تقرأ عطلة نهاية الأسبوع: وحدات أكبر نعم ، لكن أفضل ...؟
إنه الآن اتجاه راسخ. بعد التحول إلى أحجام بسكويت الويفر الأكبر في عام 2019 ، شهد هذا العام تقريبًا قيام جميع أكبر مصنعي الكهروضوئية بتقديم وحدات جديدة بأبعاد تزيد عن 2 متر ، ومع تصنيفات طاقة تزيد عن 500 واط - في بعض الحالات ، مثل عندما تبدأ هذه الوحدات في طرح خطوط الإنتاج بكميات أكبر ، فمن الأهمية بمكان إلقاء نظرة على التحديات والفرص التي توفرها لتصميم النظام وتركيبه وتشغيله على المدى الطويل.
عرضت شركة JA Solar وحدات 745-810 W Jumbo في معرض SNEC التجاري في أغسطس. كان واضحًا من الوحدات في أرضية العرض أن الاتجاه نحو التنسيقات الأكبر أصبح راسخًا الآن.
الصورة: JA Solar
بالنسبة لمصنعي وحدات المستوى 1 ، فإن التحول إلى التنسيقات الأكبر له فوائد واضحة من حيث هيكل التكلفة - مع تكييف المعدات ، يمكنهم إنتاج وحدة 600 واط في نفس الوقت الذي يستغرقه إنتاج 400 واط واحد ، مما يزيد بشكل فعال السعة الإنتاجية. قد تعمل هذه الخطوة أيضًا على زيادة حصتها في السوق ، مما يترك المنتجين الصغار الذين يفتقرون إلى النقد المسبق لتكييف المعدات لمعالجة الرقاقات الكبيرة ، لأنهم غير قادرين على مطابقة تصنيفات الطاقة.
في حين أن هذه القفزات الهائلة في تصنيف القوة تبدو مثيرة للإعجاب على الورق ، إلا أنه غالبًا ما يقال إن هناك القليل من الابتكار وراءها - فقط زيادة في الحجم. هناك بعض الحقيقة في هذا - بدون زيادة الحجم ، سننظر في الزيادات في نطاق عشرات الواط ، بدلاً من المئات. ولكن كان الابتكار السابق للخلايا نصف المقطوعة هو الذي جعل هذا ممكنًا حقًا. تم بذل الكثير من العمل الشاق أيضًا في استراتيجيات الترابط الجديدة ، بالإضافة إلى الجهود المبذولة لتقليل الفجوة بين الخلايا لزيادة مساحة السطح النشطة.
بالنسبة للمصنعين الذين استثمروا في قدرات إنتاج هائلة لخلايا ووحدات PERC ، قد يكون هناك عدد قليل من الخيارات الأخرى المفتوحة ، حيث يصعب العثور على طرق جديدة لزيادة الكفاءة ، وتبدأ تقنيات الخلايا الجديدة في الاقتراب من PERC من حيث التكلفة لكل واط . ونظرًا لأن هذا الانتقال إلى التنسيقات الأكبر يعد بزيادة إنتاجية الطاقة وخفض LCOE على مستوى المشروع ، يمكن القول بأنها ذات قيمة مثل أي ابتكار آخر.
وعود ، مخاوف
يعد مصنعو هذه الوحدات بأنها ليست مجرد تحسين للتكلفة بالنسبة لهم. على مدار هذا العام ، كان إطلاق وحدات جديدة تضم خلايا 182 مم أو 210 مم مصحوبًا بالكثير من الضجة ، ويعد بأن التغيير سيخفض التكاليف في أماكن أخرى في تصميم النظام ، ويؤدي في النهاية إلى خفض تكلفة الكهرباء على مستوى المشروع .
أولًا ، الادعاء بأن الوحدات الأكثر قوة ستخفض تكاليف جهاز التعقب أو الأرفف. مع وجود الوحدة في الاتجاه الصحيح ، يحتاج نظام الأرفف فقط إلى أن يكون أطول قليلاً من أجل استيعاب المزيد من الوحدات ، والمزيد من الواط لكل كومة.
