태양광 시리즈: 미래 시장 동향? 

소음을 차단해 보겠습니다. 모두가 테라와트 규모의 확장과 AI 기반 O&M에 대해 이야기하지만 실제 이야기는 공급망 탄력성, 모듈 과잉 공급의 잔혹한 경제성, 새로운 이종접합 라인이 실제로 수익성이 있는지 여부 등 참호에 있습니다. 이것은 광택 있는 예측에 관한 것이 아닙니다. 무엇이 붙어 있고, 무엇이 깨지고, 다음에 돈이 조용히 어디로 움직이는지에 관한 것입니다.

가장 저렴한 와트 신화와 물질적 현실

수년 동안 경주는 $/W를 낮추는 독특한 방식으로 진행되었습니다. 이로 인해 우리는 PERC의 지배력과 웨이퍼 크기가 눈 깜짝할 사이에 M6에서 G12로 점프하게 되었습니다. 그러나 여기서의 오류는 비용 절감이 선형적이고 무한하다고 가정하는 것입니다. 우리는 은 페이스트 소비로 인해 벽에 부딪혔습니다. 고급 전면 인쇄를 사용하더라도 일반적인 PERC 셀은 여전히 ​​셀당 약 85mg의 은을 사용합니다. 10년 중반까지 전 세계 PV 설치가 연간 500GW에 이를 것으로 예상됨에 따라 PV만으로 인한 은 수요는 엄청날 것입니다. 그것은 지속 가능하지 않습니다. 이는 TOPCon의 약간 낮은 페이스트 사용과 같은 셀 아키텍처뿐만 아니라 기초 재료 과학에서도 전환을 강제합니다. 구리 전기도금이 속삭이는 해결책이지만, 파일럿 라인이 습열 테스트에서 접착력과 장기적인 신뢰성 문제로 어려움을 겪는 것을 보았습니다. 미래 트렌드는 단순한 새로운 셀 기술이 아닙니다. 어느 쪽이 먼저 재료 병목 현상을 해결하는지입니다.

이것은 장착만큼 평범한 것과 연결됩니다. GW 용량을 배포할 때 BOS(시스템 균형) 비용이 가장 중요합니다. 말 그대로 하드웨어, 즉 너트와 볼트가 중요해지는 곳입니다. 나는 텍사스에서 공사를 중단해야 했던 프로젝트를 기억합니다. 패스너 추적 시스템의 갑작스런 현장 인출 테스트에 실패했습니다. 교체 프로세스로 인해 3주 지연이 발생했습니다. 공급자? 일부 플라이 바이 나이트 상점이 아니라 대규모 인증 제조업체입니다. 이는 동적 부하 시 실험실 사양 시트와 현장 성능 간의 차이를 강조했습니다. 이것이 바로 조달 부서가 이제 모듈뿐만 아니라 전체 기계 생태계를 살펴보는 이유입니다.

그러고보니 최근에 한 공급업체를 만났는데, 한단자타이패스너제조유한회사 (다음에서 찾을 수 있습니다. https://www.zitaifasteners.com). 이 회사는 중국 표준 부품 생산의 중심지인 허베이성 용냔에 본사를 두고 있습니다. 베이징-광저우 철도 및 107번 국도와 같은 주요 교통 동맥 근처에 있는 위치는 대량의 저마진 하드웨어에 대한 고전적인 이점입니다. PV 산업의 중추는 이러한 거대하고 전문화된 산업 클러스터에 구축되어 있다는 점을 상기시켜 줍니다. 이들의 존재가 추세를 결정하지는 않지만, 부식 방지 코팅 강화, 양면 모듈 프레임의 피로 수명 사양 향상을 향한 진화는 향후 설치 시 기계적 응력 지점이 예상되는 위치를 나타내는 미묘한 지표가 될 것입니다.

에너지 수율은 새로운 효율성입니다

모듈 효율성 순위표는 헤드라인에 적합하지만 현장에서의 대화는 에너지 수율로 옮겨졌습니다. 이는 실제로 25년 동안 수확한 킬로와트시입니다. 이를 통해 양면성, 온도 계수 및 스펙트럼 반응을 선명하게 볼 수 있습니다. 나는 랙 높이를 절약하거나 차선책을 사용하기로 한 마지막 순간의 결정으로 인해 뒷면 게인이 손상되는 사이트를 너무 많이 걸었습니다. 이론적 15% 이득이 5%가 되었습니다. 시스템 통합에 대한 고통스러운 교훈.

