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叠瓦,必是未来组件技术的发展方向!

2019-03-22 11:09:23 作者:admin 来源:索比光伏网 网友评论 0

 组件封装,未来或将成为技术创新的重要来源。

 组件封装,未来或将成为技术创新的重要来源。

目前,1GW组件产能的投资成本仅为7000万元,和硅料、硅片、电池产业环节动辄几亿甚至十几亿的投资无法相提并论。因此,组件环节一直被认为是光伏四个产业环节中门槛最低的一个。

然而,由于硅片、电池片环节近几年都发生了较大的技术革命,这一系列最新的技术进步都为组件环节的新的技术革命埋下了伏笔,因此,未来3年左右组件封装技术发生根本性变化的概率极大,组件封装技术可能是未来创新的重要来源。

一、光伏组件封装技术的迭代

1、叠瓦技术将颠覆现有组件产能

一方面,新产线效率大幅提高。在2010年前后,一条年产能200MW的组件产线需要配备350名员工,而现在自动化程度最高的组件工厂仅需50人就可以是整条产线正常运转。

一方面,组件封装环节的新技术应用也在加速涌现。MBB多主栅技术、半片技术、MWT技术的应用都在加速老的组件设备的贬值进程。

因此,组件产线会加速贬值。然而,上述技术可与既有组件技术路线兼容,老的组件产能通过升级改造可以获得同样的效果,所以老产能虽然加速贬值但并不致命。

然而,目前叠瓦组件封装技术和既有组件封装技术兼容性很低。因此,如果叠瓦能成为主流的话,那么现有的组件环节的产能将全部报废。

2、未来组件成本下降要靠单瓦封装成本的降低

随着多晶电池片价格的不断下跌,最近发生了一件具有历史意义的事情:

一片60型组件的电池成本已经低于封装成本!

60片组件:电池成本VS封装成本

1)电池片成本

现在一张效率<18.6%的多晶电池片的价格约为3.77元;那么一块组件所需的60张电池片成本为3.77×60=226元。

2)封装成本

一片组件的含税封装成本已经高达185×1.16=214.6元,如下表所示。此外,还不能忘记运输和质保成本,此项成本与面积相关,应当和入组件环节的成本,目前此项成本占生产成本的约4%,相当于每片60型组件平均需要22元的运费和质保费用。

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可见,低效的多晶硅组件,封装成本已经高于60片电池成本。随着玻璃、铝等材料价格的上涨,这一现象在未来会越来越明显!

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综上所述:未来,组件价格下滑很难再依靠电池价格的下滑,而主要依靠平均单瓦成本的封装成本降低。

3、光伏成本构成历史性的转折!

2010年时,一张60型的组件电池成本占比高达91%,而封装成本仅有9%,由于电池成本占比奇高,所以降本的利器自然就是降低电池成本,降低电池成本就可以有效的降低光伏发电成本。

2018年9月,电池成本历史上首次低于封装环节的成本!

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行业发展到此刻,就意味着未来单纯降低电池价格对组件成本降低的效用已经十分有限。

如果再把后端的电站建设环节的成本考虑进来,当前电池片的成本占比更是只有21%,多晶电池价格计算降低到0,光伏电站系统成本无非是下滑20%,距离我们理想中的发电侧平价上网还有巨大距离,光伏未来廉价化的唯一出路在:提效。

引用一位爱旭的朋友的话:一切不以提效为目的的技术进步都是耍流氓。

二、光伏组件封装技术的变迁史

如果回顾一下组件封装的历史,就会发现,三十多年来,组件一直在走一条“浪费更多电池片却提升封装效率”的路线!

阶段一:硅片比黄金更珍贵

在最早期,一张单晶硅片价高达100元,比黄金还要珍贵!自然也就舍不得半点浪费。在昂贵的硅片面前,封装所用的材料的成本是微不足道的,于是当时封装的解决方案是这样的:

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阶段二:切掉一点点

随着硅料和长晶环节的优化,硅片电池片成本不断向下,这种大量留白、很没有效率的封装模式渐渐被热门抛弃。把圆圆的硅片适当切方以后进行封装,于是组件就变成了这个样子:

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(125mm单晶硅片,小幅度把硅片的圆边切掉一些以提升封装效率)

阶段三:节省面积更重要

进步的车轮一旦开始就根本停不下来,硅料均价和长晶成本还在不断地下滑,尤其是近些年单晶炉引入连续加料的长晶技术、提升了长晶的速率、提升切片效率等等一系列的进步,允许我们采用更加“奢侈”的封装模式,于是单晶硅片的M2、M4等规格的硅片应运而生,他们封装出来的组件是这样的:

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为了提升封装效率,在硅棒切方的过程中切掉非常大的比例,使硅片尽量呈现正方形,尽最大可能降低封装留白。

未来:一点不留白!