هناك ادعاء آخر مشترك في غالبية الوحدات النمطية الكبيرة الجديدة وهو أن الجمع بين الخلايا المقطوعة والتوصيل البيني متعدد القضبان وتصميمات الوحدة "المزدوجة" يقلل من جهد الوحدة ، مما يسمح مرة أخرى لمصممي النظام بتلائم سعة طاقة أكبر بنفس المقدار من الفراغ.
يوضح روبرتو مورجيوني ، رئيس الخدمات الفنية لأوروبا في JinkoSolar: "يمكن للجهد المنخفض للدائرة المفتوحة ومعامل درجة الحرارة لوحدة Tiger الخاصة بنا أن يزيد من عدد الوحدات على مستوى السلسلة". "وإذا كانت السعة الجانبية للتيار المستمر للمشروع معروفة ، فيمكن تقليل العدد الإجمالي للسلاسل في المشروع ، مما يتيح كثافة طاقة تبلغ 214 واط لكل متر مربع." يجب أن تعمل زيادة عدد الوحدات النمطية لكل سلسلة بدورها على تقليل كمية الكابلات وصناديق التجميع المطلوبة ، مما يؤدي إلى خفض تكاليف BOS.
عند إطلاق وحداتها Series 7 الجديدة الشهر الماضي ، قدمت شركة Canadian Solar حسابات أن الوحدات الجديدة ، استنادًا إلى رقاقة بحجم 210 مم ، تسمح للمهندسين بزيادة عدد الوحدات لكل سلسلة إلى أكثر من 30. وهذا يدفع الطاقة لكل سلسلة إلى 20.2 كيلو واط ، مقارنة بـ 12.2 كيلوواط من سلسلة من حوالي 26 من الجيل الأقدم من وحدة الطاقة الشمسية أحادية PERC الكندية.
شهد إطلاق هذه الوحدات أيضًا العديد من المخاوف التي أثيرت بشأن القفزة في الحجم. لاحظ البعض أنه أثناء زيادة الحجم ، لم تجعل الشركات المصنعة الزجاج الأمامي أكثر سمكًا ، مما يجعل الوحدة أكثر هشاشة. ومع ذلك ، ذكرت Trina Solar أنها حلت أي مشكلات هنا من خلال تقوية الإطار المعدني ، وأفادت الشركات المصنعة الأخرى أن وحداتها قادرة بسهولة على تحمل اختبار الحمل الميكانيكي البالغ 5400 باسكال المحدد في معايير IEC. مع انخفاض الجهد يأتي أيضًا تيار أعلى ، مما يؤدي إلى التعبير عن مخاوف البعض من تدهور الأداء في النقاط الساخنة. استجابةً لذلك ، يشير المصنعون إلى تصميمات نصف خلية ووحدة ثنائية ، بالإضافة إلى فجوات أصغر بين الخلايا ، من بين استراتيجياتهم لمنع التيار من العمل بشكل كبير جدًا.
أعرب البعض أيضًا عن قلقه من أن الحجم والوزن الهائل لهذه الوحدات سوف يتسببان في مشاكل في الشحن والتركيب. أفاد المصنعون أنه من خلال تعبئة الوحدات عموديًا في صناديق الشحن ، واستكشاف التحسينات الأخرى ، يمكنهم شحن كميات كبيرة دون مشكلة. وعلى جانب التركيب ، يخبر توماس شارلمونت ، رائد المشتريات العالمية للطاقة الشمسية في مجموعة RES المطور للمشروع ، مجلة الكهروضوئية أن أكبر الوحدات الكهروضوئية الجديدة تزن عادة حوالي 35 كجم. هذا مشابه لوحدات First Solar's Series 6 ، والتي لم تسبب أي مشاكل كبيرة للمثبّتين منذ طرحها قبل عامين.
