Mười năm trước, một mô-đun tiêu chuẩn có công suất trên bảng tên từ 250 W đến 280 W. Ngày nay, các sản phẩm phổ thông đi vào các nhà máy quy mô tiện ích-có công suất từ ​​600 W đến 700 W. Bản năng đầu tiên của hầu hết mọi người là ghi nhận hiệu quả của tế bào nhưng hiệu quả chỉ giải thích một phần nhỏ của sự thay đổi. Câu trả lời thực sự nằm trong cấu trúc chi phí của hệ thống.
 

Công suất đầu ra của mô-đun giảm xuống một phương trình khá đơn giản:

Công suất=Ánh sáng-khu vực tiếp nhận × Hiệu suất chuyển đổi × 1000 W/m² (bức xạ tiêu chuẩn)

Trong mười lăm năm qua, hiệu suất chuyển đổi đã tăng từ khoảng 15% lên 22% hiện nay đối với PERC, 23%–24% đối với TOPCon và 24%–25%+ đối với BC và HJT. Đó là mức cải thiện khoảng 60% và là một mức thực sự ấn tượng, nhưng nó không thể tạo ra bước nhảy 2,5× từ 280 W lên 700 W.

Phần còn lại đến từ khu vực. Chiều dài cạnh của tấm wafer đã tăng từ 156,75 mm lên 166 mm, 182 mm và 210 mm (các định dạng M6, M10 và G12 mà ngành đề cập đến), đồng thời số lượng ô tăng từ 60 lên 72, sau đó giảm một nửa bố cục 144, 132 và các bố cục khác. Diện tích mô-đun tăng từ khoảng 1,6 m2 lên hơn 3 m2.

Vì vậy, cách chính xác để diễn đạt nó là thế này:diện tích bảng điều khiển ngày càng tăng, hiệu quả ngày càng được cải thiện và bảng tên chỉ đơn giản báo cáo sản phẩm của cả hai.

Có một điểm đáng được nhấn mạnh vì nó thường bị nhầm lẫn:công suất cao hơn không có nghĩa là hiệu quả cao hơn.Mô-đun 700 W và mô-đun 450 W có thể tạo ra cùng một năng lượng trên mỗi mét vuông. Cái đầu tiên chỉ lớn hơn.

 

Yếu tố quyết định là chi phí điện năng quy dẫn (LCOE) - tổng chi phí trọn đời chia cho tổng năng lượng được sản xuất.

Việc giảm chi phí trong PV từng được thực hiện trên chính mô-đun. Nhưng khi giá mô-đun sụt giảm, tỷ trọng của mô-đun trong chi tiêu vốn ban đầu của nhà máy đã giảm từ hơn một nửa xuống còn khoảng 40% hoặc ít hơn. Phần còn lại là BOS (cân bằng hệ thống): giá đỡ, móng, cáp DC, hộp tổ hợp, bộ biến tần, đất đai, đường vào, nhân công lắp đặt và thiết bị nâng hạ. Một phần đáng kể trong số chi phí đó làgiá không phải trên mỗi watt, mà trên mỗi đơn vị và trên mỗi mét vuông.
 

Đó là logic cốt lõi đằng sau các mô-đun lớn. Lấy một nhà máy 100 MW:

Việc loại bỏ gần 80.000 mô-đun có ý nghĩa gì trong thực tế? Giảm 80.000 lần nâng và vị trí, giảm 160.000 bu lông lắp, giảm 80.000 thao tác đi dây và giảm xà gồ và kẹp theo tỷ lệ. Tất cả những điều này là chi phí lao động và tiêu hao giảm dần theo tuyến tính.
 

Các mô-đun lớn cũng có dòng điện hoạt động cao hơn (các sản phẩm định dạng 210{1}}có thể đạt tới dòng điện ngắn mạch trong phạm vi 18 A) và điện áp hệ thống 1500 V, do đó mỗi chuỗi mang nhiều công suất hơn. Ít chuỗi hơn có nghĩa là thời gian chạy cáp DC ngắn hơn, ít bộ kết hợp hơn và ít đầu vào MPPT biến tần hơn. Ước tính chung của ngành đối với việc chuyển từ loại 540 W sang loại 700 W là BOS tiết kiệm được vài xu trên mỗi watt, đồng nghĩa với việc giảm tổng vốn đầu tư của hệ thống từ 1%–3%. Đối với một dự án tiện ích có vốn đầu tư hàng trăm triệu, tỷ suất lợi nhuận đó thực sự là đòn bẩy cạnh tranh trong đấu thầu.
 

