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182组件产品白皮书丨实现地面电站最优度电成本的组件解决规划

918博天堂新闻

2021.5.26

布景:光伏硅片的尺寸演化

光伏硅片的尺寸演化必要思考两方面成分：一方面是硅片尺寸变动对产业链造作成本的影响；另一方面是从组件利用的角度考量硅片尺寸对组件尺寸、电参数及组件在系统端利用的影响。

早期光伏电池类似于半导体芯片，设备与工艺的成本很高，增大硅片尺寸能够显著降低电池的造作成本。随着光伏产业逐步成熟，起头与半导体产业分路扬镳，沿着低成本的路线急剧发展，如今每瓦的造作成本不到0.2元，降低了数十倍；硅片/电池尺寸也独立演化出了M1(156.75-Φ205mm)、M2(156.75-Φ210mm)、M4 (161.7-Φ211mm)等规格，同时硅片厚度持续减薄。

行业主流硅片尺寸在156.75mm上不变数年后，又出现了G1(158.75-Φ223mm)和M6(166-Φ223mm)。其推出逻辑一方面是可兼容寂仔电池与玻璃出产线，获得立竿见影的成本节��；另一方面是组件尺寸增幅不到10%，能够全场景代替原M2组件，系统端在维持原有天堑前提不变的情况下也可获得肯定BOS成本节俭。

随着光伏产业链的大规模扩产，光伏企业能够跳出产线兼容性的限度思考一款新的尺寸，有企业推出了与半导体规格一致的12英寸硅片，提出了G12(210-Φ295mm)规格，旨在进一步降低电池造作成本，同时通过更大尺寸的高功率组件来降低系统成本。而M10(182-Φ247mm)规格推出的逻辑则是以为：分歧于半导体产业链，光伏电池的造作成本因其目前在产业链成本占比力低，已不是尺寸变动的主题考量成分；应综合思考光伏组件设计、利用的各项天堑前提，由最优组件尺寸反推硅片尺寸。经过对全产业链(造作、运输、装置、发电机能与系统匹配各环节)的深刻分析，M10规格应运而生。

(注：半导体的12英寸硅片相比8英寸硅片厚50μm；12英寸硅片也并未代替8英寸硅片，重要用于≤28nm工艺的芯片，用于节俭高额的芯片加工成本)

设计思路:组件尺寸的天堑前提

Ⅰ. 组件的包装运输

图1. 182组件选取侧立的包装方式，最大化利用集装箱空间又留有约10cm装卸余量，组件在项目现场可安稳搁置

光伏组件通常选取短边垂直于地面的侧立包装方式，因平放会因运输中的振动导致组件隐裂甚至破损；侧立则保险了运输的靠得住性问题，同时长边着地使组件在项目现场搁置时拥有较好的不变性；竖立的包装则不变性差易倾倒且增长拆包装的难度。

在海运的40HC集装箱中，两托组件双层堆垛放入集装箱，因而两托组件的高度不能高于集装箱门高2.57m。再思考到项目现场地形的肯定升沉，需为叉车卸货留下约10cm操作余量，组件宽度被限度在约1.13m，反推出182mm的硅片尺寸:

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Ⅱ. 组件的人为搬运、装置

此前光伏组件尺寸、沉量在肯定领域内增大，人为搬运、装置成本的确成降落趋向，但必然存在肯定界限，超过该天堑后，人为装置的难题度显著增长，导致工人易委顿或装置破损率显著提高。

光伏组件的宽度此前在1m左右，装置工人双臂天然张开即可抓握住组件，组件宽度适度增长到~1.13m后两人的搬运在平展地形下仍可不变实现。但组件宽度不宜进一步加宽预防影响搬运的安稳性。

单人频仍搬运的沉量极限大体为20~25kg，两人的沉量极限则并非单一乘2，而必要思考0.666的系数，即两人搬运的极限沉量为：

25kg×2×0.666=33.3kg＜35kg

因而组件沉量宜节造在33.3kg以内，最大不超过35kg。72c-182双面双玻组件的沉量约32kg，除升沉很大的山地场景两人可顺利实现长功夫的搬运与装置工作，相对于目前主流的72c-166组件可节俭人为成本。

