（晶澳太陽(yáng)能有限公司，河北邢臺(tái) 055550）

0.引言

隨著近日某款670W光伏組件的“橫空出世”刷新了高功率記錄，業(yè)界“為之一震”。然而，當(dāng)熱度逐漸褪去，我們進(jìn)行理性分析后，得到的卻是一款面積超過(guò)3m2，寬度超過(guò)1.3m，重量接近40kg的組件（相當(dāng)于一輛電動(dòng)車的重量）。技術(shù)方面，這款“大功率”組件亦無(wú)明顯突破。面積尺寸的增加，尤其是寬度的增加導(dǎo)致力臂變長(zhǎng)后變形破損的機(jī)率急劇變大，在各種輔材不做加強(qiáng)的情況下，在光伏電站長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的生命周期內(nèi)，客戶所面臨的風(fēng)險(xiǎn)其實(shí)是幾十倍甚至幾百倍的增加。這讓我不禁思考：“硅片尺寸真的是越大越好嗎？”

1.大尺寸硅片、電池、組件近況

硅片的尺寸也是隨著高功率組件的需求越來(lái)越大，以及激烈的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，從拉晶到電站一體化成本需要進(jìn)一步降低。正式應(yīng)著這兩種需求，大尺寸硅片出世，同時(shí)因?yàn)榧夹g(shù)難點(diǎn)不高，比較容易被行業(yè)接受和大力推廣[1]。發(fā)展趨勢(shì)如圖1所示。

圖1 電池尺寸發(fā)展趨勢(shì)

目前了解到的大尺寸投產(chǎn)情況見圖2所示。

圖2 大尺寸產(chǎn)能規(guī)模

如此大的產(chǎn)能擴(kuò)充，也體現(xiàn)了大尺寸被行業(yè)內(nèi)各大公司普遍看好。從已投產(chǎn)的產(chǎn)能上看，182的要遠(yuǎn)大于210尺寸的硅片，這可能是受210硅片太大，切片碎片，電池及組件制程碎片以及良率等難題的影響導(dǎo)致。

大尺寸硅片投產(chǎn)后不同公司給出了不同的解決方案，其中晶澳給出的解決方案如下：

2.大硅片、大電池、大組件的好處

（1）硅片環(huán)節(jié)：硅片尺寸大，意味著單晶硅棒尺寸大。因拉晶車間是按照單晶圓棒或方棒重量來(lái)計(jì)算產(chǎn)能的，這說(shuō)明同樣的時(shí)間，生產(chǎn)出來(lái)的單晶硅棒的重量增加，在設(shè)備、人員、輔材不變的前提下提高了拉晶的生產(chǎn)產(chǎn)能，這就意味著生產(chǎn)成本的降低。切片環(huán)節(jié)工作效率提升更加明顯，同樣一刀下去，硅片數(shù)量一樣，面積的提高就是效率的提高，182硅片的面積是330.15cm2，156硅片面積是242.21cm2，182硅片面積是156硅片的1.36倍，這也就意味著在人工、設(shè)備不變的前提下產(chǎn)能提升了將近18%（0.36的一半），成本大大降低。

表1 電池技術(shù)解決方案

（2）電池片環(huán)節(jié)：假設(shè)從生產(chǎn)156硅片變?yōu)樯a(chǎn)182硅片的生產(chǎn)節(jié)拍保持不變，由于硅片面積變大了36%，也就意味著產(chǎn)能增加了36%，而生產(chǎn)中所需要的人力、折舊并不會(huì)發(fā)生明顯的變化。這使得電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)“單瓦”生產(chǎn)成本大大下降。單個(gè)電池的功率變化趨勢(shì)如圖3所示。

圖3 大尺寸在電池端優(yōu)勢(shì)

（3）組件環(huán)節(jié)：組件面積的變大，也節(jié)省了很多成本，如EL和功率測(cè)試儀器等產(chǎn)能的提升帶來(lái)成本的降低；組件邊框成本節(jié)約；玻璃、背板、EVA的成本節(jié)約；焊帶、匯流條的成本節(jié)約等。同時(shí)因?yàn)楣杵叽缱兇螅瑔螇K組件面積變大，功率也有相應(yīng)的提升，如圖4所示。

圖4 大尺寸在組件端的優(yōu)勢(shì)

硅片、組件尺寸變大，給光伏行業(yè)帶來(lái)的成本降低顯而易見，因此最近這兩三年，為了降低光伏發(fā)電成本，組件尺寸越做越大。

3.大組件面臨的風(fēng)險(xiǎn)

