在諸多利好政策加持之下，“十四五”規(guī)劃的開局之年，光伏便率先以高調(diào)的姿態(tài)闖入人們視野。光伏龍頭企業(yè)紛紛增資擴產(chǎn)，各大發(fā)電集團也對光伏電站開發(fā)展開猛烈攻勢。與此同時，隨著各主流組件企業(yè)量產(chǎn)能力釋放，大尺寸、高功率組件的市場前景也逐漸明朗，甚至在部分招投標項目中已初顯崢嶸，受到電站開發(fā)商的青睞。
可以預(yù)見的是，大尺寸組件未來將逐漸成為大型地面電站應(yīng)用的主角，但這并不意味著組件尺寸就是越大越好。從電站的投資收益角度來說，可靠穩(wěn)健的價值增益才是組件選型的第一標準。“大”與“超大”一字之差，“超大”之后卻風(fēng)險無窮。對于不合產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展實際的超大組件，風(fēng)險與隱患也將因組件面積的變大而倍增，尤其需要警惕。
大尺寸組件需求猛增
事實上，自2020年下半年以來，便有大型央國企在組件集采中設(shè)置182及以上采購標段。據(jù)北極星太陽能光伏網(wǎng)不完全統(tǒng)計，截至目前，中國電建、華電、大唐、中核等11家央國企啟動了超過20GW的光伏組件招標，其中530W及以上高效組件占比高達76.01%。
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具體來看，2021年1月12日，中核匯能率先開標2021年度光伏組件集中采購，隆基、東方日升、天合3家擬瓜分了1.3GW組件大單，其中535/540W組件招標規(guī)模912.7MW，占比69%。
2021年2月4日，中核匯能又接連發(fā)布2021年度第二次光伏組件集中采購公告，共分為6個包件，采購總規(guī)模為5GW，更令人嗔目的是，本次530W以上超高功率組件招標規(guī)模達4.5GW，占比90%。
2021年2月9日，另一大央企華電發(fā)布2021年第一批單晶硅光伏組件集中采購公告，其中，530W及以上規(guī)格組件招標規(guī)模為5.6GW，占比高達80%。
2021年一季度度光伏組件招標規(guī)格分布圖
從全球范圍來看，大尺寸組件的需求也在提升。整體而言，主流組件企業(yè)高功率產(chǎn)品訂單增勢迅猛，一季度訂單排滿，處于供不應(yīng)求狀態(tài)，部分企業(yè)二季度訂單依舊飽滿。
光伏頭部企業(yè)2020—2021組件產(chǎn)能(數(shù)據(jù)來企業(yè)公開信息)
充足的產(chǎn)能保障是大尺寸組件征戰(zhàn)市場的必要條件，據(jù)悉目前隆基、晶澳、晶科三家企業(yè)2021年組件出貨目標超過100GW，高功率組件產(chǎn)能將超60GW。而天合光能今年出貨目標是30-35GW，據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會副理事長、秘書長王勃華預(yù)計，2021年全球光伏新增裝機150GW，這意味著今年大尺寸組件市場占比將達一半以上。
風(fēng)險仍需警惕
不論是央國企選型，還是企業(yè)激增的訂單，都在昭示著未來幾年里大尺寸組件將成電站標配。而從電站高效、安全運行角度出發(fā)，大尺寸組件既需要與系統(tǒng)中各部件協(xié)調(diào)配合，還需考慮項目的應(yīng)用場景、安裝、建設(shè)等實際情況。
從設(shè)計院相關(guān)人士了解到，從系統(tǒng)端價值來看，182mm和210mm兩種組件差別不大。在項目組件選型方案中，產(chǎn)品可靠性、供應(yīng)可靠性、系統(tǒng)端的適配性是業(yè)主重要的考量點。目前來看，182組件可供應(yīng)的企業(yè)多，產(chǎn)品尺寸、電參數(shù)上更均衡，因此從風(fēng)險收益的評估角度客戶選擇182mm產(chǎn)品。
在產(chǎn)品可靠性方面，大尺寸硅片帶來高功率，而組件功率提升意味著電壓或者電流的提升，現(xiàn)階段大尺寸組件主要分為低電壓&超大電流以及中等電壓&高電流兩種。低電壓的優(yōu)勢在于可以增加組串容量，降低方陣的組串?dāng)?shù)量，但同時需重視超大電流對系統(tǒng)及組件本身的影響。
首當(dāng)其沖的是逆變器和接線盒，以逆變器為例，182mm組件最大電流在15A及以下，現(xiàn)有逆變器產(chǎn)品可通過小幅升級實現(xiàn)完全匹配，210mm組件一般需要逆變器具備適配單路組件20A的能力，當(dāng)前幾家主流逆變器企業(yè)也推出了相匹配的產(chǎn)品。但涉及到采用新的IGBT芯片或通過芯片并聯(lián)方式實現(xiàn)，可靠性有待驗證。
在接線盒方面，目前182mm雙面組件對應(yīng)接線盒為25A，這種產(chǎn)品應(yīng)用成熟，而210mm雙面組件則按照IEC標準至少需要30A的接線盒，目前雖有多家接線盒企業(yè)宣布其30A接線盒已取得認證，但通過雙二極管并聯(lián)實現(xiàn)30A產(chǎn)品失效風(fēng)險明顯放大，市場上還存在使用不滿足標準的25A接線盒的情況。
理論上，組件尺寸的增大一定是有邊界條件的。隨著組件長度、寬度的進一步增大，超大組件邊框及安裝孔處的應(yīng)力會顯著增加，存在變形、撕裂的風(fēng)險，因此需要重點關(guān)注項目地的風(fēng)、雪載荷情況。另一方面，當(dāng)超大組件搭配跟蹤支架時，由于寬度增幅明顯，組件風(fēng)載下的形變量也大幅上升，需要關(guān)注動態(tài)載荷下組件的隱裂與衰減情況。
更為重要的是，電站的實際應(yīng)用場景是對大尺寸組件的重要考驗。當(dāng)前大型平整土地資源愈發(fā)有限，越來越多的項目在山地、林地等地區(qū)安裝，超大尺寸組件無疑增加了安裝難度。此外，單支架的長度也受到限制，往往存在高串功率組件不可用的情況。
一位電站項目現(xiàn)場工作人員介紹，在地形起伏不大的地區(qū)，如果組件尺寸、重量增加不明顯，采用傳統(tǒng)的兩人一組進行搬運、安裝的方式，能夠保證施工效率。如果組件尺寸過大、重量過重，搬運、安裝方面的困難會被放大化，造成施工效率的降低、工程建設(shè)難度大幅提升。根據(jù)實際電站項目的調(diào)研,選用更大尺寸的組件，組件安裝效率將降低20%，在組件搬運和安裝兩方面，人工成本將提升15%左右。
而在地形更為復(fù)雜、坡度較大的地區(qū)，超大尺寸組件不僅會增加人工成本，還需警惕人身安全風(fēng)險。據(jù)該工作人員介紹，此前公司參與建設(shè)的某山地項目，最高坡度高達70度，組件憑人力無法搬運，只能采用毛驢駝運，在搬運過程中還有驢子滾下山坡的情況。“在組件搬運、安裝低成本的機械化實現(xiàn)之前，選擇與原有產(chǎn)品尺寸、重量越相似的產(chǎn)品，才能兼顧效率、成本、安全等各方面需求。”
2021年可謂是大尺寸組件應(yīng)用元年，新的解決方案也將在電站應(yīng)用中得到驗證，真正的考驗才剛剛開始。
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