数字说话!光伏技术控杨立友详解单晶多晶如何选择

数字说话!光伏技术控杨立友详解单晶多晶如何选择
2017年04月26日 17:40 能见Eknower

在上一篇介绍中国农村户用光伏市场的文章中,我提到2017年SNEC展会,最热的词是:多晶与单晶、户用光伏。这两个热词一个对应着制造端,一个对应着应用端。

在制造端,单晶这一新兴技术路线的崛起打破了过去两三年短暂的市场平衡,使得多晶产业链上的制造企业从舒适区中醒来,开始新一轮的技术创新,如金刚线切割、黑硅技术、PERC多晶,价格混战已经发生并且还将继续。

能见Eknower持续关注储能、新能源汽车、售电、充电、户用光伏等能源消费侧领域,目前看到的情形是只有户用光伏具备了进一步探索可持续商业模式的空间,这建立在制造端成本持续快速下降的基础上。正如阿特斯阳光电力集团董事长瞿晓铧说的那样:

我们看到的是一个技术碾压商务模式的一个时代

技术碾压之下,系统成本已经降到了何种程度?未来还将继续下探到哪一区间?光伏电池的下一个技术路线是什么?今天推荐晋能清洁能源科技有限公司总经理杨立友在SNEC展会期间的公开发言,他以翔实的数据对比了单晶和多晶组件的成本和收益,进而总结出目前单晶和多晶适应的不同领域以及未来的市场形势。

杨立友为光伏领域国际知名专家。以下为能见Eknower整理后的发言实录:

一、当前行业形势

2016年至今,大家都切身感受到了组件的价格又有了很大的下降,光伏摩尔定律持续展现着威力,推动着行业向前发展,最终实现绿色能源平价上网的目标。

2016年,光伏的发电成本已经跨入了用电侧和上网侧平价上网的区间内。预计到2020年,光伏将具备在上网侧与火电一较高下的能力。

行业内最近舆论沸沸扬扬,主要是在讨论单晶和多晶。单晶和多晶到底如何选择?还是要看度电成本。

度电成本中,最主要的是初始投资和发电总量,初始投资降下来,发电总量升上去,光伏的度电成本就会越来越低。

从发电量看,单晶与多晶相差不大。单晶的确是更完美的材料,且弱光条件下表现更好,但是多晶衰减更低。发电量究竟谁更好?有很多数据可以拿来对比,我们选择的是PHOTON杂志某户外长期跟踪报告的数据。但除此之外的很多可供选择的数据都显示,只要组件的封装到位,目前单晶和多晶的发电量差距不大,肯定是在1%以内。

二、单多晶造价成本对比

从初始投资来看,我们将初始投资分成三大部分:首先是组件成本,占比超过50%。其次是和组件块数无关的非组件成本,比如逆变器、升压设备等。再次是和组件块数有关的非组件成本,这部分成本和转化效率有关系,转化效率高了,同样功率的组件块数变少,带来了土地、支架、人工成本、开发成本的下降。

如果以中国50MW的地面电站规模来计算,可以看到,中间与组件块数有关的非组件成本,单晶PERC295W的组件,对应的这部分成本约为1.52元/瓦,常规单晶285W是1.57元/瓦,高效多晶275W是1.63元/瓦。组件成本方面,高效多晶275W是2.8元/瓦,常规单晶285W是3.05元/瓦,单晶PERC295W是3.35元/瓦,总体系统成本来看,还是单晶的造价要高一些。

总体来看,单晶和多晶组件功率差距在10瓦左右时,价格差距限定在6分钱以内时,单晶组件性价比更优,但现在单晶和多晶的价差达到了3毛甚至4毛左右,电站业务选择多晶,投资回报率无疑更好。价格情况会随着单晶多晶的技术发展不断变化,未来单晶的产能不断扩大,成本进一步降低,今后一段时间可能选择单晶又会更划算。

如果是分布式光伏项目,在屋顶面积有限的情况下,情形又有不同。以800平方米的屋顶项目为例,高效单晶组件整体25年的发电收入还是要超过多晶的,因为在有效面积内可以放更多的组件,发更多的电。