大組件降低了光伏行業(yè)發(fā)電成本，是行業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)，但超大組件在市場(chǎng)驗(yàn)證安全性和可靠性之前，蘊(yùn)含一定風(fēng)險(xiǎn)。最近廣州發(fā)展和粵電進(jìn)行了光伏組件采購(gòu)招標(biāo)，廣州發(fā)展要求組件電流小于15A，而粵電則要求組件長(zhǎng)邊小于2288mm，短邊大于1133mm且小于1136mm，從這些技術(shù)指標(biāo)要求看，組件的安全性和可靠性是大型發(fā)電集團(tuán)的基本要求，因此182組件也成為他們的首選標(biāo)的。招標(biāo)要求組件電流不超15A，這可能是因?yàn)橐韵略颍海?）15A以上電流組件接線盒存在風(fēng)險(xiǎn)；（2）主流廠家15A以上組串式逆變器尚未推出，可靠性與成熟度存疑。根據(jù)相關(guān)企業(yè)此前發(fā)布的210系列產(chǎn)品，550W以上組件最大短路電流普遍超過(guò)18.4A，只有采用“三分片”無(wú)損切割技術(shù)，才能將組件最大短路電流控制在15A以下，但多數(shù)企業(yè)只在500W以下組件中應(yīng)用這一技術(shù)，以滿足分布式項(xiàng)目的需求[2]。

表2 硅片尺寸與組件面積對(duì)應(yīng)表

超大尺寸組件除了電流大外，由于其尺寸大、重量大，也會(huì)帶來(lái)安裝、運(yùn)輸、產(chǎn)品可靠性等問(wèn)題。大型電站的光伏組件原則上需要兩人搬運(yùn)，大組件在重量上均不超過(guò)40kg在平地上帶來(lái)的影響并不大，主要需要評(píng)估組件面積與寬度對(duì)人工搬運(yùn)、安裝的影響。72片電池的M2組件面積約2m2，寬度不到1m；M6組件面積增加到2.17m2，寬度1.04m，因尺寸變化很小，M6組件從人工的角度可以在各種場(chǎng)景下替代M2組，如山地、水面、農(nóng)業(yè)光伏。M10組件面積2.56m2，寬度1.13m，面積相比M2組件增大30%，適合應(yīng)用于平坦地形，以塊計(jì)的工作效率、安裝破損率仍是有保障的。60片電池的G12組件面積達(dá)到2.83m2，1.3m的寬度更遠(yuǎn)超人雙手自然展開的距離，很可能給人工搬運(yùn)、安裝帶來(lái)困難，過(guò)猶不及。光伏組件人工搬運(yùn)示意圖如圖5所示。

表3 大尺寸組件與電流對(duì)應(yīng)表

圖5 光伏組件人工搬運(yùn)示意圖

除了安裝、搬運(yùn)上的風(fēng)險(xiǎn)，超大尺寸組件的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在組件的機(jī)械載荷性能上。由于光伏組件重量與成本的限制，組件的玻璃厚度是不可能增加的，即單玻使用3.2mm厚度玻璃，雙玻使用2mm+2mm厚度玻璃，而玻璃厚度保持不變時(shí)，滿足載荷要求的光伏組件尺寸就應(yīng)是有限制的。

超大尺寸組件除了邊框應(yīng)力的增加，僅自身重量就會(huì)導(dǎo)致其變形量顯著增加，組件面積3m2時(shí)，自重變形可達(dá)11mm；因此在組件的使用及運(yùn)輸、搬運(yùn)過(guò)程中，如此大的變形勢(shì)必大大增加電池片隱裂的風(fēng)險(xiǎn)，為電站的發(fā)電收益帶來(lái)隱患。

另外，今年隨著硅料緊缺，薄片化進(jìn)程被迫加速。眾所周知，硅片變薄對(duì)電池及組件制程都提出了更高的要求，不然可能會(huì)因?yàn)槌善仿蕠?yán)重下降而得不償失。硅片薄片化加劇了大尺寸組件的機(jī)械載荷風(fēng)險(xiǎn)。

4.建議

考慮從硅片到組件一體化成本，組件功率，組件短路電流，及應(yīng)對(duì)極端暴雪天氣風(fēng)險(xiǎn)等眾多因素，182組件成為最可靠的選擇。建議選擇時(shí)不要被表面的高功率所迷惑，基于度電成本、風(fēng)險(xiǎn)收益分析做出理性的選擇。