Fotovoltinė serija: ateities rinkos tendencijos? 

Iškirpkime triukšmą. Visi kalba apie teravatų masto plėtrą ir dirbtinio intelekto valdomą O&M, tačiau tikroji istorija slypi giliai – tiekimo grandinės atsparumas, žiauri modulių pertekliaus ekonomika ir tai, ar ši nauja heterosankryžos linija iš tikrųjų yra pelninga. Tai ne apie blizgias prognozes; kalbama apie tai, kas prilimpa, kas lūžta ir kur toliau tyliai juda pinigai.

Pigiausias Watt mitas ir materialinė tikrovė

Daugelį metų lenktynės buvo išskirtinės: nuvažiuokite $/W. Tai paskatino mus dominuoti PERC, o plokštelių dydžiai šoktelėjo nuo M6 iki G12, tarsi mirktelėdami. Tačiau čia klaidinga prielaida, kad sąnaudų mažinimas yra linijinis ir begalinis. Atsitrenkėme į sieną su sidabrinės pastos suvartojimu. Net ir naudojant pažangų priekinės pusės spausdinimą, tipiška PERC ląstelė vis tiek naudoja apie 85 mg sidabro vienai ląstelei. Prognozuojama, kad iki dešimtmečio vidurio pasaulio fotovoltinių įrenginių galia pasieks 500 GW kasmet, sidabro paklausa vien tik iš fotovoltinės energijos būtų stulbinanti. Tai nėra tvaru. Tai verčia suktis ne tik ląstelių architektūroje, kaip šiek tiek rečiau naudojant TOPCon pastą, bet ir fundamentiniame medžiagų moksle. Vario galvanizavimas yra šnibžda sprendimas, bet aš mačiau, kad bandomosios linijos kovoja su sukibimu ir ilgalaikiu patikimumu atliekant drėgno karščio bandymus. Ateities tendencija nėra tik nauja ląstelių technologija; tai kuris pirmas įveikia medžiagos kliūtį.

Tai siejasi su tokiu kasdienišku dalyku kaip montavimas. Kai diegiate GW pajėgumus, sistemos (BOS) išlaidų balansas tampa karaliumi. Štai kur techninė įranga, veržlės ir varžtai tiesiogine prasme, tampa kritiška. Prisimenu projektą Teksase, kur turėjome sustabdyti statybas, nes nurodyta tvirtinimo detalės sekimo sistemai nepavyko atlikti staigaus ištraukimo vietoje testo. Dėl pakeitimo proceso vėlavo tris savaites. Tiekėjas? Ne kokia nors pigi parduotuvė, o didelis, sertifikuotas gamintojas. Jis pabrėžė atotrūkį tarp laboratorijos specifikacijų lapų ir lauko našumo esant dinaminei apkrovai. Štai kodėl dabar viešuosiuose pirkimuose atsižvelgiama į visą mechaninę ekosistemą, o ne tik į modulius.

Kalbant apie tai, aš neseniai susidūriau su tiekėju, „Handan Zitai“ tvirtinimo elementų gamybos Co., Ltd. (juos galite rasti adresu https://www.zitaifasteners.com). Jie įsikūrę Yongnian mieste, Hebei mieste – Kinijos standartinių dalių gamybos centre. Jų vieta šalia pagrindinių transporto arterijų, tokių kaip Pekinas-Guangdžou geležinkelis ir Nacionalinis greitkelis 107, yra klasikinis masinės ir mažos pelno įrangos pranašumas. Tai priminimas, kad fotovoltinės energijos pramonės pagrindas yra šių didžiulių, specializuotų pramonės grupių pagrindu. Jų egzistavimas nediktuoja tendencijos, tačiau jų raida – link atsparesnių korozijai dangų, geresnių bifacialinių modulių rėmų eksploatavimo trukmės specifikacijų – bus subtilus rodiklis, nurodantis, kur numatomi mechaninio įtempio taškai būsimuose įrenginiuose.

Energijos išeiga yra naujas efektyvumas

Modulio efektyvumo lyderių lentelės puikiai tinka antraštėms, tačiau pokalbis vietoje perėjo prie energijos išnaudojimo. Tai kilovatvalandės, kurias iš tikrųjų nuimate per 25 metus. Taip aiškiai sufokusuojamas bifacialumas, temperatūros koeficientai ir spektrinis atsakas. Ėjau per daug vietų, kur užpakalinės dalies padidėjimas buvo pažeistas dėl paskutinės minutės sprendimo taupyti stelažų aukštį arba naudoti neoptimalią žemės dangą. Teorinis 15% prieaugis tapo 5%. Skaudi sistemų integravimo pamoka.

