Фотаэлектрычныя серыі: будучыя тэндэнцыі рынку? 

Давайце перасячэм шум. Усе гавораць аб пашырэнні ў тэраваттным маштабе і аб эксплуатацыі і тэхнічным абслугоўванні, якія кіруюцца штучным інтэлектам, але сапраўдная гісторыя заключаецца ў траншэях — устойлівасці ланцужкоў паставак, жорсткай эканоміцы залішняй прапановы модуляў і аб тым, ці сапраўды гэтая новая гетэрапераходная лінія прыдатная для банкаў. Гэта не пра глянцавыя прагнозы; гаворка ідзе пра тое, што прыліпае, што ламаецца і куды грошы спакойна рухаюцца далей.

Міф пра самы танны ват і матэрыяльная рэальнасць

На працягу многіх гадоў гонка была асаблівай: зніжэнне $/W. Гэта прывяло нас да дамінавання PERC і скачка памераў пласцін з M6 да G12 у адно імгненне. Але памылковым з'яўляецца меркаванне аб лінейным і бясконцым зніжэнні выдаткаў. Мы ўдарылі аб сцяну з расходам срэбнай пасты. Нават з удасканаленым друкам на пярэднім баку тыповая клетка PERC па-ранейшаму выкарыстоўвае каля 85 мг срэбра на клетку. У сувязі з тым, што да сярэдзіны дзесяцігоддзя глабальныя фотаэлектрычныя ўстаноўкі, па прагнозах, дасягнуць 500 ГВт штогод, попыт на срэбра толькі ад фотаэлектрыкі будзе ашаламляльным. Гэта не ўстойліва. Гэта робіць паварот не толькі ў архітэктуры ячэйкі, як, напрыклад, крыху меншае выкарыстанне пасты ў TOPCon, але і ў фундаментальным матэрыялазнаўстве. Меднае гальванічнае пакрыццё - гэта меркаванае рашэнне, але я бачыў, як пілотныя лініі змагаюцца з адгезіяй і доўгатэрміновай надзейнасцю падчас выпрабаванняў у вільготным цяпле. Будучая тэндэнцыя - гэта не проста новая клеткавая тэхналогія; гэта тое, які з іх першым ліквідуе матэрыяльнае вузкае месца.

Гэта звязана з чымсьці такім звычайным, як мантаж. Калі вы разгортваеце GW магутнасці, баланс сістэмных выдаткаў (BOS) становіцца галоўным. Вось дзе абсталяванне, гайкі і балты літаральна, становіцца крытычным. Я памятаю праект у Тэхасе, дзе нам прыйшлося спыніць будаўніцтва з-за зададзенага зашпількі бо сістэма трэкера не прайшла раптоўнае выпрабаванне на выцягванне на месцы. Працэс замены выклікаў трохтыднёвую затрымку. Пастаўшчык? Не які-небудзь матацыкл, а буйны сертыфікаваны вытворца. Гэта падкрэсліла разрыў паміж лабараторнымі спецыфікацыямі і палявымі паказчыкамі пры дынамічнай нагрузцы. Вось чаму закупкі цяпер разглядаюць усю механічную экасістэму, а не толькі модулі.

Калі казаць пра гэта, я нядаўна наткнуўся на пастаўшчыка, Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. (вы можаце знайсці іх на https://www.zitaifasteners.com). Яны знаходзяцца ў горадзе Юнянь, правінцыя Хэбэй, у цэнтры вытворчасці стандартных запчастак у Кітаі. Іх размяшчэнне паблізу асноўных транспартных артэрый, такіх як чыгунка Пекін-Гуанчжоу і Нацыянальная шаша 107, з'яўляецца класічнай перавагай для масавага абсталявання з нізкай рэнтабельнасцю. Гэта напамін, што аснова фотаэлектрычнай індустрыі пабудавана на гэтых масіўных спецыялізаваных прамысловых кластарах. Іх існаванне не абумоўлівае тэндэнцыю, але іх эвалюцыя - у бок больш устойлівых да карозіі пакрыццяў, паляпшэння характарыстык усталай даўгавечнасці для каркасаў двухбаковага модуля - будзе тонкім індыкатарам таго, дзе чакаюцца кропкі механічнага напружання ў будучых устаноўках.

