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【我和我的双玻电站】亿晶光电:漫漫双玻路 光伏平价途 ——为光伏电站添“专”加“瓦”

安全长 全球光伏 2022-05-20

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前言


2018年下半年,常州亿晶光电科技有限公司接到公司大客户百余兆瓦订单,需采用半片电池双面双玻组件,其装机规模、单块组件功率值(正面Pmax≥375Wp)和组件转换效率要求均创下了集中式双面组件电站的全球最高记录。


“冰冻三尺,非一日之寒”。回首公司双面组件开发之路,有泪也有笑,有苦也有甜。夜深人再思,光伏行业中的双玻组件发展历程何尝不遇坎坷?


一波有三折,双玻动我心。双玻之折……堪称折的N次方!


迷茫篇:行路漫漫,何其修远


时间总是在我们不经意间以光速飞逝。蓦然回首,自己竟然已入光伏八年之久。


2010年,从象牙塔内跨专业进入光伏,据更早入公司人言说,常州亿晶从2009年即开始进行双玻组件的研发,之所以聊至双玻,只是因其异乎寻常的重而成为侃点。当时所用的前后板玻璃皆为4mm厚钢化玻璃,层压件敷设完成后,其总重逾35kg,堪称光伏重器。而在自动化程度相对较低的当年,将其送入层压机的过程确也着实不易。那时,背板玻璃还未成功推出打孔技术,引出线需从双层玻璃中间引出,相应地,接线盒需采用“骑墙式”,其用硅胶粘结固定后,为保证满足IEC61215 中10.15条款中测试绝缘电阻乘以组件面积应不小于40MΩ•m²的技术要求,接线盒的周边要反复涂抹硅胶。而双玻组件也因“太沉重,难密封”而被束于高台。


此后,在2010年第十一届中国(南京)太阳能光伏会议暨展览会上,有幸看到更精致的双玻组件展品,并向在场的光伏同仁请教一些双玻组件的相关问题,讨论后某位同仁竟得一个当时颇觉笑谈的结论:假以时日,双玻或有望始于颜值,兴于技术,终于应用。


展会归来,便颇为留意双玻组件相关的国内外文献资料,也一度计划在前沿技术的基础上深入研究,然而当时市场单玻组件需求旺盛,故延迟了双玻组件的整体研发进程。


2011年初,一家国外材料公司推介ETFE型封装材料封装方案,其方案要点有二:第一,用ETFE封装材料取代单玻组件中的前板玻璃,其厚度约50um左右,在380~1100nm范围内透光率达到95.5~96%,而当时非镀膜钢化玻璃的透光率大概在91.5%左右;第二,采用力学性能更强的高分子材料代替TPT背板,以保证新型组件的机载载荷性能符合IEC61215中相关条款要求。


亿晶参照材料商推荐方案封装一定数量组件进行对比,实验结果表明:ETFE型封装组件后,其CTM值较钢化玻璃组件高3个百分点以上。虽然后来近6个月的耐候和性能测试证明此新封装方案不成熟,但这一封装材料的出现让当时的光伏玻璃生产商暗生一丝危机感,以至于其间一些玻璃生产商的扩产计划都是在忐忑中制定和实施的。


双玻组件整体研发进展缓慢之势,一直延续到号称光伏市场大拐点之一的2012年。


柳暗篇:欧美设阻,峰回路转


2010年风光无限的中国光伏,在此后的不久受到了限制,甚至可谓是“噩梦连连”。


2011年10月19日,美国SolarWorld牵头联合其它6家美国光伏企业,诉称中国光伏制造商的高补贴和反倾销行为。2012年5月17日,美国商务部公布的反倾销税初裁税率基本设定在31%左右。


2012年7月24日,以SolarWorld为首新成立的EUProSun,针对“中国光伏制造商的倾销行为”向欧盟委员会提起诉讼。9月6日,欧盟委员会发布公告,对从中国进口的光伏板、光伏电池以及其他光伏组件发起反倾销调查。


欧美陆续对中国光伏发起“双反”


从某种角度来说,“危”与“机”是一对孪生兄弟。2011至2012年间中国光伏所遭受不公正调查和双反等不公平待遇,也给此前狂热的光伏从业者注射了一针强镇静剂。如果说此前的光伏行业已有多年的痼疾,欧美双反便无意中成为了那治癒沉疴的猛药。


随着双反的时间延续,光伏组件价格急剧下滑,一些组件厂商开始大胆使用低价格背板,背板质量问题的风险加大。同时,组件生产商也看到,如果后板材料采用玻璃,不仅杜绝背板老化、更好保护EVA、减少隐裂,而且双玻组件可采用节省铝边框的方案,成本远低于背板材料封装组件。正是双玻组件可能带来的提质、增效、耐候、降本等优势,使组件生产商都认为双玻组件未来可期。于是,双玻组件再度进入其研发甚或是量产规划,真正启开双玻发展新篇章