Sản xuất được hưởng cổ tức như nhau. Số lượng tấm bán dẫn mà một dây chuyền xử lý mỗi giờ phần lớn được xác định bởi thời gian sử dụng của thiết bị chứ không phải bằng kích thước của tấm bán dẫn. Việc tăng từ 182 mm lên 210 mm sẽ làm tăng số watt được sản xuất mỗi giờ trên cùng một thiết bị lên khoảng 30%, do đó khấu hao, diện tích nhà xưởng, nhân công và bao bì đều giảm trên cơ sở mỗi-watt. Đây là lý do trực tiếp khiến cuộc đua kích cỡ trở nên-nóng bỏng sau năm 2019.

 

Tăng quy mô mọi thứ theo tỷ lệ và bạn gần như gặp phải bức tường kỹ thuật ngay lập tức. Các định dạng lớn chỉ hoạt động do có toàn bộ gói hỗ trợ thay đổi thiết kế:

Vấn đề bình phương-hiện tại.Nhân đôi diện tích tấm bán dẫn và dòng điện đầu ra gần như tăng gấp đôi, nhưng tổn thất điện trở tỷ lệ với bình phương của dòng điện - nên tổn thất tăng gấp bốn lần. Do đó, các mô-đun lớn phải sử dụng các ô-cắt một nửa (và thậm chí là phần{3}}cắt thứ ba), thiết kế nhiều thanh cái (MBB, chuyển từ 5 thanh cái lên 12 thanh cái trở lên) và các tấm bán dẫn hình chữ nhật (182×210, 210R, v.v.) để đẩy dòng điện trên mỗi ô trở lại phạm vi có thể chấp nhận được. Nếu không có những biện pháp này, việc mở rộng định dạng sẽ khiến hiệu quả trở nên tồi tệ hơn chứ không phải tốt hơn.
 

Tải cơ khí.Mômen uốn do tải trọng gió và tuyết tăng phi tuyến tính theo nhịp. Khi diện tích tăng lên, mặt cắt ngang của khung-phải được thiết kế lại, kính dày hơn hoặc chuyển sang loại kép 2,0 mm và các vị trí lỗ-gắn phải được di dời - nếu không độ lệch quá mức ở trung tâm sẽ gây ra các vết nứt nhỏ trên ô. Nhiều tranh chấp về chất lượng xung quanh các sản phẩm-định dạng lớn ban đầu đều bắt nguồn từ chính vấn đề này.
 

Khả năng tương thích giao diện.Nếu dòng điện mô-đun vượt quá giới hạn đầu vào MPPT của biến tần hoặc điện áp mạch-mở chuỗi chạm trần 1500 V thì lợi thế về chi phí của mô-đun lớn sẽ không còn nữa. Do đó, lộ trình định dạng phải phù hợp với các nhà sản xuất biến tần và bộ theo dõi. Bộ theo dõi đặc biệt nhạy cảm: các mô-đun lớn hơn làm tăng tải trọng xoắn do gió-gây ra, do đó độ cứng xoắn và thiết kế giảm chấn phải theo kịp.
 

Những giới hạn cứng nhắc của hậu cần và lao động.Khi mô-đun đạt chiều dài 2,4 m và vượt quá 30 kg, việc xử lý thủ công đã đạt đến giới hạn và cần có các thiết bị hỗ trợ lắp đặt cơ học. Trong khi đó, các ràng buộc vật lý như kích thước vùng chứa bên trong và giới hạn chiều rộng đường sẽ vẽ một đường thẳng mà định dạng không thể vượt qua một cách hiệu quả - nếu kích thước không được đóng gói hiệu quả vào vùng chứa tiêu chuẩn thì chi phí vận chuyển mỗi watt sẽ tăng lên.
 