Выхад энергіі - гэта новая эфектыўнасць

Табліцы лідэраў па эфектыўнасці модуляў выдатна падыходзяць для загалоўкаў, але размова на месцы перайшла да выдачы энергіі. Гэта кілават-гадзіны, якія вы сапраўды збіраеце за 25 гадоў. Гэта прыводзіць у рэзкі фокус двухаспектнасць, тэмпературныя каэфіцыенты і спектральны водгук. Я хадзіў занадта шмат сайтаў, дзе ўзмацненне задняга боку было парушана рашэннем у апошнюю хвіліну зэканоміць на вышыні стэлажоў або выкарыстоўваць неаптымальнае грунтавое пакрыццё. Тэарэтычныя 15% прыросту сталі 5%. Балючы ўрок сістэмнай інтэграцыі.

Сапраўднае выпрабаванне - у суровых умовах. Мы разгарнулі некаторыя з самых ранніх партый TOPCon n-тыпу ў пустыні з высокім узроўнем ультрафіялету. Першапачатковае супраціўленне PID было зорным, але мы заўважылі больш павольнае кумулятыўнае зніжэнне магутнасці, звязанае з дэградацыяй інтэрфейсу герметыка, выкліканай ультрафіялетам, праблема, менш выяўленая ў старых модулях p-тыпу. Гэта не было дэманстрацыяй, але гэта змяніла мадэль LCOE. Менавіта гэтыя нюансы доўгатэрміновых палявых даных будуць фарміраваць наступнае пакаленне ўпакоўкі ячэек і модуляў, выходзячы за рамкі стандартнай 1000-гадзіннай паслядоўнасці DH/TC/UV ў лабараторыі.

Гэты акцэнт на ўраджайнасці таксама рухае гібрыдны падыход. Гэта больш не проста выбар паміж TOPCon або HJT. Я бачу ўсё больш праектаў, якія спалучаюць тэхналогіі ў межах аднаго завода — HJT на абмежаваных, каштоўных памяшканнях на даху з-за найвышэйшай прадукцыйнасці пры дыфузным святле і цяпле, а таксама больш грувасткія і танныя PERC або TOPCon на адкрытай зямлі. Гэты прагматычны падыход да ўкаранення тэхналогій, заснаваны на партфоліо, з'яўляецца ключавой тэндэнцыяй, якую часта прапускаюць у апавяданнях пра даследаванні і распрацоўкі.

Інвертар як грамадзянін сеткі

Інвертары становяцца мозгам завода, а не проста пераўтваральнікам пастаяннага току ў пераменны ток. Тэндэнцыя - магчымасці фармавання сеткі. Мы прайшлі кропку простага кармлення ўладай. З-за таго, што інэрцыя сеткі зніжаецца з-за выхаду з ладу цеплавых установак, новыя станцыі просяць забяспечваць сінтэтычную інэрцыю, падтрымку напружання і праходжанне падчас аварый. Я назіраў за ўводам у эксплуатацыю, калі аператар электрасеткі адхіліў станцыю, таму што яе контур рэгулявання рэактыўнай магутнасці (Q) працаваў занадта павольна, на мілісекунды. Гэтая затрымка азначала, што ён не можа дапамагчы стабілізаваць падзенне напружання паблізу. Абсталяванне было здольным, але прашыўка - не. На выпраўленне спатрэбілася шэсць месяцаў абнаўлення праграмнага забеспячэння і паўторнай сертыфікацыі.