图2. 182组件的尺寸与沉量根基达到两人方便搬运、装置的上限

Ⅲ. 组件的载荷能力

决定光伏组件载荷能力的首要成分是玻璃，其次是边框。从组件成本与沉量节造的角度，双面双玻组件的玻璃厚度宜维持在2mm�；�2+2mm双玻结构并合理节造边框成本的前提下，组件的尺寸不宜超过肯定界限，不然其招架静态载荷、动态载荷的能力均会显著降低，在尝试室测试与户表利用前提下易出现边框粉碎、玻璃爆裂、大量隐裂导致组件衰减过高档情况。

凭据理论分析，182组件的边框应力在载荷下处于安全天堑(图3中的左图为5400Pa载荷下的边框应力仿照)，且宽度增长带来应力上升显著高于长度增长的了局。在背面无梁装置接受3600Pa静载前提下，1.13m宽度的组件形变量相对较低，组件载荷后的功率衰减低于2%。因而，从光伏电站投资收益风险节造的角度，组件组件尺寸尤其是宽度不宜再进一步增长。

图3. 182组件的机械载荷能力处于安全界限之内，组件宽度超过1.2m后，载荷下的形变带来显著的隐裂与功率衰减

产品情况

Ⅰ. 尺寸、沉量、电参数?

如上一节的分析，凭据组件尺寸与沉量上的限度前提，维持经典的半片组件版型设计，可反推出约莫182mm的硅片边长。182(M10)硅单方面积为330.15cm??，相比274.15cm?的166(M6)硅片增大20.4%，因而组件的面积、沉量、电流相应提升，以下列出了72C的182与166组件典型参数：

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能够看出，由于拥有相对合理的尺寸与沉量，182组件是极度适合于大型地面电站利用场景的组件解决规划。

II. 量产情况

182组件是跳出产能兼容性限度，针对电池、组件新产能所打造的尺度化尺寸，是继166之后新的行业最大协议数，截止2021年底918博天堂、晶科、晶澳均布局了至少30GW电池与组件产能，全产业的182电池与组件产能超过100GW。

首批182组件已于2020年Q4大规模量产、供货，由于组件尺寸变动低于20%，因而维持了很高的产业链成熟度：硅棒与硅片维持了与166一样的造作良率；电池光电转换效能、良率也迅速达到与166一样的水平；双面组件量产功率535/540Wp，组件载荷能力、热斑温度等均在安全天堑内。

Ⅲ. 产业链配套与产品尺度化

182组件在尺寸与电流上有肯定变动，对组件BOM与系统端配套提出了新的要求。

组件的BOM方面，新建的光伏玻璃造作与深加工产能均可兼容1.13m宽幅玻璃，胶膜与背板的供给也不存在阻碍；由于电流增约莫20%，182双面组件使用了额定电流25A的接线盒（该接线盒使用了3个大尺寸的旁路二极管），维持了充足的安全余量，，充分保险了大电流长功夫运行下的靠得住性。

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系统端重要涉及组串式逆变器与平单轴跟踪支架的匹配。依照约15%的发电增益，Impp为13A的双面组件需选取15A的组串式逆变器，可通过此前主流的13A组串式逆变器幼幅调整实现，无需扭转主题的IGBT芯片，产品可向下兼容166等组件，预防了产品的碎片化与主题元件调换的风险。

182组件长杜纂宽度增长约9%，跟踪支架通过适度的结构加强可承载一样组串数量的组件，承载组件总功率的提升可带来支架单瓦成本的降低。目前主流1P与2P跟踪支架均已适配182组件。如第2节中所述，思考到风载下的组件形变、隐裂带来的功率衰减，不宜在跟踪支架上利用更宽的组件(尤其是2P跟踪支架)。

系统端价值

高功率组件的BOS成本节俭重要源自3个方面：A-选取大支架设计提高单体支架上承载的光伏组件总功率，摊薄单Wp的支架与桩基础成本；B-通过提高串功率削减衔接光伏组串和汇流箱(或组串式逆变器)的光伏电缆的总长度；C-适度增长组件尺寸摊薄单Wp的人为装置成本。

图4. 地形升沉大时单体支架长度受限，平展地形则能够设计超长支架

地形升沉很大的山地电站单体支架长度受限、大组件的搬运存在难题，因而182组件重要合用于地形相对平展的荒漠、丘陵、滩涂蹬爪用场景，通过结合超长支架设计、优化的桩基础间距显著节俭成本。

