半片組件目前是組件企較為熱衷的組件形式,已成為標配組件,半片組件分為多主柵和5主柵兩個陣營,他們各持一此,雙方爭議頗大。
硅貴的“擁硅為王”時代,懷著把碎片充分利用的心態,完成一個半片組件之后,組件制造者最大的滿足是減少了損失,挽救了破碎的硅片,早期的半片實踐者可能萬萬想不到如今很多組件企業已經把半片組件作為常規/標準產品對外銷售,頭部企業有的甚至已經淘汰全片組件,不再生產。
半片組件的優勢,無人不曉。所謂半片技術,就是使用激光切割法沿著垂直于電池主柵線的方向將標準規格的電池片切成尺寸相同的兩個半片電池片,由于電池片的電流和電池片面積有關,如此就可把通過主柵線的電流降低到整片的1/2,當半片電池串聯以后,正負回路上電阻不變,這樣功率損耗就降低為原來的1/4(Ploss=1/4*I2R),從而最終降低了組件的功率損失,提高了封裝效率和填充因子。一般的,半片電池組件比同版型的組件能提升5-10W(2%-4%)甚至更高。半片等高密度組件是近段時間的趨勢,這一點無容置疑。
半片,成為標配的潮流下,半片面臨著兩條路,向左,多主柵(12BB/9BB);向右,5主柵;不同陣營,他們各執一詞。用自己的數據講故事,他們深諳其道。
半片疊加MBB,進階再進階
不可諱言的是,在多主柵大規模發展之前,半片是當之無愧的高密度功率組件之王。2018年之前,半片+5BB,曾是絕對主流。但是2018年底以來,情況似乎有變,多主柵技術的成熟,串焊難題漸解。半片+9BB,漸成趨勢,陣營在擴大。具有低熱斑風險的半片結合低裂片影響的MBB,可以有效降低組件失效風險(見上圖美國NREL的研究),逐漸成為高密度、高功率組件的主流趨勢。
研究顯示,多晶MBB或半片在業內平均水平可提高1個檔位,而MBB疊加半片可提高3個檔位,出現“1+1=3”效果。單晶MBB或半片在業內平均水平可提高1~2個檔位,而MBB疊加半片可提高4個檔位,出現“1+1=4”效果。
多主柵組件除了高功率之外,還有著很多5BB不具備的優勢。天合研究顯示,由于柵線分布更密,多主柵組件的抗隱裂能力也更強。通過標準5400Pa的機械載荷測試,隱裂造成常規5BB組件功率約0.5%的衰減,而多主柵只有0.1%的衰減。
多主柵與半片連接,隱裂被限制在更小的區域,風險面積比整片可降低50%。
在模擬條件為,1000W/m2輻照,環境溫度:25℃,組件正面和背面的對流換熱系數為10W/m2·℃(通風良好)情況下,MBB半片相對常規組件散熱效果更好(有效熱量密度低),較常規組件熱斑溫度降低27℃。
實驗證實,在經過荷載、TC600、動載+TC50+HF10后,EL無明顯異常。
MBB還是5BB,引發了一場爭議
近日,關于半片路線,出現了爭議。半片疊加5BB還是12/9BB?爭議的焦點在于單瓦發電能力。
近日,有研究文章認為,多主柵的發電能力不如5BB。他們的研究表明,使用同一企業相同結構電池的組件,在2018年2月~2019年2月共13個月的實證對比中,12柵全片組件相比5柵全片組件單瓦平均發電量低了2.43%,另外,在2019年2月26~3月7日共10天的實證對比中,9柵半片組件比5柵半片組件單瓦平均發電量低0.91%。他們得出的實驗結果認為:多主柵組件的發電性能比5主柵組件略低。有人認為,在實證條件下,MBB組件相比5主柵組件單瓦平均發電量低并不奇怪。
他們認為,多主柵用的是圓形互連條,直徑比5主柵扁平互連條的厚度高。一天之中,陽光垂直照射組件時間有限,大部分時間是斜射(除全跟蹤),直徑大的多主柵在陽光斜射的時候,陰影也大,主柵越多則陰影越多,尤其是早晚時分,圓形互連條有陽光照射一面能發揮作用的反光效果有限。而扁平互連條不僅遮光小,還可制成反光互連條或貼反光膜,陽光直射和斜射均有反光效果。所以他認為,5BB比12/9BB單瓦發電量高就不足為怪了。
更青睞多主柵的企業則認為,圓形焊帶也有不可不提的優勢。利用圓形焊帶的二次光反射效應,增加電池光的吸收利用率,也有數據顯示,圓形焊帶70%的光線會被再次利用。研究人員對于圓形焊帶多了更詳細的研究。
究竟是扁形焊帶還是圓形?也跟安裝方式有關。英利曾做了相關的模擬實驗。在組件縱向安裝時,12BB組件的光生電流在較大角度范圍內均高于常規5BB組件,兩者的IAM值曲線相近。
在橫向安裝時,12BB和7BB三角組件光生電流在較大角度范圍內均高于常規5BB組件,三者的IAM值曲線相近。