回顾了组件封装技术的变迁史之后,就更容易理解叠瓦技术未来的必然性。“浪费更多电池片却提升封装效率”的叠瓦技术可能是未来光伏组件环节最优的解决方案。

在一张60型面积大小相当的版型内,叠瓦组件可以封装66~68张电池片,比常规组件封装模式平均多封装13%的电池片,此时高效电池片变得越来越廉价而封装成本占比越来越高,在这种情形下,浪费电池片而节省单瓦封装成本的叠瓦组件技术正变得越来越有性价比。

高效电池片越是便宜,“浪费电池片、节省面积”的奢侈的封装模式就约有市场。叠瓦技术出来已经多年,但是一直没有得到大规模的应用,我认为重要的原因就是在5.31之前高效电池的价格还是太贵了。

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叠瓦技术是一个典型的按比例增加功率的技术,提升功率约10%,电池片素质越好,带来的增益越大。

2017年,的主流电池片封装后功率是270W,叠加叠瓦后增益270×1.1=297W;净增加功率27W;

2019年,常规封装模式功率达到310W的电池片将会大量充足供应,那采用叠瓦技术以后对应封装功率为310×1.1=341瓦,净增加功率31W。

可见,高效组件带来的增益明显好于常规电池片。因此,更高功率的单晶perc大量充足廉价的供应直接为叠瓦技术的大规模普及铺好了道路。下图为PERC电池片最近一年的价格走势。

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可见,PERC电池片从2017年每瓦2.58元/W跌倒了现在的1.08元/W。高效电池片价格的悄然变化即将引发组件技术的新革命(当然前提是能解决叠瓦的专利问题)

三、叠瓦的技术现状及应用情况

1、叠瓦是最有希望接棒PERC的技术创新

目前,应用最广泛的高效技术非PERC莫属。从2017年的兴起,到2018年的成熟,再到2019年的爆发,perc组件基本上完成了一个周期,预期从2020年将开始走向衰落。哪个技术将接档perc技术?

根据目前的技术发展情况,业内普遍看好“叠瓦”技术!但由于新技术发展的必然历程,预期2020年以后叠瓦才能迎来真正的大发展。在此之前,“PERC+半片”将成为一个过渡技术。

半片、多主栅和叠瓦,这三项技术的对比如下表所示。

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2、叠瓦组件生产情况

国内多家组件企业都推出了自己的叠瓦组件。下表是2018年SNEC展会上各企业展出的叠瓦产品。

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图片来源:亚化咨询

2018年叠瓦出货在1GW左右,最大的市场还是中国,内地市场占了一半的量。海外市场主要还是SUNPOWER和东方环晟为主,余下的赛拉弗阿特斯也有。

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大陆以外的市,其实基本上各个地方都有,但比较大量的会是在亚洲,所有的高效组件一开始出口到海外,一定会先入驻澳大利亚,因为澳大利亚本身是一个比较开放的市场,而且对于这个高效组件·新技术的接受度也都比较高,我们可以看到澳大利亚其实每家厂家都有叠瓦组件的出货。

3、中国叠瓦组件2018年前三季度的出口情况

下面的地图中,将全球各地区、不同类型叠瓦组件应用量用不同的颜色区分。

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橘色的部分主要是单晶perc的产品,灰色的部分是常规的多晶。

从2018年的叠瓦出货来看,大部分都还是以单晶perc为主,然后少量是多晶叠瓦组件。如果再从大小来分析,最主要是东方环晟和sunpower是72片版型,那其他厂家大部分是60片版型。

上图中是今年年初累计到九月的一个海关出口数据的分析,澳大利亚是最主要的一个海外的市场。那从1-9月累计大概有50兆瓦组件出货。

除了澳大利亚以外,其他还有泰国、日本、新加坡等,而中南美洲的智利,叠瓦有一个比较大的出货量,途中的黄圈图上有一个瓦数的分析,目前看起来72片版型的瓦数基本在385W/390W/395W,60片版型的话315W/320W为主,也有一些310W。

灰色部分是就是多晶叠瓦组件的部分,占据了一个比较小的部分,就是今年的多晶叠瓦出货比较少,今年1-9月,基本上没有看到N型叠瓦组件的大量出货。

N型的HIT电池,做叠瓦组件,切割电池还有技术上的难关需要克服,所以今年和明年N型叠瓦组件实际出货还是相对会少,但是在展会上还是可以看到此类产品的展出的。

四、结语

组件封装,这个往往最被大家轻视、资本支出最低的产业环节也是一个新技术不断涌现、设备产能容易更新淘汰的环节。

短短几年间,一条组件产线的产能从30MW~60MW~100MW到最新的250MW兆瓦演进;封装从两主栅、三主栅、五主栅、六主栅、甚至十二主栅演进;三角焊带、圆形焊带、半片封装、MWT封装、反光贴条、反光贴膜、菱形封装等等一大批新技术正在或即将应用。

然而,上述一些列技术和叠瓦技术比起来,就都只能算是小巫见大巫了!

避开专利问题不谈,如果2019年叠瓦技术能普及,叠加Se+perc高效电池片,60版型组件的封装功率会普遍来到340~350W。与2017年主流270W的组件相比,短短两年间组件功率进步足足80W!

客观的看待技术迭代,叠瓦市场的崛起还需要一些时间去酝酿跟成长。2018年出货量1GW,2019年预期3.5GW;直到2020之后,叠瓦逐渐会成为一个主流的产品之一。

这是最好的时代,一系列新技术风起云涌,光伏平价化正在大跨步走来;这是最坏的时代,那些跟不上时代潮流的企业正在或即将被淘汰。


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