卧薪篇:闭门攻关,捷报频传


2013年下半年,经过一年多时间的工艺调试和性能优化,亿晶终于获得第一张由VDE机构签发的双玻组件认证证书,此证书中组件采用了当时先进的双玻原材料组合:前板为由信义玻璃生产的3.2mm厚的全钢化玻璃,后板为其生产的不打孔的2.5mm半钢化玻璃,接线盒采用江苏通灵电器生产的022型产品,封装材料采用杭州福斯特的TF4系列产品(POE)。在获得双玻组件认证证书后,常州亿晶技术团队戏称双玻组件为 B2B结构(玻璃-玻璃),大概这也算是当今能源互联网的一个小注脚吧。

 

经过数以万计的无名光伏人共同努力,双玻组件的材料攻关和工艺技术取得了一系列的进步和成果。


1.    光伏玻璃。主要取得两类发展成果:一是开孔型光伏背板玻璃。其量产技术取得重大突破,良率由原来的30%左右提升至80%以上,大幅降低了开孔玻璃的制造成本。二是前后板玻璃厚度稳步减薄,由3.2mm降为2.5mm,常州亚玛顿又不断攻关创新2.0mm和1.6mm超薄玻璃,为双玻组件降本和减重目标做出积极的贡献。


2.    接线盒。突破原有的“骑墙”笔式,创新为盒块式的分体式接线盒,更好地保证了组件的密封性能,且更易于一线生产人员操作。


3.    封装材料。杭州福斯特等封装材料龙头企业成功开发了交联型POE,后续又不断优化,陆续克服了层压气泡和层压后移位的问题。


4.    包装方案。成功实现由昂贵的木箱包装方案向纸箱+泡绵包装方式的转变。


此外,更适用于双玻组件制造的层压机、真空泵和生产线陆续开发成功,一些组件生产商开始购入双玻组件产线并投入量产,在包括常州亿晶在内的诸多光伏组件生产商以及设备生产商的长期共同努力下,市场上双玻组件量产良率由原来的70%以下左右逐步提升至99%以上,双玻组件渐有飞入寻常百姓家之势。


丰碑篇:市场王者,双玻双面


2015年领跑者计划的首次推出,使得行业技术创新再上新的台阶,光伏再现久违的百花齐放盛况:


(一)新型电池技术。PERC、N型电池、HIT、IBC、双面电池技术、黑硅、MWT等多种电池技术效率攻关不断取得新的突破,而且真正由实验室进入量产线。


(二)双玻+组件技术。2017年第三届双玻大会正式提出,将双玻组件作为一种新型的组件结构,结合各种新型电池技术来开发高效组件。2018年第12届SNEC大会上,半片电池组件、双面组件、叠瓦组件、多主栅组件、异质结组件…各种双玻组件如夏花般绚烂,双玻技术取得一系列重要进展。


(三)大浪淘沙,胜者为王。在众多的创新技术中,双面双玻组件获得市场尤其是终端高度认可。2017年10月,光伏双面发电技术评价和应用推广合作组织在北京成立,2018年,第三批领跑者计划招标结果显示:5GW装机指标中,单晶组件占比85%左右,其中双面双玻组件占比高达1/3。究其原因,双面双玻组件的背面发电,是其魅力的主要来源之一,同样的用地面积和组件外系统成本,加上背面5%甚或更高的发电量增益,更低的年衰减率(常规单玻第二年起承诺年衰减一般为0.68%,双面双玻第二年起承诺年衰减为0.55%或更低),使得双面双玻组件电站更具LCOE竞争优势,助力光伏行业向平价上网的宏伟目标再迈坚实一步。


在双面双玻组件家族中,双面双玻半片组件更属于优秀成员。从结构上讲,双面双玻半片组件拥有“两双一半”结构,两双即组件采用双面玻璃和双面电池封装,一半即半片电池技术。双面双玻半片组件兼具CTM值高、耐腐蚀性强、耐火佳和绝缘性能高等多种优点,是目前常州亿晶主推的产品之一。2018年,双面王者亿晶Janus II再传佳讯:顺利通过VDE双倍PID测试!截至目前,常州亿晶双面双玻半片组件的产能已超过800MW,且在持续扩容中。


得益于与国内客户的长期广泛合作,常州亿晶在2018年陆续收到大客户双面双玻组件订单,继2018年7月份接到逾300 MW订单后(其中即含百余MW双面双玻半片组件),近期再接一30MW以上的双面双玻半片组件订单(60片规格,即120半片组件)。“5.31”这一史上最严光伏新政都不能阻挡其前进步伐,双面双玻半片组件魅力之大,可见一斑。


百兆瓦级亿晶双面双玻电站用跟踪支架


亿晶光电双面双玻组件电站安装中间环节


【后记】


每种双玻新材料的突破,每类新电池技术的进展,每个双玻制造工艺的成功开发,都成为双玻组件发展之路标,使得双玻组件发展方向更为明晰。在成功研发双面双玻半片组件后,曾偶有一梦,梦中一人问:光伏过山车坐久了,对行业有什么样的感觉,对新研制的双玻组件有何感想? 梦中答曰:我对光伏行业和双玻组件的情意,清晰如双面组件中的电池——无论从前或是往后——只要你走近,皆可为君知!

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