光伏大發展窗口期更要搶抓變道超車機會

楊娜

“中國是一個超大型經濟體。在人均GDP達到10000美元的發展階段，在碳中和目標巨大減排壓力之下，仍要保持一個較高的增長速度，不放棄進入發達國家行列的目標，這樣的挑戰未有先例。”這段話是“十四五”規劃專家委員會委員、國務院發展研究中心原副主任劉世錦在《碳中和目標推動下綠色發展的微觀基礎》主題演講中發出的感嘆。

劉世錦表示，碳達峰、碳中和目標的提出，帶來了引領技術、產業、發展方式重大變革的挑戰和機遇。中國發展要走低碳排放、較高增長的道路，需要變道超車。

變道超車不僅需要膽識，更離不開腳踏實地的創新實踐。對光伏行業來說，從終端系統價值出發的超高功率210組件的量產成為新賽道的發令槍。

向太瓦級光伏生態過渡需付出巨大代價

在碳達峰、碳中和目標及“十四五”規劃的影響下，中國新能源行業景氣度不斷攀升，市場需求預期大幅提升。構建以新能源為主體的新型電力系統是中國能源轉型方向，高比例的可再生能源結構已成能源轉型的天下大勢。

2019年年底，國際可再生能源機構IRENA 就預測光伏發電將引領全球能源革命，預計到2050 年全球太陽能發電能力將達到851900 萬千瓦。如果能夠實現2050年全球光伏裝機850000萬千瓦的目標，IRENA推測屆時全球二氧化碳排放量將減少490000 萬噸，占整個能源行業減排量的22%。但是向太瓦級光伏生態過渡需要付出巨大的資金代價。為了適應太陽能發電的不斷變化，資本也必須以每年3740 億美元的速度流向電網升級、儲能和其他領域。

據國金證券、CPIA統計，2020年我國光伏各環節共融資682億元，同比增長279%；融資數量共33 項，同比增加2.3倍。

目前，無論是全球市場還是國內市場，業內有關裝機增量的預期都較為樂觀。中國光伏行業協會判斷這一趨勢仍將延續。在此預期下，企業正在加強供應鏈的構建，而大基地的開發以及大尺寸高功率產品的放量正成為今年行業的發展趨勢。

光伏企業擴產投資也有分流，“182尺寸”和“210 尺寸”兩大組件陣營均將今年產品的出貨重心放在大尺寸組件產品上。一方在充分利用各自的資本實力嘗試垂直一體化模式構建，另一方則以尺寸價值為紐帶完善全產業鏈生態系統建設。中間的一些企業雖未發聲，但已有跡象表明，他們正在暗度陳倉，新擴產能基本上是210 向下兼容182。到今年四季度形勢將更為明朗。

光伏產業廣闊的未來前景，注定創新是長跑，挑戰的是供應商的韌性與耐力。但是以能源經濟、國家需求、人民財產保值增值相關聯的自立自強科技創新一定會獲得發展空間。

中國光伏行業協會名譽理事長王勃華判斷，大尺寸、高功率產品將會進入快速放量階段，210、182 等大尺寸硅片占比將加速提升至50%。此前還有市場分析顯示，目前大尺寸組件招標占比超78%，其中在新增市場規模中，210尺寸的大尺寸組件增長潛力巨大，高效率、高可靠性、高發電量且低系統成本的210 產品受到市場越來越強烈的歡迎。預計2021年年底，全產業鏈210組件產能有望超12000萬千瓦。

現在兩大陣營比拼的是執行力強度與速度，供應鏈的把控能力與價值體現將成為企業競爭的制勝關鍵。

從終端系統倒推，提高組串功率

2021年，“高功率組件”在大型電力企業招標書中已經成為單列項。各大央企在2021年第一批次的光伏組件設備招標中，高功率組件的需求已經進入爆發階段。

技術的不斷進步是光伏成為廉價能源的重要推動力。天合光能產品戰略及市場負責人張映斌博士強調：“只有更低的光伏度電成本才能推動對煤炭、原油等化石能源的替代，光伏度電成本還需要持續降低。開發高功率、高效率、高可靠性及高發電量的組件產品，是促使光伏發電進入全面平價時代的關鍵，也是一直以來我們的工作重點。我們希望能夠將蛋糕做大，助力光伏發電替代更多化石能源。”

210超高功率組件的量產成為新賽道的發令槍聲。600 瓦+光伏開放創新生態聯盟組建9 個月以來，210 陣營從最初的39 家成員企業發展壯大為74家。聯盟成員包含了電池、組件、逆變器、支架、線纜、背板、玻璃、設計院、EPC、檢測認證等諸多環節。

600 瓦+的設計理念，已經跳出了單純組件本身的框架，完全站在系統應用角度思考，通過低電壓、大電流設計組件，在提升組件效率的同時提升組串功率，從而降低BOS（除了組件以外的系統成本），最終體現為度電成本的下降，實現客戶價值最大化。所以600瓦+絕對不僅僅是硅片或組件尺寸的變大。本質設計理念的創新，也極好地詮釋出了210 硅片“開放、包容、面向未來”的產品本質。