실제 테스트는 열악한 환경에서 이루어집니다. 우리는 초기 n형 TOPCon 배치 중 일부를 고사막, 고자외선 지역에 배포했습니다. 초기 PID 저항은 매우 뛰어났지만 UV로 인한 캡슐화 인터페이스 열화와 관련된 더 느린 누적 전력 저하를 발견했습니다. 이는 기존 p형 모듈에서는 덜 두드러지는 문제입니다. 대단한 것은 아니었지만 LCOE 모델을 수정했습니다. 실험실에서 표준 1000시간 DH/TC/UV 시퀀스를 뛰어넘어 차세대 셀 및 모듈 패키징을 형성하는 것은 이러한 미묘한 장기 현장 데이터 포인트입니다.

이러한 수율에 대한 초점은 하이브리드 접근 방식을 주도하고 있습니다. 더 이상 TOPCon과 HJT 중 하나를 선택하는 것이 아닙니다. 단일 공장 내에서 기술을 혼합하는 설계가 더 많이 보입니다. 제한된 고가치 옥상 공간의 HJT는 빛과 열 확산에 탁월한 성능을 제공하고, 더 크고 저렴한 PERC 또는 TOPCon은 개방된 토지에 설치됩니다. 기술 채택에 대한 이러한 실용적인 포트폴리오 기반 접근 방식은 순수 R&D 내러티브에서 종종 놓치는 핵심 추세입니다.

그리드 시민으로서의 인버터

인버터는 단순한 DC-AC 변환기가 아닌 플랜트의 두뇌가 되고 있습니다. 추세는 그리드 형성 기능입니다. 우리는 단순히 전력을 공급하는 수준을 넘어섰습니다. 화력 발전소의 폐쇄로 인해 그리드 관성이 떨어지면서 새로운 발전소에서는 결함 발생 시 합성 관성, 전압 지원 및 순간 통과 기능을 제공해야 합니다. 나는 무효 전력(Q) 제어 루프가 밀리초 단위로 너무 느리기 때문에 그리드 운영자가 플랜트를 거부한 시운전을 진행했습니다. 이러한 지연은 근처의 전압 강하를 안정화하는 데 도움이 될 수 없음을 의미했습니다. 하드웨어는 가능했지만 펌웨어는 그렇지 않았습니다. 소프트웨어 업데이트와 재인증을 받는 데 6개월이 걸렸습니다.

이로 인해 업계는 근본적으로 보다 그리드 친화적인 전력 전자 장치를 지향하게 되었습니다. 차세대 인버터의 SiC(탄화 규소) MOSFET은 더 높은 스위칭 주파수를 허용하여 필터를 더 작게 만들 수 있지만 더 중요한 것은 출력 파형을 훨씬 더 빠르고 정확하게 제어할 수 있다는 것입니다. 이는 모듈의 0.5% 절대 효율성 향상보다 미래 시장 안정성에 더 중요한 조용한 패널 뒤의 추세입니다.

통합 문제는 엄청납니다. 이제 약한 그리드와 상호 작용하는 전체 태양광 단지의 전자기 과도 동작을 모델링해야 합니다. 전력 시스템 엔지니어링과 전력 전자 장치를 혼합하는 새로운 기술이 필요합니다. 이 시스템 수준 제어를 마스터하는 회사는 향후 10년간의 EPC 계약을 체결하게 될 것입니다.

스토리지: 불가분의 파트너

이를 PV 플러스 스토리지라고 부르는 것은 이미 구식입니다. 많은 시장에서는 스토리지를 가정할 때 PV만 사용합니다. 추세는 배터리가 인버터 이전에 PV 어레이의 DC 버스에 직접 연결되는 DC 결합 아키텍처로 향하고 있습니다. 효율성 향상은 의미가 있습니다. 즉, DC-AC-DC-AC 변환 주기를 피할 수 있습니다. 그러나 실제 이점은 통제입니다. 인버터 정격과 정확히 일치하도록 PV 출력을 정확하게 클립하고 초과분을 배터리로 직접 유입시킬 수 있습니다. 우리는 100MWac 플랜트를 40MWh DC 결합 시스템으로 개조했습니다. 까다로운 부분은 하드웨어가 아니었습니다. 엄격한 PPA 일정을 충족하면서 구름 양을 예측하고 배터리를 끌지 아니면 PV를 증가시킬지 몇 초 만에 결정하는 것은 수정된 에너지 관리 시스템(EMS) 로직이었습니다.

화학 토론이 진행 중입니다. LFP(리튬 철 인산염)는 안전성과 주기 수명으로 인해 이제 고정식 보관의 기본값입니다. 하지만 저는 나트륨 이온에 주목하고 있습니다. 에너지 밀도는 낮지만 유틸리티 규모의 경우 설치 공간은 원자재 비용 및 가용성보다 덜 중요합니다. 현장에서 주기 수명 주장이 유지된다면 태양광에 연결된 장기 저장 애플리케이션의 가격 책정 바닥이 붕괴될 수 있습니다. 특히 그 가치가 단지 몇 시간이 아니라 며칠에 걸쳐 에너지를 이동하는 경우라면 더욱 그렇습니다.