总体来看,单晶更符合分布式,尤其是非组件成本更高的市场。比如说日本,整个系统的EPC成本远远超过中国,中国的EPC成本在1美金/瓦左右,日本由于人工贵、土地贵、接网费用高,EPC成本是中国的两倍甚至三倍之多,达到了2-3美金/瓦,这样的情况下,高效组件可以摊薄系统成本,所以在日本、美国等高端市场,单晶PERC的市场需求非常旺盛,比多晶有竞争优势。但在印度这种大电站系统成本比较低的国家,多晶有更强的竞争优势。

三、单多晶价格展望

目前,单晶总体价格高于多晶,但在2016年,受益于单晶硅片金刚线切割技术的普遍应用,使得单晶硅片成本有了很大的下降,单晶和多晶的价差在非常小的范围内,硅片价格可以控制在10%以内。

再往前看,多晶的生命力也在不断提升,特别是在今年下半年,大家普遍估计多晶的金刚线切割会成为一个主流的技术,使得成本至少会有5毛甚至接近1元的降幅,届时单晶和多晶的价格差距可能会有所扩大。我们拭目以待。

四、晋能科技产品规划

目前晋能多晶270W组件和275W组件,产能为50:50,现在公司已经开始布局五主栅以及黑硅等技术,预计下半年开始释放产能,实现280W组件和275W组件各占一半的比例,到2018年上半年,280W组件将成为一个主要的功率档位,并实现小部分285W组件的生产,275W组件所占比例大幅降低。

单晶组件方面,PERC、五主栅等技术将进一步提升组件功率。预计今年下半年量产300W组件产品,295W组件成为主流。我们认为单晶技术提升空间还比较大,到明年的上半年,300W组件将成为主流。

产能方面,晋能科技将在2020年达到3GW左右的产能水平。异质结电池的产能将不断扩大。

五、下一个技术——异质结电池

 晋能科技一直在持续攻关异质结电池技术。相比传统的P型电池,我们采用的是N型单晶硅片。异质结其实是加了一个非晶I的非晶结,形成了一个异质结的结构,他的工艺流程并不复杂,N硅型先制绒清洗,然后做非晶硅沉积,然后做双面透明TCO膜制备,最后用低温银浆做金属化,加起来一共就这4个步骤,非常简单。但是他的很多电池特性是远远优于同质结以及IBC背接触电池结构。

异质结电池的量产关键在哪里?一是界面高品质化,异质结的界面非常敏感,要保证清洗后硅片表面洁净;二是薄膜的光吸收特性,要降低非晶硅与透明导电薄膜层对光的吸收;第三是电阻损失问题,这和处理温度有关系,异质结电池不能用常规的高温浆料,而是要用低温银浆,因此涉及到如何降低栅线电阻和接触电阻。

异质结电池的想象空间很大。首先它是在非晶硅层做表面钝化,少子寿命有两个数量级的提升;另外异质结电池的开路电压从640毫伏提高到735毫伏,有了很大的提升,因此转换效率提升明显。

晋能科技的第一步目标是实现异质结电池量产效率达到22%,但是大家都知道异质结电池做得好的话,光电转换效率可以做到23%以上,所以想象空间非常大。

异质结电池发电量将比常规多晶提升44%。首先23%的转换效率和19%的转换效率相比,提升了20%,结合它的双面发电特性、温度系数以及更低的衰减,发电量提升可以达到44%。

现在异质结电池的成本还是太高,松下的成本大概在0.7美元/瓦,售价超过1美元/瓦,Sunpower的背接触IBC产品,成本在0.8美元/瓦,市场售价同样超过1美元/瓦,奇贵无比。晋能科技的异质结目标成本是低于0.4美元/瓦,实现这一目标需要从设备到材料到工艺的全产业链升级。

当实现了这个目标,我们预计到2020年异质结的度电成本能够降低到0.4元的水平,低于2017年各省燃煤发电上网电价区间。

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