بالنسبة للمهندسين ومطوري المشاريع ، من المبكر العمل بهذه الوحدات. وعلى الرغم من أن العديد من ادعاءات الشركات المصنعة تبدو صحيحة ، إلا أن هناك المزيد من العوامل في العمل التي لن تتضح إلا بمجرد رؤية الوحدات المستخدمة في المشاريع الفعلية. يقول Tino Weiss ، رئيس قسم المشتريات في BayWa re Solar Projects ، إنه يمكنه رؤية انخفاض تكاليف الكابلات في الميدان. من المحتمل أيضًا خفض التكلفة على نظام التعقب / الأرفف ، ولكن سيكون هناك حد لمدى أطول / أوسع يمكنك الذهاب إليه دون زيادة تكلفة الهيكل ، كما يقول. ويحذر من أن زيادة التيار قد تؤدي إلى الحاجة إلى الصمامات ذات التصنيف الأعلى ، مما يزيد من سعر الصناديق المجمعة. يقول Weiss: "السؤال الحقيقي هو كم من مدخرات BOS يتم التهامها من خلال سعر الوحدة".
كبير ثم أكبر
لقد أدى ظهور الرقائق الأكبر حجمًا ، ثم الأشكال النمطية الأكبر حجمًا ، إلى تقسيم الصناعة سريعًا إلى معسكرين رئيسيين ، مع تعزيز إما الرقاقة 182 مم أو 210 مم. يضمن المصنعون بالتأكيد أن خطوط الخلايا والوحدات الجديدة قادرة على معالجة أحجام تصل إلى 210 مم بل وتتجاوزها ، ولكن ينظر البعض إلى هذا على أنه تحوط رهاناتهم ضد إمكانية الاضطرار إلى القيام بجولة ثانية من الترقيات المكلفة في غضون بضع سنوات. سنوات. فيما يتعلق بخطط الإنتاج الفعلية ، يبدو أن الصناعة منقسمة بين أولئك الذين يرون القفزة الأكبر في إنتاج الطاقة التي تم تمكينها بواسطة الرقاقة 210 ملم كهدف يستحق المتابعة على الفور ، وأولئك الذين يقدرون القفزة الإضافية إلى 182 ملم باعتبارها أقل خطورة و طريق تخريبي إلى إنتاجية أعلى من الطاقة وانخفاض LCOE.
في إحدى المجلات الكهروضوئية الحديثة Webinar ، قدمت Trina Solar دراسة حالة استنادًا إلى نظام الإمالة الثابتة بقوة 100 ميجاوات ، ونظام 1500 فولت ، حيث قارنت وحدة Vertex ، التي تستخدم خلايا 210 ملم ، بوحدة منافسة تستخدم 182 ملم. أظهر هذا أن وحدة Trina سمحت بما يصل إلى 36 وحدة في سلسلة ، مقارنة بـ 27 للوحدة المنافسة ، وزيادة 35.8٪ في الطاقة لكل سلسلة. وينتج عن ذلك أيضًا تقليل 62 ركيزة و 3.5 كجم من الفولاذ وكيلومتر واحد من الكابلات لكل ميغاواط مثبتة.
لكن التغييرات الأكبر تعني المزيد من عدم اليقين ومخاطر أكبر. تتطلب أكبر وأقوى هذه الوحدات الشمسية الجديدة بالفعل إعادة تصميم لدى موردي أجهزة التتبع والعاكس ، بالإضافة إلى تخطيطات النظام الشاملة ، لمطوري المشاريع والمستثمرين لجني فوائدهم. في حين أن المكافآت المحتملة تجعل البعض يخاطر بالتأكيد ، فإن الأمر سيستغرق بضع سنوات على الأقل لتطوير سجل حافل ولكي تصبح هذه التغييرات مقبولة ومفهومة من قبل المزيد من المستثمرين.
وفي الوقت نفسه ، لا تزال الوحدات القائمة على رقائق بقطر 182 مم تصل إلى مخرجات طاقة تتجاوز 500 واط ، وبالمقارنة ، لا تتطلب سوى تحسينات طفيفة للمكونات الحالية وتخطيطات المصنع. يقول مورجيوني من JinkoSolar "الوحدة مقاس 182 مم هي المنتج الأكثر نضجًا وقابلية للتمويل" "كما أنها توفر عائدًا وقدرة إنتاج مضمونة لعملية تصنيع الخلايا والوحدة الحالية في الصناعة."