对于固定式支架，单体支架长度因钢的热胀冷缩需限度在约120m，182组件兼容两排竖装(2P)与4排横装(4L)支架设计，通过调整单支架上的组串数可适应分歧的地形前提。2P固定式支架的典型长度如下表(按每串26块182组件推算)：

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与固定支架类似，跟踪支架在结构长度上存在限度，进一步增大组件尺寸、增大串功率将导致单支架上的组串数削减，无法提高单体跟踪支架承载的总功率，也就无法节俭支架成本。

电缆成本方面，如图5所示，随着组件电流与串功率的提高，4mm??光伏电缆成本逐步降低，降幅趋缓；同时电缆上功率损耗带来的成本则近似成线性增长。综合思考这两方面成本，最佳成本点的电流约为14~15A，也就是182双面组件的工作电流值。此表，若是两路组串2汇1后通过6mm??光伏电缆接入汇流箱(或组串式逆变器)，电缆成本还会有进一步节俭。

图5. 4mm?电缆的综合成本(=电缆成本+线损成本)与双面组件最大工作电流(叠加背面)的关系曲线

人为成本方面如第2节所述，两人搬运、装置的光伏组件沉量有肯定极限值，超出极限值的长功夫工作将导致工人易委顿、工作效能降落，装置破损率提高。

综合以上分析，在平正天堑前提下做了光伏电站BOS成本对比分析，经T?V北德验算了局如下(未思考人为装置成本上的差距)：

(前提设定：风压0.38kN/m?[25年]、0.45kN/m?[50年]；雪压0.21kN/m?[25年]、0.25kN/m?[50年]；倾角34°；组件最低点距地面高度1.5米；地皮成本按550元/亩/年、一次性缴纳20年思考)

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2P固定支架的测算了局切合预期：182组件在BOS成本上相比166组件拥有显著优势；相比两款210组件则差距不大，因组件效能较高而略有肯定优势；在竖装的情况下，60c-210组件的BOS成本反而不如55c-210组件，因长度较长的组件在支架与基础成本上略有优势。

以下进一步对比4L支架上182组件与55c-210组件的BOS成本，182组件同样由于组件效能上的优势在支架与基础成本、地皮成本上略有优势�？矶裙淼淖榧捎谖蘖鹤爸檬痹睾赡芰喜睢�4L装置时最上面一排组件装置极度难题而没有纳入对比。

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组件工作电流过高会导致电池片表表金属接触、焊带与汇流条上的热损耗显著上升，这部门热损耗将使得组件的工作温杜仔肯定上升，此前大量关于半片组件与整片组件的工作温度对比分析已经证了然此点。晶澳结合T?V北德就超大电流组件与182组件的发电能力在银川国度光伏尝试基地做了对比钻研，目前已获得两个月的数据（2021年2月19日~2021年4月20日），了局如图6，能够看出，在晴朗的高辐照气象下，182组件的均匀工作温度比超大电流组件低1.7℃，最大温度差距能够到4~5℃，同时182组件的单瓦发电量相对超大电流组件均匀逾越1.6%左右，体现出了较为显著的发电机能优势。

图6. 超大电流组件与182组件发电量及典型日工作温度对比

此表，在2021年T?V莱茵第7届质胜中国光伏盛典中，晶澳与918博天堂参加评比的182组件别离获得单晶单面组与单晶双面组发电仿真优胜奖，进一步印证了182组件优良的发电机能?(T?V莱茵从量产的1000块组件中抽取5块组件测试Pan文件，仿照全球5个地址的发电量)。

利用案例展示

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总结

光伏电站必要持久(＞25年)靠得住地工作，能招架极端气象前提，组件和系统靠得住性是保险客户投资回报，实现客户价值的基础。

182组件是基于对全产业链价值、光伏组件尺寸增大的各项天堑限度前提的深刻分析所提出的最具度电成本优势的组件解决规划。在不提升效能的情况下，靠持续增大组件尺寸来实现更高功率，对系统成本降落已经没有援手，同时会带来靠得住性风险的显著增长，因而这种做法已经失去了价值。

尺寸自身并不是光伏的主题技术，尺度化的组件尺寸有利于造作设备、辅材、逆变器、跟踪支架等光伏产业链各环节的工作沉心回到技术创新之上。光伏电池和组件技术工作的沉心应回归到进一步提升转换效能的主航路上。

关于918博天堂股份

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