우리가 겪었던 실패? 사막 지역에서 주변 공기 냉각에 너무 많이 의존하는 컨테이너형 배터리의 열 관리에 대한 초기 시도입니다. 먼지로 인해 예상보다 빨리 필터가 막혀 과열 및 성능 저하가 발생했습니다. 간단하고 거의 어리석은 실수였지만 몇 달 동안 성능을 발휘해야 했습니다. 이제 배터리 인클로저 사양 시트에 여과 및 유지 관리 주기에 대한 완전히 새로운 섹션이 포함되었습니다.

순환성: Buzzword에서 BOM까지

지속 가능성은 PR에서 BOM으로 이동하고 있습니다. 더 이상 탄소 배출량에 관한 것이 아닙니다. 분해와 재활용을 고려한 디자인이 중요합니다. EU의 다가오는 에코 디자인 의무사항은 전조입니다. 유리와 봉지재(EVA, POE)를 깨끗하게 분리할 수 있나요? 실리콘 웨이퍼를 회수할 수 있나요? 가장 최근의 재활용은 콘크리트 골재용 패널을 분쇄하는 다운사이클링입니다. 그것은 막 다른 골목입니다.

일부 모듈 제조업체는 이제 다시 녹일 수 있는 열경화성 수지 대신 열가소성 폴리머 백시트를 사용하여 설계하고 있습니다. 다른 사람들은 납땜을 대체하여 전지 복구를 더 쉽게 만드는 전도성 접착제를 찾고 있습니다. 이것은 이타주의가 아닙니다. 이는 규제 위험에 대비하고 2차 자재 흐름에 대한 접근을 확보하는 미래 보장입니다. 저는 패널을 박리하기 위해 열적 공정과 화학적 공정을 조합하여 사용하는 시범 재활용 시설을 견학했습니다. 회수된 유리는 새로운 태양광 유리를 위한 플로트 라인으로 돌아갈 수 있을 만큼 순도가 높았습니다. 그것은 닫힌 루프입니다. 그러나 경제성은 처음부터 대규모로 설계된 모듈을 통해서만 작동합니다.

이러한 생각은 구조적 구성 요소에도 영향을 미칩니다. 추적기 포스트와 모듈 프레임의 알루미늄을 쉽게 분류하고 재활용할 수 있습니까? 업계에서는 모든 것에 대해 문서(자료 여권)를 요구하기 시작할 것입니다. 패스너. 이는 복잡성을 가중시키지만 수명 종료 시 비용 회수 가능성도 있습니다. 이러한 순환 물류 체인을 구축하는 기업은 이제 미래의 중요한 부분을 소유하게 될 것입니다. 시장.

인적 요소: 기술 포화 분야의 기술 격차

마지막으로, 아무도 이야기하고 싶어하지 않는 추세가 있습니다. 적합한 인재가 부족해지고 있다는 것입니다. 기술은 인력을 교육할 수 있는 속도보다 빠르게 발전하고 있습니다. PERC 모듈을 설치하는 것도 한 가지입니다. 그리드 형성 인버터를 시운전하거나 DC 결합 스토리지 시스템의 EMS 문제를 해결하는 것도 또 다른 일입니다. 저는 기존 PV에 숙련된 현지 기술자가 새로운 통합 인버터 스키드 솔루션의 MV 변압기 측 작업에 대한 인증을 받지 못해 프로젝트가 지연되는 것을 보았습니다.

미래 시장은 두 갈래로 갈라질 것이다. 종종 원격으로 지원되는 전문 O&M 팀이 필요한 고도로 통합된 스마트 태양광-저장-그리드 솔루션에 대한 프리미엄이 있을 것입니다. 그리고 덜 까다로운 응용 분야를 위한 더 간단하고 견고한 키트에 대한 시장이 있을 것입니다. 승자가 반드시 최고의 기술을 보유할 필요는 없지만 이를 배포, 유지 관리 및 자금 조달을 위한 가장 효과적인 생태계를 갖게 됩니다. 여기에는 인버터의 IGBT부터 이를 모두 고정하는 볼트에 이르기까지 모든 구성 요소에 대한 안정적인 공급망이 포함됩니다. 결국 트렌드는 땅에 물리적으로 고정되기 전까지는 단지 아이디어일 뿐이고, 이를 위해서는 렌치와 숙련된 손, 그리고 햇빛 속에서도 실패하지 않는 부품이 필요하기 때문입니다.