英利的實驗結論認為,模擬圓形焊帶多主柵組件與常規組件無論是橫向還是豎向安裝IAM表現相當,整體模擬發電量結果差異很小。
更有研究表明,由陰影或入射角導致的光學損失5BB或12BB差異不大。12BB帶來的發電量增益主要源于良好的溫度系數。
質疑多主柵發電能力的一方則認為,多主柵技術降低了光伏組件的串聯電阻從而導致弱光性能低于常規組件,由于在組件發電能力上沒有其他方面的明顯改善,其發電量有一定程度下降。
對于多主柵持積極態度的一方則認為,MBB的優勢太明顯了。多主柵對電池片隱裂、斷柵、破裂等容忍度更高,在組件的持續工作當中造成的損失更小。主柵數越多,電阻值分布越低且越均勻,在每個主柵和焊帶上流過的電流也會相應越低,從而降低焊帶上的阻抗損失。多主柵設計,主柵線數增多,明顯減少光生電流傳輸至主柵線的路徑,一般規格為156*156mm的5BB電池片電流的最大有效傳輸路徑長度約15.6mm,相應12BB電池片的最大有效傳輸路徑約3.5mm,下降75%以上。電流在細柵上的路徑越短,消耗的功率就越小,相應組件整體功率輸出就越高,同時可有效降低組件工作溫度,提升光伏組件NOCT表現,組件長期發電性能好。反方的實驗數據則表明,在戶外發電量表現中,MBB組件比常規組件提高了1%左右的發電能力。
中利騰輝在常熟研發基地的實驗中表明,MBB組件比5BB組件相對發電量高2.1%左右。
據騰輝在山西大同23MW扶貧項目的發電量實證數據顯示,MBBPR均在87%以上,而同期5BB的PR在85%左右,他們認為,MBB有明顯的發電量優勢。
英利在保定的戶外發電實證對比數據顯示,多主柵與常規5BB相比,發電量增益1%左右,英利則認為,多主柵多發電是因為其擁有更好的溫度系統與更優的弱光性能。
在對比5BB半片與9BB半片發電量對比方面,阿特斯也有相關實證。他們認為半片MBB具有更低的工作溫度和更好的溫度系數、IAM等,經過一個月的運行,數據顯示,MBB半片提高發電量約1%。
半片組件,煥發出前所未有的韌性。
5BB還是MBB?爭議還在繼續。孰優孰劣,還需要進一步去驗證。行業還需要更嚴謹的態度、更詳實的數據,來支撐這場論戰。而不僅僅是為自己的特定產品,搖旗吶喊。
硅貴的“擁硅為王”時代,懷著把碎片充分利用的心態,完成一個半片組件之后,組件制造者最大的滿足是減少了損失,挽救了破碎的硅片,早期的半片實踐者可能萬萬想不到如今很多組件企業已經把半片組件作為常規/標準產品對外銷售,頭部企業有的甚至已經淘汰全片組件,不再生產。
半片組件的優勢,無人不曉。所謂半片技術,就是使用激光切割法沿著垂直于電池主柵線的方向將標準規格的電池片切成尺寸相同的兩個半片電池片,由于電池片的電流和電池片面積有關,如此就可把通過主柵線的電流降低到整片的1/2,當半片電池串聯以后,正負回路上電阻不變,這樣功率損耗就降低為原來的1/4(Ploss=1/4*I2R),從而最終降低了組件的功率損失,提高了封裝效率和填充因子。一般的,半片電池組件比同版型的組件能提升5-10W(2%-4%)甚至更高。半片等高密度組件是近段時間的趨勢,這一點無容置疑。
半片,成為標配的潮流下,半片面臨著兩條路,向左,多主柵(12BB/9BB);向右,5主柵;不同陣營,他們各執一詞。用自己的數據講故事,他們深諳其道。
半片疊加MBB,進階再進階
不可諱言的是,在多主柵大規模發展之前,半片是當之無愧的高密度功率組件之王。2018年之前,半片+5BB,曾是絕對主流。但是2018年底以來,情況似乎有變,多主柵技術的成熟,串焊難題漸解。半片+9BB,漸成趨勢,陣營在擴大。具有低熱斑風險的半片結合低裂片影響的MBB,可以有效降低組件失效風險(見上圖美國NREL的研究),逐漸成為高密度、高功率組件的主流趨勢。
研究顯示,多晶MBB或半片在業內平均水平可提高1個檔位,而MBB疊加半片可提高3個檔位,出現“1+1=3”效果。單晶MBB或半片在業內平均水平可提高1~2個檔位,而MBB疊加半片可提高4個檔位,出現“1+1=4”效果。
多主柵組件除了高功率之外,還有著很多5BB不具備的優勢。天合研究顯示,由于柵線分布更密,多主柵組件的抗隱裂能力也更強。通過標準5400Pa的機械載荷測試,隱裂造成常規5BB組件功率約0.5%的衰減,而多主柵只有0.1%的衰減。
