歷經(jīng)霧霾頻繁襲城的呼吸之痛,發(fā)展清潔能源成為全民普遍意志,風機遍布、太陽能電池板走進千家萬戶。與此同時,價格高昂、依賴補貼廣為詬病。何時逆襲化石能源?光伏行業(yè)的答案是2020年甚至更早。
當下,降本增效無疑是光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的共同目標,特別是系統(tǒng)占比最高的光伏組件,無論是單晶組件還是多晶組件,均以技術帶動不斷優(yōu)化性價比。
就單晶組件而言,金剛線切割破解硅片成本,PERC等高效技術拉動效率提升,其平價上網(wǎng)路線日漸明晰。
降本仍可 效率高升
單晶最早的歷史可追溯至1917年,波蘭科學家發(fā)明了直拉單晶技術,但因其成本居高不下發(fā)展并不如后期出現(xiàn)的多晶。在2009-2012年光伏產(chǎn)能大擴張階段,多晶鑄錠由于易于擴展而快速占領市場。而單晶生長及金剛線切割技術的應用,逐漸打破了這一平衡。
光伏組件成本中,占比最高的當屬硅片的35%~40%。單晶硅片由金剛線切割技術全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂漿線后,切割效率提升50%,成本快速下降。2015年,單晶龍頭隆基便宣布全部轉換成功,同時有更多業(yè)界企業(yè)的跟進,單晶產(chǎn)能快速釋放,當年市場占比便攀升至15%,2016年擴大至27%。
當然成本并不是單晶熱潮的唯一支點,還有效率的護航。單晶完整的晶體結構有著更高效率的優(yōu)勢,普通單晶組件效率可達17%以上,加之PERC等高效技術后,效率進一步提升。
“PERC即背鈍化技術,是目前光伏行業(yè)的重點可量產(chǎn)高效技術,產(chǎn)線上只須增加兩道工藝,一道鍍膜鈍化,一道激光開槽,加上這兩個工藝之后,實現(xiàn)電池轉換率提高1.0%~1.2%。”隆基樂葉產(chǎn)品營銷總監(jiān)王夢松解釋。目前隆基樂葉的單晶PERC組件量產(chǎn)效率達21.1%,60片組件輸出功率295~300W。
未來效率的進一步走高則可憑借雙面PERC技術、N型技術以及組件端的疊片技術等。王夢松介紹:“雙面PERC可以保持原先單面PERC高轉換效率的同時,背面也可以發(fā)電,這樣雙面發(fā)電對系統(tǒng)約提升10%~25%的發(fā)電量,并且制造成本沒有明顯增加,包括隆基樂葉等業(yè)內企業(yè)在內都在積極布局投入量產(chǎn);N型單晶的主流量產(chǎn)技術PERT,也是雙面電池,效率可達21%~22%,無光衰,但成本有待降低;疊片即組件表面被電池布滿,受光面積增大,放棄焊帶改用導電膠,效率提升約8%,組件抗隱裂能力增強,隆基樂葉也儲備了疊片技術。”
高效單晶技術路線多元化,帶來的不僅是系統(tǒng)端發(fā)電量的提升,且減少安裝、土地費用等,有效降低度電成本。隆基樂葉總裁李文學指出,隨著拉單晶環(huán)節(jié)成本的進一步降低,單晶組件的性價比將愈加優(yōu)越。
共享低衰技術
單晶高效化推進亦非一路坦途,最大的阻礙便是其較高的初始衰減。
在光伏組件封裝材料可靠以及無外界破壞性因素存在的前提下,影響發(fā)電量的關鍵因素便是功率衰減,包括初始光致衰減和長期老化衰減。
初始光致衰減,即組件功率在剛開始使用的最初幾天發(fā)生大幅度下降,但隨后趨于穩(wěn)定,主要原因是摻硼P型硅片硼氧化。老化衰減是指在組件長期在紫外線照射下,功率緩慢下降,也與封裝材料的性能退化有關。
老化衰減,單、多晶組件兼有。而初始光致衰減因硅片性質影響更大的是單晶組件,前2~3個月會出現(xiàn)初始光致衰減達到峰值,但之后9~10個月內將逐漸恢復,解決辦法便是對電池片進行光照預衰減,使電池早期光致衰減發(fā)生在組件制造之前。
據(jù)悉新南威爾士大學已與隆基樂葉合作研發(fā)了LIR(光致再生)技術,可有效降低單晶初始光衰。最新消息則是李文學宣布將向行業(yè)公開此項技術。
他介紹,經(jīng)過多年的產(chǎn)業(yè)化試驗,LIR低衰減技術已得到各類環(huán)境和檢測機構的認可。使用LIR技術的隆基樂葉單晶組件通過了2015年3月~2016年3月一整年在CTC(中國建材檢驗認證集團股份有限公司)光伏產(chǎn)品海南實證基地的戶外測試。在全國31家被抽檢光伏企業(yè)、32種組件規(guī)格型號(包含單、多晶)中衰減最低,名列第一。
LIR技術共享之下,單晶初始光衰或將成為歷史。
5月產(chǎn)能陸續(xù)釋放
性價比不斷優(yōu)化、初始光衰有效解決,單晶市場鋪墊看似已完成。但詢問部分電站業(yè)主,反饋最多的卻是單晶價格高、產(chǎn)能供應不足。
對此,隆基樂葉董事長助理王英歌回應:“供需決定價格,價格和成本并無必然關系。單晶市場需求旺盛,目前產(chǎn)能并不能滿足市場供應。”
王英歌透露,根據(jù)目前公開信息,未來兩到三年,包括隆基樂葉、中環(huán)、晶澳、協(xié)鑫、晶科等企業(yè),單晶擴產(chǎn)產(chǎn)能至少有47GW。
“國內市場,隆基單晶產(chǎn)能的主要布局點此前是寧夏,去年1月底銀川3GW單晶硅棒和切片項目正式開工,今后云南將成為重點城市,包括保山5GW、麗江5GW、楚雄10GW;電池在合肥和泰州,全部為PERC高效電池。而國際市場,馬來西亞、印度均有布局。2017年隆基樂葉的單晶硅片、組件產(chǎn)能將分別達到12GW、6.5GW,2018年18GW、8GW,2019年20GW單晶硅片、10GW單晶組件。”王英歌進一步說道,“今年5月銀川3GW產(chǎn)能就將正式投產(chǎn),屆時將有效緩解單晶產(chǎn)品短缺情況。”
之所以選擇云南,李文學解釋,隆基樂葉希望做清潔能源的“放大器”,云南水電資源豐富,但棄水嚴重,正好利用清潔能源生產(chǎn)清潔能源,效益擴大化。
李文學判斷,在單晶產(chǎn)品性價比不斷完善以及充足產(chǎn)能的助攻下,2020年光伏平價上網(wǎng)可期,光照資源豐富地區(qū)度電成本甚至可以到0.25元左右。