Technologia ogniw ciętych na cztery części: następny kod wydajności

Krótka odpowiedź: Technologia ogniw czteroczęściowych dzieli pełne ogniwo na cztery części wzdłuż kierunku szyny zbiorczej, co zmniejsza prąd przewodzony przez każdą część, a tym samym straty rezystancyjne w taśmie i palcach. Branża przeszła od ogniw pełnych do połówek, a następnie do trzecich części, a podział na cztery części jest kolejnym krokiem w tym samym rozumowaniu: mniejszy prąd na część oznacza cieńszą taśmę i niższą rezystancję szeregową, co podnosi moc modułu. Zyski są widoczne w parametrach modułów — układ czteroczęściowy pozwolił osiągnąć moduły w klasie od 760 W do 770 W, podczas gdy równoważna konstrukcja trójczęściowa plasuje się bliżej 670 W do 680 W. Koszty to więcej cięć na moduł, więcej manipulacji i większa liczba połączeń lutowanych. Przemysłowe prognozy dotyczące zdolności produkcyjnych ogniw czteroczęściowych osiągnęły około 50 GW w ostatnich rundach, co jest punktem, w którym kwestia narzędzi staje się pilna.

Produkcja modułów PV · autor: Jerry, Ooitech

Wprowadzenie

W ciągu ostatnich sześciu miesięcy jeden termin pojawia się coraz częściej w kręgach PV: ogniwa czteroczęściowe.

Tongwei, JinkoSolar, Trina, Chint... fala wiodących gigantów PV wspólnie postawiła na tę technologię. Nowe premiery produktów następują jedna po drugiej, a rekordy wydajności modułów są bite raz za razem.

Niektórzy nazywają to „rewolucją technologiczną”, inni twierdzą, że to tylko „naturalne rozszerzenie ogniw półciętych”. Jaka jest prawda? Dlaczego duzi gracze wspólnie stawiają na tę technologię? Dziś wszystko przeanalizujemy.

Zasada: Dlaczego cięcie ogniw ma znaczenie

Zanim przejdziemy do ogniw czteroczęściowych, warto poświęcić dwie minuty na jedno fundamentalne pytanie.

Wiele osób uważa, że celem cięcia ogniw jest „poprawa wydajności”. Ściśle mówiąc, to stwierdzenie nie jest do końca dokładne.

Cięcie nie poprawia wydajności ogniwa, poprawia moc pakowanego modułu.

Wydajność ogniwa to sprawa samego ogniwa. Niezależnie od tego, czy je przetniesz, wydajność pojedynczego ogniwa się nie zmienia. Jednak po pocięciu na mniejsze kawałki prąd staje się mniejszy, a straty rezystancyjne tego prądu na szynach zbiorczych i taśmach maleją. Ta zaoszczędzona energia ostatecznie objawia się wzrostem mocy wyjściowej modułu.

Prawo Joule'a, fizyka z gimnazjum: strata = I²R. Zmniejsz prąd o połowę, a strata staje się jedną czwartą.

Powód, dla którego technologia półciętych ogniw stała się powszechna w ciągu ostatnich pięciu lat, sprowadza się do tej niezwykle prostej zależności matematycznej.

Czteroczęściowe cięcie to rozszerzenie tej samej logiki: ponownie zmniejsz prąd o połowę, a strata znów spada do jednej czwartej. Ulepszenie modułu z półciętego na czteroczęściowy daje wzrost mocy o około 10-20W, co odpowiada poprawie wydajności o 0,3-0,5 punktu procentowego.

To może nie brzmieć imponująco. Ale w dzisiejszym środowisku cenowym te 0,3 punktu procentowego może decydować o wygraniu przetargu lub nie.

Dlaczego teraz? Czynniki rynkowe

Techniczna zasada ogniw czterociętych nie jest nowa, ludzie dyskutowali o niej co najmniej pięć lat temu. Ale prawdziwa masowa produkcja nastąpiła dopiero w ciągu ostatnich sześciu miesięcy.

Dlaczego?

Ponieważ zmieniły się warunki po stronie popytu.

Pierwsza zmiana to polityka. 15 czerwca chińskie Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych opublikowało standard klasyfikacji i oceny modułów PV, dzieląc je na cztery poziomy według wydajności konwersji, przy czym najniższy poziom ustalono na 23,4%. Choć nominalnie jest to standard zalecany, zamówienia przedsiębiorstw państwowych najprawdopodobniej będą się na niego bezpośrednio powoływać. Dla producentów modułów nie jest to kwestia „czy to robić”, lecz „zrobić to albo zostać wyeliminowanym”.