Đặt tất cả lại với nhau và hình ảnh rõ ràng:lợi ích cận biên của việc tăng quy mô đang giảm dần, trong khi chi phí cận biên - tải, hậu cần, lắp đặt, rủi ro vi nứt - đang tăng lên.Nơi hai đường cong đó giao nhau đại khái là lý do tại sao ngành công nghiệp đã quyết định ở gần định dạng 210 ở khoảng 700 W. Cuộc tranh luận-được gọi là "182 và 210" chưa bao giờ là về cái nào lớn hơn; đó là thứ phù hợp hơn với toàn bộ hệ sinh thái công nghệ tế bào, bộ biến tần, giá đỡ và container vận chuyển.
 

Logic quy mô tiện ích-sẽ mất phần lớn lực lên mái nhà dân cư và ở một số nơi, nó sẽ đảo ngược. Hệ thống dân cư có cơ cấu chi phí khác nhau và các hạn chế khác nhau: diện tích mái hạn chế, hình dạng không đều, lắp đặt thủ công và tuổi thọ hơn 20 năm. Mô-đun này chiếm tỷ trọng nhỏ hơn trong tổng mức đầu tư so với việc đầu tư vào một nhà máy tiện ích, trong khi-hỗ trợ lao động và sau bán hàng lại chiếm tỷ trọng lớn hơn.

Ưu điểm của tấm lớn trong dân cư

Ít đơn vị hơn có nghĩa là ít giờ lao động hơn và ít điểm kết nối hơn.Hệ thống 8 kW cần 20 mô-đun ở 400 W, nhưng chỉ cần 16 mô-đun ở 500 W. Ít hơn 4 mô-đun có nghĩa là ít hơn 8 cặp giao tiếp MC4, ít hơn 8 bộ kẹp-và{10}}bu lông cũng như ít cáp DC hơn vài mét. Ở các thị trường có chi phí-lao động{13}}cao - Châu Âu, Bắc Mỹ, Úc -, mức tiết kiệm ở đây thường vượt quá mức chênh lệch giá của chính các mô-đun. Và vì đầu nối MC4 là điểm hỏng tần số cao{18}}đã được công nhận và là nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố và cháy hồ quang DC trong các hệ thống dân dụng nên việc giảm số lượng kết nối tự nó đã mang lại độ tin cậy.

Nhiều công suất hơn khi không gian mái nhà chật hẹp.Trong đó diện tích có thể sử dụng là ràng buộc ràng buộc - mái dốc đơn của một ngôi nhà liền kề ở đô thị, ví dụ: - công suất trên mỗi mét vuông cao hơn có nghĩa là công suất lắp đặt nhiều hơn và tỷ lệ tự-tiêu thụ cao hơn trên cùng một mái nhà. Nhưng nói chính xác hơn: công việc ở đây là W/m2 (hiệu suất mô-đun), chứ không phải xếp hạng trên bảng tên. Một tấm pin lớn với hiệu suất bình thường không có lợi thế gì so với tấm nhỏ hơn, hiệu quả hơn trên một mái nhà hạn chế.

Công việc kết cấu và định tuyến cáp sạch hơn.Ít thiết bị hơn có nghĩa là bố trí đơn giản hơn, đường ray và ống dẫn gọn gàng hơn, chất lượng lắp đặt ổn định hơn và xác định vị trí lỗi dễ dàng hơn trong quá trình bảo trì sau này.

Các định dạng chính thống có chuỗi cung ứng trơn tru nhất.Kích thước-khối lượng cao nhất có giá thấp nhất, khoảng không quảng cáo kênh sâu nhất, thời gian giao hàng tốt nhất và không gian thương lượng nhiều nhất. Điểm này xuất hiện lại bên dưới dưới một hình thức rất khác.

Chi phí của các tấm lớn trong khu dân cư

Độ chi tiết của bố cục thô hơn và nhiều cạnh bị lãng phí hơn.Mái nhà dân cư đi kèm với ống khói, cửa sổ trần, mái nhà, ống thông hơi, lối vào, đường gờ và nút giao thông hông. Mô-đun càng lớn thì càng khó tìm được vị trí giữa các vật cản đó. Một kết quả chung là việc chuyển sang sử dụng các tấm lớn hơn thực sự làm giảm tổng công suất mà mái nhà có thể chứa được. Sự mất mát đặc biệt rõ rệt trên mái nhà nhiều-ở châu Âu và trên mái nhà phức hợp ở nông thôn ở Trung Quốc.
 