Гэта падштурхоўвае галіну да сілавой электронікі, якая прынцыпова больш зручная для сеткі. МАП-транзістары з карбіду крэмнія (SiC) у інвертарах наступнага пакалення забяспечваюць больш высокія частоты пераключэння, што прыводзіць да меншага памеру фільтраў, але, што больш важна, яны забяспечваюць значна больш хуткі і дакладны кантроль выхадных сігналаў. Гэта ціхая, схаваная тэндэнцыя, якая мае большае значэнне для будучай стабільнасці рынку, чым 0,5% абсалютнага прыросту эфектыўнасці модуля.

Праблема інтэграцыі велізарная. Цяпер вам трэба змадэляваць электрамагнітныя пераходныя паводзіны ўсяго вашага сонечнага парку, які ўзаемадзейнічае са слабой сеткай. Гэта патрабуе новага навыку, які спалучае інжынерыю энергетычных сістэм з сілавой электронікай. Кампаніі, якія авалодаюць гэтым кантролем на сістэмным узроўні, заключаць EPC-кантракты на наступнае дзесяцігоддзе.

Захоўванне: непадзельны партнёр

Назваць гэта PV плюс захоўванне ўжо састарэла. На многіх рынках гэта проста PV, з меркаваным сховішчам. Тэндэнцыя накіравана на архітэктуры са спалучэннем пастаяннага току, дзе акумулятары падключаюцца непасрэдна да шыны пастаяннага току фотаэлектрычнага масіва перад інвертарам. Павышэнне эфектыўнасці мае значэнне - вы пазбягаеце цыклу пераўтварэння пастаяннага току ў пераменны ток у пастаянны і пераменны ток. Але сапраўдная карысць - гэта кантроль. Вы можаце дакладна абрэзаць выхад PV, каб дакладна адпавядаць намінальнаму паказчыку інвертара, і накіраваць любы лішак прама ў батарэю. Мы мадэрнізавалі станцыю магутнасцю 100 МВт пераменнага току з сістэмай пастаяннага току магутнасцю 40 МВт·гадз. Складанай часткай было не апаратнае забеспячэнне; гэта была перагледжаная логіка сістэмы кіравання энергіяй (EMS), каб прагназаваць воблачнасць і за лічаныя секунды прыняць рашэнне аб тым, адключаць батарэю або дазволіць фотаэлектрычнай пандусе, пры гэтым выконваючы строгі графік PPA.

Дыскусія па хіміі працягваецца. LFP (літый-жалеза-фасфат) цяпер з'яўляецца стандартным для стацыянарнага захоўвання ў сувязі з бяспекай і тэрмінам службы. Але я сачу за іёнамі натрыю. Шчыльнасць энергіі ніжэй, але для камунальнага маштабу плошча менш важная, чым кошт і даступнасць сыравіны. Калі зацвярджэння тэрміну службы цыклу захаваюцца ў гэтай галіне, гэта можа парушыць мінімальную цану для доўгачасовых назапашвальнікаў, звязаных з сонечнай батарэяй, асабліва там, дзе значэнне заключаецца ў пераносе энергіі на працягу некалькіх дзён, а не толькі гадзін.

Няўдача ў нас была? Раннія спробы тэрмарэгулявання кантэйнерных батарэй, якія занадта моцна абапіраліся на астуджэнне навакольнага паветра ў пустыні. Пыл засмечваў фільтры хутчэй, чым меркавалася, што прывяло да перагрэву і зніжэння магутнасці. Простая, амаль дурная недагляд, але яна каштавала нам месяцаў працы. Цяпер у спецыфікацыях карпусоў для батарэй ёсць зусім новы раздзел, прысвечаны цыклам фільтрацыі і абслугоўвання.