Cięcie na cztery można wdrożyć na istniejących liniach produkcyjnych, z krótkimi cyklami, niskimi nakładami i szybkimi rezultatami. To pierwszy czynnik napędzający boom na cięcie na cztery: jest to najszybsza droga do spełnienia progu wydajności na istniejących liniach.

Druga zmiana to krajobraz konkurencyjny. TOPCon technologia staje się coraz bardziej homogenizowana, a różnica w wydajności ogniw między graczami zmniejszyła się do mniej niż 0,2 punktu procentowego. W tej sytuacji optymalizacja pakowania na poziomie modułu stała się jednym z niewielu pozostałych miejsc do tworzenia dyferencjacji.

Innymi słowy, możliwości wyciśnięcia wody na poziomie ogniwa prawie się wyczerpały, a teraz przyszła kolej na poziom modułu.

Prawdziwe wyzwanie: pasywacja krawędzi i wydajność

Trzeba jednak powiedzieć, że cięcie na cztery to nie tylko kwestia pocięcia i gotowe.

Po pocięciu ogniwa na cztery części obszar uszkodzeń krawędzi cięcia jest dwukrotnie większy niż w technologii cięcia na pół. Jeśli nie zostanie to naprawione, uszkodzenie to powoduje silną rekombinację nośników, co w rzeczywistości obniża wydajność — pocięte ogniwo może okazać się gorsze niż niepocięte.

Zatem podstawowa trudność procesowa cięcia na cztery nie polega na „cięciu”, lecz na późniejszej pasywacji krawędzi.

Obecnie istnieje kilka głównych podejść: Tongwei stosuje opracowaną przez siebie technologię pasywacji krawędzi TPE, która według informacji publicznych sprawdza się dobrze. Inni wiodący gracze mają własne rozwiązania, ale niewiele szczegółów ujawnia się publicznie.

Pasywacja krawędzi brzmi jak jedno zdanie, ale jej wykonanie to wysiłek inżynierii systemowej. Wybór materiału warstwy pasywacyjnej, kontrola grubości, jednorodność, kompatybilność z kolejnymi procesami pakowania... każdy krok wymaga wielokrotnego dostrajania. Właśnie dlatego firmy zdolne do masowej produkcji ogniw czterociętych są nadal skoncentrowane wśród kilku liderów.

Kolejnym praktycznym problemem jest wydajność. Im drobniejszy podział, tym większe ryzyko fragmentacji. Znajomy z fabryki modułów powiedział mi, że wskaźnik fragmentacji w przypadku cięcia na cztery części jest o 2-3 punkty procentowe wyższy niż w przypadku cięcia na pół, co ma bezpośredni wpływ na koszty.

Liczba połączeń lutowanych również stanowi problem. Moduł cięty na cztery części ma dwa razy więcej połączeń lutowanych niż moduł cięty na pół i cztery razy więcej niż pełne ogniwo. Każde połączenie lutowane to potencjalny punkt awarii. Czy wytrzyma długoterminowy test niezawodności w okresie 25-letniej gwarancji — szczerze mówiąc, wciąż brakuje wystarczających danych z rzeczywistej eksploatacji, aby odpowiedzieć na to pytanie.

Co robią wiodący gracze

Co robią wiodące firmy fotowoltaiczne? Na podstawie obecnie dostępnych informacji publicznych:

Tongwei działa bardziej agresywnie. Jej seria TNC 3.0 wykorzystuje podejście cięcia na cztery części, osiągając maksymalną moc 770W i sprawność 24,8%, co plasuje ją w pierwszej lidze wśród modułów produkowanych masowo. Pasywacja krawędzi wykorzystuje opracowaną przez firmę technologię TPE.

Trzecia generacja Vertex firmy Trina Solar również wykorzystuje cięcie na cztery części, osiągając moc na poziomie 760W. Trina od dawna ma głębokie doświadczenie w pakowaniu modułów i tym razem wyciągnęła wszystkie swoje atuty.

Tiger Neo 3.0 firmy Jinko również postawił na cięcie na cztery części, osiągając 670W. Strategia Jinko zawsze była stabilna — nie goni za ekstremalnymi parametrami, lecz ceni spójność produkcji masowej.