Tổn thất bóng được khuếch đại.Bóng của một cột điện hoặc một cái cây đổ vào một buổi chiều mùa đông sẽ có sức mạnh tuyệt đối hơn khi nó chiếu qua một tấm lớn hơn là một tấm nhỏ. Điốt rẽ nhánh thường chia mô-đun thành ba vùng và các vùng đó càng lớn thì càng có nhiều diện tích bị kéo xuống với các ô được tô bóng.
 

Rủi ro xử lý và lắp đặt cao hơn.Việc mang một tấm dài 2,3 m và nặng hơn 30 kg lên thang lên mái ngói 30-với hai người làm việc trong điều kiện có gió về cơ bản là một loại rủi ro khác với công việc gắn trên mặt đất. Rất nhiều trình cài đặt chống lại các bảng lớn vì lý do không mấy hấp dẫn này.
 

Thay đổi phân bố tải trọng kết cấu.Trên các mái nhà cũ, công suất xà gồ, điểm chịu lực của ngói và khả năng chống thấm đều được thiết kế xung quanh khoảng cách cố định của các mô-đun nhỏ hơn. Các tấm lớn thay đổi cả vị trí tải trọng và nhịp giữa chúng, điều này không phải lúc nào cũng thân thiện với các tòa nhà hiện có. Đôi khi cần phải gia cố và một phần tiết kiệm khác sẽ biến mất.
 

Thiết bị điện tử cấp độ mô-đun có thể cần nâng cấp.Bộ tối ưu hóa năng lượng và bộ biến tần vi mô có công suất đầu vào và mức trần hiện tại. Nếu dòng điện mô-đun vượt quá chúng thì cần phải có một model đắt tiền hơn để bù đắp cho khoản tiết kiệm lắp đặt. Điều này phải được đưa vào tính toán lựa chọn ngay từ đầu.
 

Sự sẵn có của các bộ phận dự phòng: vấn đề thực sự-lâu dài.Đây là yếu tố dễ bị bỏ qua nhất trong khu dân cư và khó khắc phục nhất sau thực tế.
 

Hệ thống dân cư được thiết kế để hoạt động trong 2{0}}năm năm nhưng các định dạng mô-đun sẽ được thay đổi từ ba đến năm năm một lần. Định dạng ô 60-toàn bộ{10}}ô cũ hơn (khoảng 1,65 m, 300–350 W) hiện đã ngừng sản xuất và thế hệ 250 W trước đó đã biến mất hoàn toàn. Nếu hôm nay một hệ thống được cài đặt vào năm 2016 bị mất một mô-đun, thì việc tìm ra mô hình ban đầu - có cùng kích thước, cùng thông số điện áp và dòng điện - trên thực tế là rất khó khăn.
 

Hệ quả tầng tầng:

Sự không phù hợp về kích thước.Các sản phẩm hiện tại thường dài hơn và rộng hơn. Chúng sẽ không vừa với khoảng cách đường ray và vị trí kẹp hiện có, vì vậy bạn có thể sửa đổi giá đỡ hoặc có một khoảng trống vĩnh viễn.
 

Sự không phù hợp về điện.Việc trộn các mô-đun có điện áp mạch hở-khác nhau và dòng điện hoạt động vào cùng một chuỗi có nghĩa là mô-đun yếu nhất sẽ giữ lại toàn bộ chuỗi và tổn thất thực tế có thể vượt xa đầu ra của một bảng điều khiển bị lỗi. Tránh điều đó có nghĩa là việc thay thế toàn bộ chuỗi - một mô-đun bị lỗi sẽ trở thành chi phí ở cấp độ chuỗi-.
 

Chuỗi bảo hành bị hỏng.Trong trường hợp nhà sản xuất ban đầu đã rời khỏi thị trường hoặc ngừng sản xuất model, các cam kết bảo hành nguồn điện và thay thế thường không có lộ trình thực tế để được thực hiện.
 

