纵观全球光伏发展史,就是一部科技进步史与技术创新史。从“用户价值最大化”这个中心出发,围绕“降本”与“增效”两个基本点向前进,涌现了很多各具特色的技术路线(见下图),也成就了多家引领行业的龙头企业。
目前,光伏行业最主流的电池技术为PERC,市场占比高达90%以上。目前晶体硅电池效率一般分布在22-27%之间,新电池技术如HJT、TOPCon、IBC等均不断刷新世界纪录,带来组件功率提升,并带动产业链上下游的技术变革。
技术创新“百花齐放”
效率提升难度倍增
在中国光伏从平价走向竞价时代的过程中,为了降低组件单瓦成本,各家头部企业开发出多种组件功率提升方案,如:
●电池技术迭代:如TOPCon, HJT,IBC,钙钛矿等;
●电池技术优化:SE选择性发射极,双面,MBB等;
●组件版型优化:叠瓦,半片,小间距,叠焊等;
随着各家不断创新突破,几大技术路线在逼近理论极限值,这个时候电池技术效率的提升就变得极为艰难。
以目前市场主流的PERC技术为例,理论上的效率极限为24.5%。隆基是PERC电池效率世界记录保持者,目前效率已达24.06%,而行业的效率均值在23.5%左右。电池效率每提升0.1%,都需要付出极为艰难的努力,难度是之前的数倍甚至更多。
也正因为如此,龙头企业在电池效率提升上做文章的同时,也积极开发新的组件原材料,如:镀膜高透玻璃,白色镀釉玻璃,高反背板,白色EVA,共挤POE,分段焊带,复合材料边框,贴片二极管等。组件新材料的开发,也对提效降本意义重大。
立足长远价值
创新突破仍需以“可靠”为本
各种电池技术的向前突破,各种组件材料的创新发展,造就了光伏行业“百花齐放、百家争鸣”的繁盛,带来了空前的发展机遇以及更大的发展空间。
但可谓是“九九归一,万法归宗”,不管何种电池技术还是材料技术,终归是要回归到组件可靠性这个终点上来。
光伏组件只有在户外能够稳定可靠的运行25年以上,才能保障光伏电站在全生命周期内获得长期价值,这是电池技术创新的最终落脚点。也就是说,再先进的技术如果只停留在实验室里,是没有价值的,必须运用到户外,经受住各种场景下、各种严苛环境的考验,才是真正能够给用户带来收益的技术。从这个角度来说,可靠性是检验光伏技术的实践性标准。
近年来,受全球气温变暖和人类行为影响,各种极端天气频发,冰雹,台风,高温,暴雪等灾害天气层出不穷。据联合国减少灾害风险办公室发布的《减少灾害风险全球评估报告2022》,过去20年间全球每年发生大中型灾害350次至500次;预计到2030年全球大中型灾害的发生频率将达每年560次,日均1.5次。
极端灾害天气,给光伏组件的安全、平稳运行带来巨大挑战,给光伏电站投资业主的财产安全带来巨大不确定性。极端高温下组件的耐高温性能,暴雪下的低温静载能力,台风过境时的抗风载能力等,都是电池技术、组件技术需要提前考量的问题。
当前,各种新型电池组件新工艺、新技术层出不穷,很有必要广泛开展实证研究,对各种电池运行中的衰减性,对各种组件的可靠性,进行科学测试和实证验证,确保交到用户手中的产品在长达25年生命周期内的运行是安全可靠的。
组件可靠性,关系到客户根本利益,不能玩噱头,更不能炒概念,需要从技术研发到组件设计,从规模量产到售后保障,在全生命周期内确保高发电量和高可靠性。只有如此,才能把“以客户价值为中心”这句话落到实处,从产品生产应用的每一个环节来确保稳定可靠性的落地。