Tikras išbandymas yra atšiaurioje aplinkoje. Kai kurias ankstyviausias n tipo TOPCon partijas įdiegėme didelėje dykumoje ir daug UV spindulių. Pradinis PID atsparumas buvo žvaigždžių, tačiau pastebėjome lėtesnį, kaupiamąjį galios blogėjimą, susijusį su UV sukeltu kapsuliuojančios medžiagos sąsajos degradavimu – problema ne tokia ryški senesniuose p tipo moduliuose. Tai nebuvo „showtopper“, bet jis patobulino LCOE modelį. Būtent šie niuansuoti, ilgalaikiai lauko duomenų taškai suformuos naujos kartos elementų ir modulių pakuotes, peržengiančias standartinę 1000 valandų DH/TC/UV seką laboratorijoje.

Šis dėmesys derliui taip pat skatina hibridinį požiūrį. Tai nebėra vien tik pasirinkimas tarp TOPCon arba HJT. Matau daugiau dizainų, kuriuose derinamos technologijos vienoje gamykloje – HJT ribotose, didelės vertės stogo erdvėse, užtikrinančios puikų našumą išsklaidytoje šviesoje ir šiluma, ir stambesnių, pigesnių PERC arba TOPCon atviroje žemėje. Šis pragmatiškas, portfeliu pagrįstas požiūris į technologijų pritaikymą yra pagrindinė tendencija, kurios grynieji MTTP naratyvai dažnai nepastebi.

Inverteris kaip tinklo pilietis

Inverteriai tampa gamyklos smegenimis, o ne tik DC-AC keitikliu. Tendencija yra tinklelio formavimo galimybės. Praėjome tiesiog maitintis galia. Tinklo inercijai mažėjant dėl ​​išeinančių šiluminių elektrinių, naujų įrenginių prašoma užtikrinti sintetinę inerciją, įtampos palaikymą ir važiavimą gedimų metu. Aš pradėjau eksploatuoti, kai tinklo operatorius atmetė elektrinę, nes jos reaktyviosios galios (Q) valdymo kilpa buvo per lėta milisekundėmis. Šis delsimas reiškė, kad jis negalėjo padėti stabilizuoti netoliese esančio įtampos kritimo. Aparatinė įranga buvo pajėgi, bet programinė įranga – ne. Pataisymui prireikė šešių mėnesių programinės įrangos atnaujinimų ir pakartotinio sertifikavimo.

Tai stumia pramonę link galios elektronikos, kuri iš esmės yra palankesnė tinklui. Silicio karbido (SiC) MOSFET naujos kartos keitikliuose leidžia naudoti aukštesnius perjungimo dažnius, todėl filtrai yra mažesni, bet dar svarbiau, kad jie leidžia daug greičiau ir tiksliau valdyti išvesties bangų formas. Tai tyli, už skydelio atsirandanti tendencija, kuri svarbiau būsimam rinkos stabilumui nei 0,5 % absoliutus modulio efektyvumo padidėjimas.

Integracijos iššūkis yra didžiulis. Dabar jūs turite modeliuoti elektromagnetinį pereinamąjį viso savo saulės parko, sąveikaujančio su silpnu tinklu, elgesį. Tam reikia naujų įgūdžių, derinant energijos sistemų inžineriją su galios elektronika. Įmonės, kurios įsisavins šią sistemos lygio kontrolę, užfiksuos kitą EPC sutarčių dešimtmetį.

Sandėliavimas: nedalomas partneris

Vadinimas PV plius saugykla jau pasenęs. Daugelyje rinkų tai tik PV, numatant saugyklą. Tendencija nukreipta į DC prijungtas architektūras, kai baterijos jungiamos tiesiai prie PV matricos nuolatinės srovės magistralės prieš keitiklį. Efektyvumo padidėjimas yra reikšmingas – išvengsite DC-AC-DC-AC konversijos ciklo. Tačiau tikroji nauda yra kontrolė. Galite tiksliai nukirpti PV išvestį, kad ji tiksliai atitiktų keitiklio įvertinimą, ir visą perteklių nukreipti tiesiai į akumuliatorių. Mes modernizavome 100 MWac elektrinę su 40 MWh nuolatinės srovės prijungimo sistema. Sudėtinga dalis buvo ne aparatinė įranga; Tai buvo persvarstyta energijos valdymo sistemos (EMS) logika, leidžianti prognozuoti debesų dangą ir per kelias sekundes nuspręsti, ar išjungti akumuliatorių, ar leisti įsijungti PV, laikantis griežto PPA grafiko.