Ścieżka LONGi jest inna. Zamiast nakładać cięcie na cztery części na TOPCon, LONGi poszła prosto w kierunku BC, wykorzystując wrodzoną wysoką sprawność technologii kontaktu tylnego do rozwiązania problemu. Moduły BC osiągają 680W w produkcji masowej, a cel wysyłkowy na 2026 rok przekracza 50GW. To inna strategia, zasadniczo zakład oparty na przewadze generacyjnej danej ścieżki technologicznej ogniw.

ASTRON 7 Pro firmy Chint New Energy również wykorzystuje podejście cięcia na cztery części, osiągając 670W.

Na podstawie tych produktów można dostrzec ciekawą rozbieżność: większość firm wybiera nakładanie cięcia na cztery części na istniejące linie TOPCon, aby „przedłużyć ich żywotność”, podczas gdy LONGi wybiera pominięcie tego kroku i postawienie bezpośrednio na BC. Która strategia ostatecznie zwycięży — jest jeszcze zbyt wcześnie, by wyciągać wnioski.

Rzeczywiste korzyści dla właścicieli elektrowni

Dla inwestorów i właścicieli elektrowni moduły cięte na cztery części oferują dwie praktyczne korzyści.

Po pierwsze, lepsza wydajność w słabym świetle. Moduły czterocięte mają niższy prąd roboczy, więc w scenariuszach słabego oświetlenia, takich jak wczesne poranki, wieczory, pochmurne dni i zima, strata generacji jest mniejsza. Nie należy lekceważyć tej różnicy – po przeliczeniu na roczne zyski z generacji wpływ na zwrot z inwestycji jest bardzo realny.

Po drugie, silniejsza odporność na zacienienie. Wewnętrzny obwód modułu czterociętego jest podzielony na drobniejsze łańcuchy, więc przy częściowym zacienieniu (cienie drzew, odchody ptaków, nagromadzony pył) wpływ na moc wyjściową całego modułu jest mniejszy. Ma to szczególne znaczenie w scenariuszach rozproszonych na dachach, gdzie warunki zacienienia dachu są zwykle złożone.

Oczywiście kompromisem jest nieco wyższa cena modułu. Ale biorąc pod uwagę zyski z generacji wynikające z poprawy wydajności, uśredniony koszt energii elektrycznej (LCOE) najprawdopodobniej będzie lepszy.

Perspektywy: pragmatyczny wybór na obecne okno

Oto kilka osobistych ocen, dla odniesienia.

W krótkim terminie czterocięcie stanie się standardowym posunięciem obozu TOPCon. Wraz z wprowadzeniem standardu oceny wydajności Ministerstwa brak modernizacji oznacza brak kwalifikacji do przetargów – twarde ograniczenie. Oczekuje się, że od drugiej połowy 2026 r. do 2027 r. linie TOPCon wiodących firm w większości zakończą modernizację do czterocięcia.

W średnim terminie, w miarę dojrzewania procesów i poprawy wydajności, kosztowy narzut czterocięcia będzie się stopniowo zmniejszał. Do lat 2027-2028 różnica cen między modułami czterociętymi a nieczterociętymi może zmaleć do poziomu nieistotnego. W tym momencie zmieni się z dzisiejszej „opcji premium” w „konfigurację podstawową”.

W długim terminie czterocięcie najprawdopodobniej jest rozwiązaniem przejściowym. Iteracja technologiczna w branży PV nigdy się nie zatrzymuje, a nowe struktury ogniw lub metody pakowania mogą sprawić, że pytanie „na ile cięć” stanie się nieistotne.

Ale to sprawa na później.

W obecnym oknie czterocięcie jest najbardziej pragmatycznym wyborem. Inwestycja jest kontrolowalna, wyniki szybkie, nie zamyka drogi na inne rozwiązania i rozwiązuje bieżący problem.

W dzisiejszych warunkach, gdy ceny modułów zostały zepchnięte poniżej 1 juana/W, technologia, która najszybciej i najpewniej podnosi wydajność i pozwala wygrywać przetargi, jest dobrą technologią.

Nie trzeba przełomu, nie trzeba rewolucji.

Wystarczająco dobre, użyteczne i gotowe do użycia od razu – to wystarczy.

Opinia Ooitech

Ooitech wierzy: technologia ogniw czterociętych jest obecnie najbardziej pragmatyczną, niskokosztową i szybko działającą ścieżką dla producentów modułów, aby sprostać rosnącym standardom wydajności i pozostać konkurencyjnymi w grze przetargowej.