Wprowadzenie produktu

Jeśli śledziłeś rozwój płytek fotowoltaicznych, wiesz, że długość krawędzi płytek słonecznych wzrosła ze 100mm do 125mm, następnie do 156mm, aż do dzisiejszych 210mm.

Wyraźnie widać, że wraz z dojrzewaniem przemysłu fotowoltaicznego rozmiary płytek stale rosną. Jaki wpływ ma większy rozmiar płytki na cały łańcuch przemysłu PV? I na czym właściwie opierają się te zmiany rozmiarów?

Wpływ na łańcuch przemysłu PV

1) Producenci płytek

Większe rozmiary płytek pomagają firmom produkującym płytki obniżyć trzy główne koszty: materiał krzemowy, ciągnienie kryształów i cięcie.

Podstawowe urządzenia do produkcji płytek (takie jak piece do monokryształów i maszyny do cięcia) są zwykle mierzone w „partiach na godzinę” lub „plasterkach na zmianę maszyny”. Większy rozmiar oznacza, że pojedynczy piec lub pojedyncza maszyna produkuje więcej płytek na cykl. Na przykład powierzchnia płytki 210mm jest około 1,82 razy większa niż płytki 156mm, więc jeśli wydajność cięcia pozostaje taka sama, godzinowa wydajność pojedynczej maszyny do cięcia może wzrosnąć o ponad 80%.

Koszty stałe, takie jak amortyzacja sprzętu, zużycie energii i robocizna, są rozłożone na większą powierzchnię płytki, więc koszt niesilikonowy na płytkę (np. energia elektryczna i materiały) wyraźnie spada. Według danych branżowych, przejście z 156mm na 210mm może obniżyć koszt niesilikonowy etapu płytki o około 20%-30%.

2) Producenci ogniw

Większe płytki zmniejszają „stratę krawędzi” ogniw, ponieważ im większa powierzchnia płytki, tym niższy udział nieefektywnych obszarów krawędziowych.

„Prędkość linii” produkcji ogniw jest zasadniczo stała (np. czas cyklu PECVD i sitodruku), więc większy rozmiar proporcjonalnie zwiększa wydajność ogniw z pojedynczej linii produkcyjnej i obniża koszt materiałów eksploatacyjnych, takich jak pasta srebrna, tarcze i inne materiały na ogniwo. Na przykład zużycie pasty srebrnej dla ogniwa 210 mm jest około 1,3 razy większe niż dla ogniwa 182 mm, ale powierzchnia jest 1,82 razy większa, więc koszt pasty srebrnej na wat spada o około 28%.

3) Producenci modułów

Cells made from larger wafers force the module size to grow, which lets module manufacturers reduce packaging costs and achieve higher power density.

Podstawowe koszty pakowania modułów to materiały pomocnicze, takie jak szkło, folia enkapsulacyjna, ramy i skrzynki przyłączeniowe, wraz z kosztami pracy i sprzętu w procesach takich jak łączenie taśm i laminowanie. Większy rozmiar oznacza mniejsze zużycie materiałów pomocniczych na wat, a koszt pracy na wat również jest niższy.

4) Inwestorzy elektrowni

Większe moduły mogą zapewnić wyższą gęstość mocy (na przykład moduły z ogniw 210R osiągają 600W+, a moduły 700W+ z ogniw 210 są już w produkcji masowej), zmniejszając liczbę modułów, ilość konstrukcji montażowych i długość kabli wymaganych przez elektrownię, co pośrednio obniża koszty dla inwestorów elektrowni.

Ciągły wzrost rozmiarów wafli to zasadniczo wspólna modernizacja „obniżania kosztów i zwiększania wydajności” dla producentów wafli, testerów ogniw, producentów modułów, inwestorów elektrowni i wielu innych stron. Poprzez skalowanie rozmiaru jednostki produkcyjnej i obniżanie kosztu jednostkowego, dywidendy są przekazywane w dół łańcucha do kolejnych uczestników.

Parametry Techniczne

Zalety techniczne

• Większe płytki obniżają koszty materiału krzemowego, ciągnienia kryształów i cięcia na etapie produkcji

• Pojedyncza maszyna do cięcia może zwiększyć wydajność godzinową o ponad 80% przy przejściu z 156mm na 210mm

• Koszty niekrzemowe na etapie płytek mogą spaść o około 20%-30% przy przejściu z 156mm na 210mm

• Mniejsze straty krawędziowe i niższy koszt pasty srebrnej na wat (około 28% niższy dla ogniw 210mm)

• Moduły o wyższej gęstości mocy zmniejszają liczbę modułów, konstrukcji montażowych i długości kabli

Zastosowanie produktu

Historia rozwoju płytek PV

Ponieważ płytki fotowoltaiczne pochodzą z półprzewodnikowych monokryształów, przemysł PV długo podążał za rozmiarami płytek półprzewodnikowych 6 cali i 8 cali (średnica), odpowiadającymi tzw. płytkom 5-calowym (125mm) i 6-calowym (156mm) pod względem długości krawędzi.

