(shù)的設(shè)計(jì)是相對(duì)容易的，技術(shù)的實(shí)現(xiàn)其實(shí)非?？部?。大家知道，半片需要高質(zhì)量的自動(dòng)化劃片。同時(shí)組件內(nèi)電池的數(shù)量也增加了。
原來(lái)一條產(chǎn)線需要4臺(tái)焊接機(jī)，如果以同樣的速度焊接，需要8臺(tái)焊機(jī)。另外我們的雙電路設(shè)計(jì)對(duì)于中間匯流條焊接也提出了很大的挑戰(zhàn)。我們正式立項(xiàng)是在2016年07月左右，為了解決以上這些問(wèn)題，花了整整9個(gè)月時(shí)間，在2017年04月正式量產(chǎn)。一量產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，除了以上問(wèn)題，還有很多新生的問(wèn)題需要解決。當(dāng)時(shí)我們成了一個(gè)攻堅(jiān)小組，技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量齊上陣。大家齊心協(xié)力，攻堅(jiān)克難，最終實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；慨a(chǎn)。
中間的過(guò)程非常艱辛，不過(guò)收獲也很大。我們申請(qǐng)的與半片相關(guān)的專利，涵蓋電池、材料、設(shè)備、工藝等，一共有100余項(xiàng)。雖然現(xiàn)在有廠商在跟隨阿特斯走半片路線。相信我們的專利會(huì)給阿特斯帶來(lái)保護(hù)和領(lǐng)先地位。
對(duì)于客戶關(guān)心的如何從阿特斯半片電池技術(shù)中獲益？
王豐彥表示，使用阿特斯雙核酷組件，相比常規(guī)組件，產(chǎn)品的安全性和可靠性更有保障，包括：1.抗熱斑設(shè)計(jì)，避免了全片組件的熱斑風(fēng)險(xiǎn)。2.更低的運(yùn)行溫度，從而延緩了組件的老化。3.更低的接線盒節(jié)溫，減少接線盒的失效風(fēng)險(xiǎn)。4.提高組件對(duì)電池失效的容忍度，降低電池失效的影響，如電池微隱裂等的影響。5.更小的熱脹冷縮影響，延緩Rs的增加，從而減小組件的衰減。
正是在這些提升的基礎(chǔ)上，阿特斯把酷組件的質(zhì)保從常規(guī)組件的每年衰減0.7%，提升到每年衰減0.6%。這也正是我們對(duì)酷組件可靠性提升信心的體現(xiàn)。
第二大好處，使用酷組件，客戶可以獲得更好的LCOE。這是因?yàn)椋?.雙核酷組件相比常規(guī)組件，使用同樣數(shù)量的電池片，單片組件的功率提升了10瓦左右，單片組件功率的增加降低了電站系統(tǒng)的成本。2.酷組件相對(duì)常規(guī)組件而言，有更高的每瓦發(fā)電量，包括抗陰影遮擋，更低的運(yùn)營(yíng)溫度，更小的溫度系數(shù)等。在我們示范的電站上，電站初期我們獲得了約7.4%的每瓦發(fā)電量增益。3. 25年的年度衰減質(zhì)保從0.7%減少到0.6%。反映到每年每瓦發(fā)電量要增加1.25%左右，當(dāng)然，不同年份的增益也不一樣，越往后，累積的效應(yīng)越大。
關(guān)于半片和疊瓦，未來(lái)哪一個(gè)技術(shù)會(huì)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷？
邢國(guó)強(qiáng)博士給出了他的觀點(diǎn)，這兩個(gè)技術(shù)都是最近幾年才量產(chǎn)化的技術(shù)。阿特斯5GW的半片組件產(chǎn)能領(lǐng)先行業(yè)，同時(shí)我們海蒂曼HiDM疊瓦組件的產(chǎn)能也將進(jìn)入GW級(jí)俱樂(lè)部。我們覺(jué)得這兩個(gè)技術(shù)在降本增效方面都還有很大的空間，與PERC和其他電池技術(shù)的搭配，與薄片化的搭配，以及不同的應(yīng)用場(chǎng)景都會(huì)影響雙方的占比，但是在兩三年內(nèi)不會(huì)一花獨(dú)放。
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