Цыркулярнасць: ад моднага слова да BOM

Устойлівае развіццё пераходзіць ад PR да спісу матэрыялаў. Гэта ўжо не толькі вугляродны след; гаворка ідзе пра праектаванне для разборкі і перапрацоўкі. Бліжэйшыя мандаты ЕС на экадызайн з'яўляюцца прадвеснікам. Ці можаце вы чыста аддзяліць шкло ад герметыка (EVA або POE)? Ці можаце вы аднавіць крамянёвую пласціну? Самая сучасная перапрацоўка - гэта перапрацоўка - драбненне панэляў для запаўняльніка ў бетоне. Гэта тупік.

Некаторыя вытворцы модуляў цяпер распрацоўваюць з тэрмапластычнага палімернага тыльнага ліста замест рэактыўнага пласта, які можна пераплавіць. Іншыя разглядаюць электраправодныя клеі для замены паяння, што палягчае аднаўленне клетак. Гэта не альтруізм; гэта абарона ад нарматыўных рызык у будучыні і забеспячэнне доступу да другасных матэрыяльных патокаў. Я наведаў пілотную ўстаноўку па перапрацоўцы другаснай сыравіны, якая выкарыстоўвае камбінацыю тэрмічных і хімічных працэсаў для расслаення панэляў. Адноўленае шкло было дастаткова высокай чысціні, каб вярнуцца на флоат-лінію для новага сонечнага шкла. Гэта замкнёнае кола. Але эканоміка працуе толькі ў масавых маштабах і з модулямі, прызначанымі для гэтага з самага пачатку.

Гэта мысленне пераходзіць нават да структурных кампанентаў. Ці можна лёгка сартаваць і перапрацоўваць алюміній са слупоў трэкераў і каркасаў модуляў? Прамысловасць пачне патрабаваць дакументацыю — пашпарт матэрыялу — на ўсё, аж да зашпількі. Гэта дадае ўзровень складанасці, але таксама патэнцыял для пакрыцця выдаткаў у канцы жыцця. Кампаніі, якія зараз будуюць гэтыя кругавыя лагістычныя ланцужкі, будуць валодаць значнай часткай будучыні рынак.

Чалавечы фактар: прабел у навыках у насычанай тэхналогіямі сферы

Нарэшце, тэндэнцыя, пра якую ніхто не любіць гаварыць: у нас не хапае патрэбных людзей. Тэхналогіі развіваюцца хутчэй, чым можна навучыць працоўную сілу. Адна справа - усталяваць модулі PERC; іншая справа - увесці ў эксплуатацыю інвертар, які ўтварае сетку, або ліквідаваць непаладкі ў EMS сістэмы захоўвання, звязанай з пастаянным токам. Я бачыў, як праекты адкладаюцца з-за таго, што мясцовыя спецыялісты, дасведчаныя ў традыцыйнай фотаэлектрыцы, не маюць сертыфікатаў для працы на баку трансфарматара сярэдняга напружання ў новых, інтэграваных рашэннях інвертара.

Будучы рынак раздвоіцца. Будзе прэмія за высокаінтэграваныя, разумныя рашэнні сонечнай назапашвальнай сеткі, якія патрабуюць спецыялізаваных каманд па эксплуатацыі і тэхнічным абслугоўванні, часта з дыстанцыйнай падтрымкай. І будзе рынак для больш простых, больш надзейных камплектаў для менш патрабавальных прыкладанняў. Пераможца не абавязкова будзе мець лепшыя тэхналогіі, але найбольш эфектыўную экасістэму для іх разгортвання, абслугоўвання і фінансавання. Гэта ўключае ў сябе наяўнасць надзейнай ланцужкі паставак для кожнага кампанента, ад IGBT у інвертары да нітаў, якія ўтрымліваюць усё разам. Таму што, у рэшце рэшт, тэндэнцыя - гэта толькі ідэя, пакуль яна фізічна не замацавана на зямлі, і для гэтага ўсё яшчэ патрэбны гаечны ключ, натрэніраваная рука, каб павярнуць яе, і дэталь, якая не сапсуецца на сонцы.