W miarę rozwoju przemysłu PV i wzrostu zapotrzebowania na płytki i ogniwa, oraz postępu krajowego sprzętu do ciągnienia kryształów, cięcia i produkcji ogniw, płytki 5-calowe (125mm) stopniowo opuściły łańcuch PV. Po 2012 roku, z wyjątkiem jednego lub dwóch specjalnych producentów ogniw, płytki 125mm zostały zasadniczo wycofane z rynku.

Płytki 156mm (wzrost kryształu 8 cali) stały się następnie mainstreamowym rozmiarem. Potem branża zaczęła eksperymentować z niewielkimi zwiększeniami na platformie wzrostu kryształu 8 cali. Pod koniec 2013 roku pięć firm, w tym Zhonghuan i Longi, wspólnie wydało standardy płytek M1 (156.75-φ205mm) i M2 (156.75-φ210mm). Bez zmiany rozmiaru modułu, M2 zwiększyło powierzchnię płytki (o 2.2%) i podniosło moc modułu o ponad 5W, szybko stając się mainstreamem branży i pozostając stabilnym przez kilka lat.

W kolejnych latach główni producenci wafli stosowali modernizacje techniczne w oparciu o M1 i M2, aby stale zwiększać długość krawędzi wafla do 158,75, 161,7, 166 mm i innych rozmiarów. Zaletą wafla 158,75 mm jest to, że cały istniejący potencjał wewnętrzny można było zmodernizować poprzez modernizację techniczną przy niskich kosztach. Nawet w przypadku bardzo starych zakładów ogniw koszt modernizacji 1 GW pozostawał w akceptowalnym zakresie.

Zaletą wafla 166,00 mm jest to, że jego powierzchnia jest o 12,22% większa niż M2, a moduły typu 72 wykorzystujące ten wafel mogą osiągnąć 420-430 W. Jednocześnie rozmiar ten był bliski, ale nie przekraczał limitu wydajności istniejącego sprzętu, więc koszt modernizacji pozostał kontrolowany.

Od 156 mm do 166 mm wszyscy producenci na tym etapie zwiększali powierzchnię wafla poprzez modernizacje techniczne na istniejącej platformie wzrostu kryształów 8 cali.

W sierpniu 2019 roku Zhonghuan dokonał skoku i wypuścił monokrystaliczny wafel G12 o długości krawędzi 210 mm, bezpośrednio stosując specyfikację rozmiaru wafla półprzewodnikowego w fotowoltaice. Celem było osiągnięcie skoku mocy modułu i dalszej redukcji kosztów produkcji poprzez większe wafle. Ale w tamtym czasie wafel 210 nie miał prawie żadnego wsparcia upstream ani downstream w łańcuchu PV, a większość branży była sceptyczna wobec 210.

W 2019 roku Trina i Zhonghuan, najwcześniejsi użytkownicy wafla 210, wypuścili następną generację nowych produktów modułowych. W oparciu o wersję 50 wafla 210 maksymalna moc osiągnęła 500 W, co było również pierwszym produktem 500 W w branży PV. Ograniczone przez ówczesne specyfikacje szkła PV, moduł nie mógł być wykonany z 6 kolumn ogniw i mógł być wykonany tylko z nieparzystej liczby 5 kolumn, a układ nieparzystych kolumn oznaczał, że moduł musiał używać konstrukcji fly-wire. Również ograniczone przez ówczesny prąd falownika, ogniwa nie mogły używać half-cut, który był mainstreamem w branży, i mogły być wykonane tylko w trzecich częściach.

Wraz z wypuszczeniem wafla o długości krawędzi 210 przez Zhonghuan i przewagą, że moduły 210 mogą osiągnąć moc 500 W+, pod koniec 2019 roku liderzy modułów reprezentowani przez Jinko, JA Solar i Longi pogrążyli się w głębokiej zadumie. Z jednej strony firmy te chciały produktu, który przeciwdziałałby wpływowi modułu 500 W; z drugiej strony nie chciały wytwarzać produktów z nieparzystymi kolumnami i konstrukcją third-cut.

Tak więc te trzy firmy nie wybrały 210 i wszystkie przypadkowo pomyślały o użyciu tradycyjnego, parzystego układu 6 kolumn ogniw, aby osiągnąć produkty o mocy 500W+. W rzeczywistości specyfikacje tych trzech firm początkowo nie były takie same. Jinko i JA Solar wstępnie ustaliły rozmiar wafla 180 mm pod koniec pierwszego kwartału 2020 roku, podczas gdy Longi początkowo określił rozmiar 17X. Po komunikacji i negocjacjach trzy firmy ostatecznie ujednoliciły rozmiar do 182 mm, a w czerwcu 2020 roku trzy wiodące firmy wraz z 7 innymi producentami w branży wspólnie ogłosiły monokrystaliczny wafel M10 oparty na specyfikacji 182 mm.

