太阳能组件峰值功率选择(太阳能光伏210组件比182组件高出的10W功率意味着什么)

一、SOLARZOOM智库观点回顾

2021年1月20日,SOLARZOOM新能源智库在夜报《2021年1月20日,开启三个新时代!》中,旗帜鲜明的提出对210技术的全面支持。主要原因在于:

(1)210技术是一个开放的技术(众多专业化硅片、电池片企业参与),182技术是一个封闭的技术(原先只有隆基、晶科、晶澳一体化企业参与,而现在晶科与晶澳也已经开始转向210,只剩一家企业在“顽强抵抗”)。

(2)210相比182技术,其在电池、切片环节的良率差距在急剧的缩小。由此,210与182相比的性价比已经基本打平。

(3)210技术推出了55片半片的组件产品,其在组件尺寸规格上与182技术下72片半片的组件的外观尺寸几乎相当。由此,关于60片210组件的众多负面评价(集装箱内排布不经济、工人搬不动,等等)都不再是问题。

但如果大家仔细研究210尺寸55片半片组件与182尺寸72片半片组件的功率分布,会发现前者在同等电池片功率的组件功率上高出2档(10W)以上,这使得210组件相比182组件在同一场招标中存在显著优势。那么为什么210组件相比182组件存在10W以上的功率优势呢?今天我们来讨论这个问题。

二、被遗忘的“倒角”

“倒角”对于光伏产业而言并不陌生。早年的单晶硅片存在倒角、多晶硅片不存在倒角,其背后的主要原因是:多晶是方形的铸锭炉生产的,单晶是圆形的拉棒炉生产的,为了追求硅料收率的最大化及光伏系统成本的最小化,单晶采用了“倒角片”的设计。

但随着硅料价格从2007年高点的4000元人民币/kg降至当前的100元人民币/kg左右,硅料在组件成本中的占比大幅下降,而玻璃、EVA、支架、基础、组件安装、土地租金等面积相关的成本占比显著提升。由此,为了实现光伏系统成本的最小化,单晶硅片也推出了方形的设计,由此降低与面积相关的成本。本质上,硅片尺寸的大小应当服务于光伏LCOE的最小化,应当服务于“降本”这一光伏永恒的主题。

那么,为什么在2019-2020年的过程中,中环在2019年便推出了210硅片,而隆基先是在19年认为166最优,随后又在20年认为182最优呢?原因是:行业龙头企业对维持“既有优势、既得利益”的执着。提出166也好、182也罢,行业龙头企业都是在避免原有硅片资产计提减值,并不是出于全行业成本最小化的“公心”而展开了全面的、客观的计算。因此,行业龙头企业希望利用其行业话语权引导市场接受182尺寸,保证其在早年的100-110直径的拉棒炉就可以继续使用下去。但对于中环而言,并没有“维持既得利益”的这种思想包袱,自然可以按照全产业链最大降本的思路计算出综合成本更优的尺寸210,而且是“全方片”。

那么,对于182的倒角片,相比210的全方片,在电池、组件环节损失多少比例面积呢?

我们先看一下166硅片。根据隆基股份官网的产品说明书,166硅片的倒角损失是8.55mm×8.55mm/2×4=146mm2,在166×166=27556mm2的方形面积中损失比例为0.0053%。

太阳能组件峰值功率选择(太阳能光伏210组件比182组件高出的10W功率意味着什么)(1)

但是,隆基的官网上并没有陈列182硅片的规格书。而当我们拿出隆基182组件的产品说明书,并用尺子一量后惊讶的发现:182硅片的倒角参数C的数值大约是17mm左右!(有兴趣的读者可以拿一个比例尺去量一下)换言之,在182×182=33124mm2的总面积中,损失了17×17/2×4=578mm2,损失面积占比高达1.74%。由此,对于550W的组件而言,由于倒角面积1.74%而损失的功率就高达550×1.74=9.6W(≈10W)。

太阳能组件峰值功率选择(太阳能光伏210组件比182组件高出的10W功率意味着什么)(2)

经过上述计算可以发现:在550W组件功率段上,210尺寸55片半片组件相比182尺寸72片半片组件的功率优势,较大程度上是因为“182硅片是倒角片,210硅片是全方片”这一物理属性所导致。而之所以隆基等M10联盟企业在2020年中推出M10,很大程度上是为了避免其100-110直径的拉棒炉不被淘汰,并不是为了追求所谓的“行业成本最小化”。

那么除了倒角面积损失外,还有什么其他因素呢?我们认为,主要是数学上的巧合。我们假设电池片效率23%、CTM约99.5%,55片210组件的功率=55×210×210×23%/1000×99.5%=555.1W;72片182倒角片组件的功率=72×(182×182-17×17/2×4)×23%/1000×99.5%=536.3W;72片182全方片组件的功率=72×182×182×23%/1000×99.5%=545.8W。在55片210组件与72片182全方片组件之间的功率差(9.3W),可以解释为数学上的巧合。但需要注意的是,上述在数学上的巧合有可能在组件销售的过程中,被销售人员解释为高技术水平,由此将形成额外的心理溢价

三、10W的功率差异对于客户而言意味着什么?