على المدى القصير ، على الأقل ، يفضل أولئك الذين يعملون على أنظمة كاملة المسار الأقل اضطرابًا. يقول Baywa re أن الوحدات التي تنشر خلايا 182 مم في تخطيط نصف قطع يبدو أنها الحل الأمثل.
يقول Tomaso Charlemont من RES Group أيضًا أنه بدون سجل حافل ، فإن تقنية 210 ملم ستكون مدمرة للغاية بحيث لا يمكن للشركة النظر إليها اليوم ، على الرغم من أنه لن يستبعد ذلك في المستقبل. "عندما يخبرونك أنه يمكنك إنشاء سلاسل من أكثر من 30 وحدة نمطية ، يتأثر تصميم المشروع بالكامل ، على سبيل المثال ، تحتاج أجهزة التتبع إلى الضبط وتحتاج العاكسات إلى حماية مصهورة مختلفة." هو يوضح. "إنها تنطوي على تصميم مختلف تمامًا. هذا لن يحدث بين عشية وضحاها ".
يمضي شارلمونت في شرحه ، مع ذلك ، أنه من خلال العمل مع وحدات مقاس 182 مم ، تمكنت RES بالفعل من تنفيذ مشروع قائم مخطط أصلاً باستخدام وحدات M6 (166 مم) ، وإعادة حساب التنسيق الأكبر 182 مم. وأظهرت الحسابات الجديدة وفورات في النفقات الرأسمالية بحوالي 0.01 دولار / واط.
"لا تزال ضمن الحدود التي يمكنك تقييمها بسرعة مع الشركات المصنعة للمحولات وتركيبات التركيب باستخدام الحلول الحالية. يمكننا نقل الوحدة مقاس 182 مم إلى مستثمر وإخبارهم "هنا رقم تم التحقق منه ، معتمد من قبل مهندس مستقل". إنها وحدة نمطية مختلفة ولكنها تنفيذ مباشر ، "يشرح شارلمونت. "يمكنك أن تفهم سبب ثقة الشركات المصنعة بهذه الثقة ، لأنهم يعرفون أن ما قمنا به هو عمل سهل ويمكن التعامل معه".
ومع ذلك ، فإن نقل ما يصل إلى 210 ملم من الرقائق والوحدات المصنفة عند 600 واط وأعلى ، يعد خطوة إلى منطقة جديدة ، وستكون هناك حاجة إلى بعض سجل الأداء للمستثمرين لعرض الأنظمة المصممة مع هذه الوحدات على أنها قابلة للتمويل. لكن الصناعة قد لاحظت بالفعل ، ومن المحتمل أن يكون بعض اللاعبين الكبار على استعداد لتحمل المخاطر في تكرار جديد لتقنيات موجودة ومفهومة جيدًا مثل هذه. يعمل موردو أجهزة التعقب والعاكس أيضًا بسرعة لتحسين عروضهم لتلائم أكبر الوحدات ، ويبلغ المصنعون بالفعل عن مبيعات وحدات 182 مم و 210 مم ، ويبدو أنهم مقتنعون جدًا بأن هذه الخطوة ستكون ناجحة.
في الوقت الحالي ، سواء كان 182 مم أو 210 مم ، يبدو أن تنسيقات الرقاقة والوحدة الأكبر موجودة لتبقى. يتوقع المحللون بما في ذلك Wood Mackenzie (انظر الرسم البياني في الصفحة 34) و PV InfoLink أن يمثل هذين الحجمين حوالي 90 ٪ من السوق بحلول عام 2025 ، مع بدء 210 ملم في اكتساب ميزة في السنوات اللاحقة - مما يعكس الوقت اللازم للحركة الجديدة لترسيخ نفسها وتحقيق القابلية المصرفية.
مصدر هذا الخبر من مجلة pv