Các bộ phận đã qua sử dụng không đáng tin cậy.Những gì còn lại thường là các mô-đun đã được kéo hoặc kho-cuối{1}}dòng, không rõ nguồn gốc, trạng thái xuống cấp và tình trạng vi nứt - và không nhất thiết phải rẻ.
 

Vì vậy, bản năng "chọn các bảng nhỏ hơn để bố trí dễ dàng hơn" cần áp dụng mức giảm giá dọc theo trục thời gian:việc cố ý chọn một định dạng nhỏ vốn đã{0}}đã bị gạt ra ngoài lề ngày nay sẽ gây ra vấn đề về phụ tùng thay thế trong thập kỷ bảo trì trở lên trong thập kỷ tới.Tuy nhiên, đây không phải là lập luận cho rằng càng lớn thì càng tốt, bởi vì các thông số kỹ thuật lớn nhất và mới nhất có tốc độ thay đổi nhanh như nhau và không nhất thiết phải tồn tại lâu hơn các thông số kỹ thuật phổ biến.
 

Sự lựa chọn thực sự khôn ngoan làdạng phổ thông với số lượng giao hàng cao nhất hiện nay, vẫn đang được sản xuất và được cung cấp bởi nhiều nhà sản xuất- không phải là cực đoan về phổ kích thước. Đối với khu dân cư, dải đó hiện có khoảng 54-ô / 108 sản phẩm nửa ô: dài khoảng 1,7 đến 1,9 m và công suất định mức 420–470 W. Lợi ích không chỉ là tính thân thiện với bố cục mà còn có khả năng là một sản phẩm thay thế gần gũi, cả về hình dạng và thông số, vẫn có thể mua được trong nhiều năm kể từ bây giờ.
 

Khi điều kiện cho phép, hai quyết định ở giai đoạn thiết kế sẽ giảm thiểu rủi ro sau này một cách có ý nghĩa:

Chỉ định-thiết bị điện tử công suất cấp mô-đun(bộ tối ưu hóa hoặc bộ chuyển đổi vi mô) để mỗi bảng hoạt động độc lập và việc trộn các mô-đun với các thông số khác nhau sau này sẽ không kéo xuống toàn bộ chuỗi.

Giữ một hoặc hai mô-đun từ cùng một lô sản xuất làm phụ tùnglúc bàn giao. Chi phí không đáng kể và gần như là cách duy nhất để đảm bảo một sự thay thế tương tự-cho-tương tự sau hai mươi năm.

Bốn điều quan trọng hơn đánh giá trên bảng tên:

Watt trên mét vuông(hiệu suất mô-đun) - xác định mức công suất mà một mái nhà giới hạn có thể chứa được.

Kích thước vật lý phù hợp như thế nào xung quanh vật cản trên mái nhà của bạn- xác định tỷ lệ bao phủ thực tế đạt được.

Trọng lượng và khả năng lắp đặt- xác định mức độ an toàn tại công trường và báo giá lao động.

Định dạng này hiện đang được sản xuất phổ biến với các nhà cung cấp ổn định hay không- xác định liệu hệ thống có thể sửa chữa được sau 20 năm nữa hay không.

Tấm 450 W lãng phí 15% mái nhà sẽ thua tấm 420 W che phủ toàn bộ mái nhà. Và một bảng điều khiển có thông số kỹ thuật hấp dẫn sẽ ngừng sản xuất sau ba năm nữa và không còn nguồn dự phòng, có thể thua cả hai trong toàn bộ vòng đời của hệ thống.
 

Đóng cửa

Các tấm pin mặt trời ngày càng lớn hơn vì đây là trường hợp trong sách giáo khoatối ưu hóa cấp độ hệ thống ghi đè-tối ưu hóa cấp độ thành phần.Nguyên nhân dẫn đến không phải là những kỷ lục về hiệu suất được thiết lập trong phòng thí nghiệm mà là những chi tiết không mấy nổi bật: bu lông giá đỡ, dây cáp chạy, giờ hoạt động của cần cẩu và bức tường bên trong của một container vận chuyển.

Và chính xác vì đây là câu trả lời ở cấp độ hệ thống nên nó có ranh giới ứng dụng rõ ràng:trên sa mạc rộng lớn, lớn hơn là đúng; trên mái nhà có ống khói và cửa sổ trần, vừa vặn là đúng.