目前，產業鏈相關廠商在新建產能時普遍選擇210 尺寸向下兼容，以確保生產設備可以在較長時間內適應市場需求。大家圍繞210提供的創新產品、服務，都能滿足光伏不同市場的各種需求，并因為有更突出的更低系統成本特色而得到了應用市場的快速認可。

中國光伏技術已經走在世界前沿，創新沒有任何方向可尋，也沒有成功經驗可以借鑒，唯有不斷嘗試，并快速響應市場變化。任何能降低度電成本的創新解決方案都值得鼓勵和支持。心懷降低重置與沉沒成本之心，刻意阻止或者抹黑的行為反而助推了業界有識之士更清醒、主動地品鑒新品價值。

“全面平價時代，高功率組件所帶來的BOS成本與度電成本的降低，已經得到了電站投資商的廣泛認可。優化每一分成本、提升每一度發電，是我們的設計理念。”河北能源工程設計有限公司副總經理董曉青強調。

她進一步解釋并給出了權威研究結果：針對天合光能生產的445 瓦（166）和545 瓦（210）兩款組件，對比安裝于同一個地區（邊界條件一致，以實際案例進行測算），采用545 瓦高功率光伏組件尤其可以降低光伏支架的結構用鋼量、節約寶貴的土地資源。對于天合光能的210 組件，由于組件串聯數增加（可由26 增加至36），同一地區光伏電纜用量可減少將近40%；綜合比選結果，在不同的緯度地區，高功率組件BOS 成本均有降低，降低幅度在0.1～0.17 元/瓦。高功率組件能降低成本是確定的，高效、低成本是關鍵。全面迎接平價上網時代的到來，超高功率組件勢必會有更大發展。

作為嶄新的產品技術平臺，600瓦+開啟了度電成本下降的新通道。其從光伏系統及客戶價值角度提出了低電壓、大電流的設計理念，大幅度提升組串功率41%。相對目前市場上450瓦組件降低度電成本5%以上。

針對傳聞中210 的爭論與質疑，張映斌回應，210 高功率組件無論從熱量獲取，電功率輸出及散熱角度看，工作溫度都不會更高。組件的熱斑與電池尺寸沒有關系，主要取決于旁路二極管并聯電池數量和被遮擋電池的漏電流水平。室內及戶外的實證數據顯示：無論是室內還是戶外210 的55 版型組件的熱斑溫度與166/182組件在相同水平甚至更低。

無論是理論分析還是實測數據都表明，旁路二極管的最大電流在各種遮擋條件≤Imp（≈95% Isc），對210組件而言，背板組件的工作電流約為17.3安，雙面組件工作電流大約為21安；分別采用25安及30安的接線盒已經綽綽有余。

根據測算，210 組件由于線纜用量大幅度節省約40%左右，即使電流更大了，直流線損帶來的系統效率比友商組件大約低0.06%～0.08%，建議根據不同距離可兼并采用4平方毫米或6平方毫米電纜，以實現最大發電效率并節省投資成本。綜合來看，210 組件不論采用4 平方毫米電纜還是6 平方毫米電纜，電站的IRR及LCOE都較優。根據第三方機構無錫質檢所在銀川基地的實證數據，210 組件單面的發電量高于182-72 單面1.26%，高于166-72 單面約0.89%。210 的組件，提供與行業主流組件相同的載荷承諾，即正面5400帕，背面是2400帕。

“對于任何尺寸的組件來說，無論182還是210組件及其安裝方式的機械性能都需要長期應用驗證，包括新標準的測試通過性與實際運行情況下的性能皆需進行更全面的評估。”北京鑒衡認證中心總經理周罡強調，對于轉換效率接近的高功率組件本就沒有溫度升高的風險，還可以通過提高轉化效率、降低電池串阻、提高組件的散熱性能等方式進一步來控制組件工作溫度。高功率組件電池片電流或功率升高并非是造成熱斑風險的根本因素，局部漏電流才是熱斑風險的主要因素。因此對于高功率電池片來說，控制電池片的均勻性及邊緣漏電流便可以控制熱斑風險。此外，減少旁路二極管并聯的串內電池片數量和增加組件的并聯串數，皆有助于降低熱斑風險。

2021 年，600 瓦+的生態已經基本形成，但需要深度協同，縮短學習曲線，盡快釋放其價值，惠及整個產業鏈。

根據中國光伏行業協會預測，2023年210 硅片的市場占有率將超過50%。對此，多家企業負責人公開表示，在全產業鏈的共同努力下，預計210系列產品將占據更高市場份額，早日完成對158、166等尺寸的迭代，帶來更低度電成本，為碳達峰、碳中和目標貢獻更多力量。■