那么,对于210尺寸55片半片组件和182尺寸72片半片组件,其在组件总尺寸上相近,而在功率上相差10W,这对于电站运营商客户而言又意味着什么呢?

我们继续来计算:

(1)对于电站运营商而言,若采用182倒角片组件,所有BOS环节和面积相关的成本(支架、基础、组件安装)及运营环节的土地租金,都因为1.74%的倒角面积损失而上升了1.77%

(2)在人工成本较低的地区,上述BOS环节与面积相关的成本只有0.7-0.8元/W左右,而在人工成本较高的地区,上述BOS环节与面积相关的成本将高达2.0元/W以上。若跟踪支架被普遍采用,则相关成本又要高0.3-0.4元/W。如按照BOS与面积相关成本在0.7-2.4元/W区间内进行计算,210组件相比182组件的产品溢价应当是0.012-0.042元/W

(3)在土地租金较低的地区,假设按照150元/平米的土地价格(按照十级工业地价格计算)及30年期限计算,每平米土地一年的租金为5元/年,若考虑每平米布置150W组件(相对紧凑),租金将达到0.033元/W/年。在210和182之间1.77%的差距意味着0.00059元/W/年的增量运维成本。代入IRR模型计算,系统成本要低大约0.007元/W(隐含组件溢价0.007元/W),才能保证IRR相同。而在组件价格较高的地区,如按照1500元/平米的土地价格计算,则经过计算,对应的组件溢价为0.066元/W。

经过上述计算,可以得到:考虑不同项目在人工成本、土地成本及是否使用跟踪支架上的差距,同等规格上10W的功率差距对应着0.019-0.108元/W(综合考虑建设环节 运维环节)的系统成本差距。换言之,210组件相比182组件在每W上可以溢价0.02-0.10元/W

四、 为什么龙头企业坚持182尺寸而不转向210尺寸?

根据SOLARZOOM新能源智库的统计,在龙头企业各基地的拉棒炉里面,炉体直径较小而不兼容210的产能只有10.6GW左右,在其当前约80GW的拉棒产能中只占1/8;其余的拉棒炉虽然部分采用28寸的热场,但完全可以在热场寿命到期后换为30寸以上的热场。因此,从拉棒环节看,行业龙头存量资产在210/182尺寸上的压力其实并不大。并不能由此届时龙头企业的行为动机。

太阳能组件峰值功率选择(太阳能光伏210组件比182组件高出的10W功率意味着什么)(3)

那么,为什么龙头企业至今仍然坚持182尺寸而非210尺寸呢?理由如下:

(1)210大尺寸硅片的难点更多是在切片环节,而非拉棒环节。在大硅片上,要实现切片环节的高良率和薄片化,需要从设备和工艺两方面着手。当前,在各大硅片企业中,只有中环实现了在210硅片的高良率和薄片化,其出货份额超过90%;上机数控也有不到10%的出货份额。高良率和薄片化意味着硅片的低成本,低良率和厚片意味着硅片的高成本;由于当前行业龙头企业尚未掌握在210尺寸硅片上的设备和工艺,故而在210硅片上有着明显的成本劣势

(2)当前中环实现210硅片工艺的切片设备是中环与晶盛机电联合研发的(有保密条款),而之前行业内所普遍采用的全部存量切片设备均无法做到这点。这意味着:虽然硅片行业存量的拉棒炉绝大多数资产(85%以上)没有减值的风险,但存量的切片机(几乎是100%)却存在资产减值的风险。而在当前硅片单位投资2亿元/GW的结构中,拉棒环节的占比只有50%左右,因此从硅片设备整体来看,210所对应的整体资产减值压力还是非常巨大的。

(3)对于行业龙头企业而言,其在技术路线的选择上在2019-2020年间已经出现了一次错误,19年认为166最优、20年认为182是最优;如果在当前时点上行业龙头企业再次抛弃182而转向210,则意味着其在发家的老本行上完全不具备领导力。一旦当硅料企业、金融市场的投资人形成上述认识,龙头企业所面临的风险是巨大的。故而,龙头企业即使在210的设备和工艺上突破(或自行研发、或者高薪挖人),也不敢轻易的主动宣布其未来将转向210硅片,最多只会告诉产业和金融市场:其同时具备182和210产品的生产能力,可以根据市场需求组织生产。否则,将出现硅料厂将更多的硅料优先供给给中环而非原先的行业龙头的情况——这在2021年硅料价格的保障中,意味着市场份额的彻底丧失。

因此,210组件相比182组件在功率上高出的10W,对于硅片行业的企业排序意味着什么,自然就不言而喻了

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