多主柵與半片連接,隱裂被限制在更小的區域,風險面積比整片可降低50%。
在模擬條件為,1000W/m2輻照,環境溫度:25℃,組件正面和背面的對流換熱系數為10W/m2·℃(通風良好)情況下,MBB半片相對常規組件散熱效果更好(有效熱量密度低),較常規組件熱斑溫度降低27℃。
實驗證實,在經過荷載、TC600、動載+TC50+HF10后,EL無明顯異常。
MBB還是5BB,引發了一場爭議
近日,關于半片路線,出現了爭議。半片疊加5BB還是12/9BB?爭議的焦點在于單瓦發電能力。
近日,有研究文章認為,多主柵的發電能力不如5BB。他們的研究表明,使用同一企業相同結構電池的組件,在2018年2月~2019年2月共13個月的實證對比中,12柵全片組件相比5柵全片組件單瓦平均發電量低了2.43%,另外,在2019年2月26~3月7日共10天的實證對比中,9柵半片組件比5柵半片組件單瓦平均發電量低0.91%。他們得出的實驗結果認為:多主柵組件的發電性能比5主柵組件略低。有人認為,在實證條件下,MBB組件相比5主柵組件單瓦平均發電量低并不奇怪。
他們認為,多主柵用的是圓形互連條,直徑比5主柵扁平互連條的厚度高。一天之中,陽光垂直照射組件時間有限,大部分時間是斜射(除全跟蹤),直徑大的多主柵在陽光斜射的時候,陰影也大,主柵越多則陰影越多,尤其是早晚時分,圓形互連條有陽光照射一面能發揮作用的反光效果有限。而扁平互連條不僅遮光小,還可制成反光互連條或貼反光膜,陽光直射和斜射均有反光效果。所以他認為,5BB比12/9BB單瓦發電量高就不足為怪了。
更青睞多主柵的企業則認為,圓形焊帶也有不可不提的優勢。利用圓形焊帶的二次光反射效應,增加電池光的吸收利用率,也有數據顯示,圓形焊帶70%的光線會被再次利用。研究人員對于圓形焊帶多了更詳細的研究。
究竟是扁形焊帶還是圓形?也跟安裝方式有關。英利曾做了相關的模擬實驗。在組件縱向安裝時,12BB組件的光生電流在較大角度范圍內均高于常規5BB組件,兩者的IAM值曲線相近。
在橫向安裝時,12BB和7BB三角組件光生電流在較大角度范圍內均高于常規5BB組件,三者的IAM值曲線相近。
英利的實驗結論認為,模擬圓形焊帶多主柵組件與常規組件無論是橫向還是豎向安裝IAM表現相當,整體模擬發電量結果差異很小。
更有研究表明,由陰影或入射角導致的光學損失5BB或12BB差異不大。12BB帶來的發電量增益主要源于良好的溫度系數。
質疑多主柵發電能力的一方則認為,多主柵技術降低了光伏組件的串聯電阻從而導致弱光性能低于常規組件,由于在組件發電能力上沒有其他方面的明顯改善,其發電量有一定程度下降。
對于多主柵持積極態度的一方則認為,MBB的優勢太明顯了。多主柵對電池片隱裂、斷柵、破裂等容忍度更高,在組件的持續工作當中造成的損失更小。主柵數越多,電阻值分布越低且越均勻,在每個主柵和焊帶上流過的電流也會相應越低,從而降低焊帶上的阻抗損失。多主柵設計,主柵線數增多,明顯減少光生電流傳輸至主柵線的路徑,一般規格為156*156mm的5BB電池片電流的最大有效傳輸路徑長度約15.6mm,相應12BB電池片的最大有效傳輸路徑約3.5mm,下降75%以上。電流在細柵上的路徑越短,消耗的功率就越小,相應組件整體功率輸出就越高,同時可有效降低組件工作溫度,提升光伏組件NOCT表現,組件長期發電性能好。反方的實驗數據則表明,在戶外發電量表現中,MBB組件比常規組件提高了1%左右的發電能力。
中利騰輝在常熟研發基地的實驗中表明,MBB組件比5BB組件相對發電量高2.1%左右。
據騰輝在山西大同23MW扶貧項目的發電量實證數據顯示,MBBPR均在87%以上,而同期5BB的PR在85%左右,他們認為,MBB有明顯的發電量優勢。
英利在保定的戶外發電實證對比數據顯示,多主柵與常規5BB相比,發電量增益1%左右,英利則認為,多主柵多發電是因為其擁有更好的溫度系統與更優的弱光性能。
在對比5BB半片與9BB半片發電量對比方面,阿特斯也有相關實證。他們認為半片MBB具有更低的工作溫度和更好的溫度系數、IAM等,經過一個月的運行,數據顯示,MBB半片提高發電量約1%。
半片組件,煥發出前所未有的韌性。
5BB還是MBB?爭議還在繼續。孰優孰劣,還需要進一步去驗證。行業還需要更嚴謹的態度、更詳實的數據,來支撐這場論戰。而不僅僅是為自己的特定產品,搖旗吶喊。