Diskusija apie chemiją tęsiasi. LFP (ličio geležies fosfatas) dabar yra numatytasis stacionaraus sandėliavimo parametras dėl saugumo ir ciklo trukmės. Bet aš stebiu natrio jonus. Energijos tankis yra mažesnis, tačiau komunalinių paslaugų mastu pėdsakas yra mažiau svarbus nei žaliavų kaina ir prieinamumas. Jei teiginiai apie ciklo trukmę išliks lauke, tai gali sutrikdyti ilgalaikio saugojimo įrenginių, prijungtų prie saulės energijos, kainų žemiausią ribą, ypač kai vertė priklauso nuo energijos keitimo dienomis, o ne valandomis.

Ar patyrėme nesėkmę? Ankstyvieji bandymai reguliuoti konteinerių akumuliatorių, kurie per daug priklausė nuo aplinkos oro aušinimo dykumoje, šilumos valdymo. Dulkės užkimšo filtrus greičiau nei tikėtasi, todėl jie perkaisdavo ir nusidėvėjo. Paprasta, beveik kvaila klaida, tačiau ji mums kainavo kelis mėnesius. Dabar akumuliatorių korpusų specifikacijų lapuose yra visiškai naujas skyrius apie filtravimo ir priežiūros ciklus.

Circularity: nuo „Buzzword“ iki BOM

Tvarumas pereina nuo PR prie medžiagų sąskaitų. Tai jau ne tik apie anglies pėdsaką; tai susiję su projektavimu, kad būtų galima išardyti ir perdirbti. Ateinantys ES ekologinio projektavimo įgaliojimai yra pranašas. Ar galite švariai atskirti stiklą nuo kapsulės (EVA arba POE)? Ar galite susigrąžinti silicio plokštelę? Dauguma dabartinių perdirbimo būdų yra smulkinimas – betono užpildų plokščių smulkinimas. Tai aklavietė.

Kai kurie modulių gamintojai dabar kuria termoplastinį polimerinį galinį sluoksnį, o ne termoreaktyvųjį, kurį galima išlydyti iš naujo. Kiti ieško laidžių klijų, kad pakeistų litavimą ir palengvintų ląstelių atsigavimą. Tai nėra altruizmas; tai apsauga nuo reguliavimo rizikos ir užtikrina prieigą prie antrinių medžiagų srautų. Apžiūrėjau bandomąjį perdirbimo įrenginį, kuriame plokštėms atskirti naudojami terminiai ir cheminiai procesai. Atgautas stiklas buvo pakankamai grynas, kad galėtų grįžti į plūduriuojančią liniją naujam saulės stiklui. Tai uždara kilpa. Tačiau ekonomika veikia tik didžiuliu mastu ir su tam skirtais moduliais nuo pat pradžių.

Šis mąstymas net nukrenta iki struktūrinių komponentų. Ar aliuminį iš sekimo stulpų ir modulių rėmų galima lengvai rūšiuoti ir perdirbti? Pramonė pradės reikalauti dokumentų – materialaus paso – viskam, iki pat tvirtinimo detalės. Tai padidina sudėtingumo sluoksnį, bet taip pat gali susigrąžinti išlaidas eksploatavimo pabaigoje. Bendrovės, kurios dabar kuria šias žiedines logistikos grandines, turės didelę ateities dalį rinka.

Žmogiškasis veiksnys: įgūdžių trūkumas technologijų prisotintoje srityje

Galiausiai, tendencija, apie kurią niekas nemėgsta kalbėti: mums trūksta tinkamų žmonių. Technologijos tobulėja greičiau, nei galima apmokyti darbo jėgą. Vienas dalykas yra įdiegti PERC modulius; kitas dalykas – paleisti tinklelį formuojantį keitiklį arba šalinti nuolatinės srovės prijungtos saugojimo sistemos EMS triktis. Mačiau, kad projektai vėluoja, nes vietiniai technikai, išmanantys tradicinius PV, nebuvo sertifikuoti dirbti su naujų integruotų inverterių-slydimo sprendimų MV transformatoriaus puse.

Ateities rinka išsiskirs. Labai integruoti, išmanieji saulės energijos kaupimo tinklo sprendimai, kuriems reikalingos specializuotos O&M komandos, dažnai palaikomos nuotoliniu būdu, bus brangesnės. Taip pat atsiras paprastesnių, tvirtesnių rinkinių, skirtų mažiau reiklioms programoms, rinka. Laimėtojas nebūtinai turės geriausią technologiją, bet veiksmingiausią ekosistemą jai diegti, prižiūrėti ir finansuoti. Tai apima patikimą kiekvieno komponento tiekimo grandinę, pradedant IGBT inverteryje ir baigiant varžtais, laikančiais viską kartu. Nes galiausiai tendencija yra tik idėja, kol ji fiziškai nepritvirtinta prie žemės, o tam vis tiek reikia veržliarakčio, treniruotos rankos, kad ją pasuktų, ir detalės, kuri nesuges saulėje.