Rozmiar ogniwa 183,75*182,2 używany dzisiaj opiera się na technicznych podstawach 182 mm. Podobnie jak poprzednio długość krawędzi 156 mm stale rosła do 158,75, zwiększa powierzchnię ogniwa poprzez ulepszenia techniczne bez zmiany rozmiaru modułu, poprawiając wydajność wytwarzania energii.

Logika wafla o długości krawędzi 182 różni się od skokowego wprowadzenia długości krawędzi 210. 182 powstało w wyniku logiki dedukcji wstecznej opartej na istniejących warunkach brzegowych w branży. Głównymi warunkami brzegowymi były wysokość kontenera transportowego i szerokość pieca szklarskiego. Te dwa punkty określiły, że górna granica szerokości modułu wynosi między 1133-1134 mm, co prowadzi do rozmiaru ogniwa 182 mm dla układu 6 kolumn ogniw.

Z jednej strony moc modułu 182 jest wyższa niż poprzedniego modułu 210 w wersji 50. Co ważniejsze, moduł 182 w pełni kontynuował dojrzałe rozwiązanie techniczne z układem 6 kolumn i ogniwami ciętymi na 2 części, z lepszą wydajnością produktu i dojrzałym, wspierającym łańcuchem dostaw w górę i w dół. Zgodnie z ówczesnym sposobem myślenia branży, 210 nie mogło być wykonane w układzie 6 kolumn ogniw, ponieważ ani piec szklarski, ani kontener na to nie pozwalały. Wydawało się, że 210 ma stać się nieudanym rozwiązaniem.

Jednak Trina, lider obozu 210, przełamała utarte myślenie większości praktyków branży i zrewolucjonizowała tradycyjną logikę projektowania, szybko wprowadzając produkt modułu 210 z 60 ogniwami oparty na układzie 6 kolumn i ogniwach ciętych na 2 części, z mocą modułu sięgającą 600W (moduł o rozmiarze 2172*1303).

Pomysł Triny był następujący: jeśli kontener nie obsługuje dwuwarstwowego umieszczania bocznego modułów 210 w układzie 6 kolumn, to po prostu umieść moduły pionowo w kontenerze; jeśli piec szklany tego nie obsługuje, to połącz siły z hutami szkła, aby zmodernizować linię produkcyjną; jeśli prąd ogniwa 210 po 2 cięciach jest zbyt wysoki dla falownika, to współpracuj z producentami falowników nad opracowaniem nowej generacji produktów. W drugiej połowie 2020 roku Trina poprowadziła również grupę producentów do utworzenia sojuszu branżowego 600W+, mającego na celu skoordynowaną promocję całego łańcucha przemysłowego 210.

Wersja 6-strunowa modułu 210 osiągnęła szerokość 1303 mm i mogła być umieszczana w kontenerze tylko pionowo. Umieszczenie pionowe powodowało pewne problemy w niektórych scenariuszach, a wielu klientów nie lubiło tej metody. W obliczu tego problemu, w połowie 2022 roku Trina odważnie zaproponowała rozwiązanie prostokątnej płytki krzemowej, wprowadzając płytkę 182 mm210 mm prostokątnej płytki krzemowej. Moduł oparty na prostokątnej płytce ma szerokość 1134 mm, zgodną z tradycyjną szerokością modułu 182, podczas gdy długość wynosi 238X. Następnie w 2023 roku 9 wiodących przedsiębiorstw, w tym Jinko, JA Solar i Longi, wspólnie ogłosiło rozmiar modułu z prostokątną płytką, potwierdzony jako 23821134.

Dla modułu o rozmiarze 2382*1134 kliknij tekst, aby wyświetlić poprzedni artykuł: Dlaczego 2382*1134 to złoty rozmiar modułów?

W dzisiejszym 2026 roku, po kilku latach sporów o rozmiary, przemysł fotowoltaiczny ma obecnie trzy główne specyfikacje płytek krzemowych: 183,75182,2 mm, 210182,2 mm i 210210 mm. Wśród nich płytka 183,75182,2 mm, jako zaawansowana wersja serii 182, ma przewagę istniejących mocy produkcyjnych; moduł wykonany z płytki 210182,2 mm nazywany jest złotym rozmiarem, z niższymi kosztami transportu w eksporcie fotowoltaiki i jest kompatybilny z liniami produkcyjnymi modułów serii 182; udział rynkowy płytki 210210 mm również stopniowo rośnie.

Punkt widzenia Ooitech

Ooitech uważa: ewolucja rozmiarów płytek krzemowych PV od 100 mm do 210 mm to zasadniczo wspólna modernizacja całego łańcucha przemysłowego, skalowanie jednostek produkcyjnych w celu obniżenia kosztów jednostkowych i przekazania korzyści w dół łańcucha.