Fotoelementu sērija: nākotnes tirgus tendences? 

Pārtrauksim troksni. Ikviens runā par teravatu mēroga paplašināšanu un mākslīgā intelekta vadītu O&M, taču patiesais stāsts ir tikai tranšejās — piegādes ķēdes noturība, moduļu pārprodukcijas brutālā ekonomika un tas, vai šī jaunā heterosavienojuma līnija patiešām ir izdevīga. Šeit nav runa par glancētām prognozēm; tas ir par to, kas pielīp, kas salūzt un kur nauda klusi pārvietojas tālāk.

Lētākais vatu mīts un materiālā realitāte

Gadiem ilgi sacensības bija vienreizējas: samazinājās $/W. Tas noveda pie PERC dominējošā stāvokļa un vafeļu izmēra pārlēciena no M6 uz G12, kas šķita kā mirkšķināts. Taču šeit tiek pieņemts, ka izmaksu samazināšana ir lineāra un bezgalīga. Mēs sitām sienā ar sudraba pastas patēriņu. Pat ar uzlabotu priekšpuses drukāšanu, tipiska PERC šūna joprojām izmanto aptuveni 85 mg sudraba katrā šūnā. Tā kā tiek prognozēts, ka pasaules FE instalācijas sasniegs 500 GW gadā līdz desmitgades vidum, pieprasījums pēc sudraba tikai no PV būtu satriecošs. Tas nav ilgtspējīgi. Tas liek pagriezties ne tikai šūnu arhitektūrā, piemēram, TOPCon nedaudz zemākā pastas lietošanā, bet arī fundamentālajā materiālzinātnē. Vara galvanizācija ir čukstētais risinājums, taču esmu redzējis, ka izmēģinājuma līnijas cīnās ar adhēziju un ilgtermiņa uzticamību mitra karstuma testos. Nākotnes tendence nav tikai jauna šūnu tehnoloģija; Kurš pirmais pārrauj materiāla sašaurinājumu.

Tas ir saistīts ar kaut ko tik ikdienišķu kā montāža. Izvietojot GW jaudas, sistēmas (BOS) izmaksu līdzsvars kļūst par karali. Tieši šeit aparatūra, burtiski uzgriežņi un skrūves, kļūst kritiskas. Es atceros projektu Teksasā, kur mums bija jāpārtrauc būvniecība, jo tika norādīts stiprinājumi izsekotāju sistēmai neizdevās pēkšņs izvilkšanas tests uz vietas. Aizstāšanas process izraisīja trīs nedēļu kavēšanos. Piegādātājs? Nevis kāds "fly-by-night" veikals, bet gan liels, sertificēts ražotājs. Tas iezīmēja plaisu starp laboratorijas specifikāciju lapām un lauka veiktspēju dinamiskas slodzes apstākļos. Tāpēc iepirkumos tagad tiek aplūkota visa mehāniskā ekosistēma, nevis tikai moduļi.

Runājot par to, es nesen saskāros ar piegādātāju, Handan Zitai Fstercer Manufacturing Co., Ltd. (jūs tos varat atrast vietnē https://www.zitaifasteners.com). Tie atrodas Yongnian, Hebei — Ķīnas standarta detaļu ražošanas centrā. To atrašanās vieta netālu no galvenajām transporta artērijām, piemēram, Pekinas-Guandžou dzelzceļa un Valsts automaģistrāles 107, ir klasiska priekšrocība lielapjoma un zemas peļņas aparatūrai. Tas ir atgādinājums, ka FE nozares mugurkauls ir veidots uz šīm lielajām, specializētajām rūpniecības kopām. To esamība nenosaka tendenci, taču to attīstība — pret koroziju izturīgākiem pārklājumiem, labākiem bifaciālo moduļu rāmju noguruma ekspluatācijas parametriem — būs smalks rādītājs tam, kur turpmākajās instalācijās ir sagaidāmi mehāniskās slodzes punkti.

Enerģijas ienesīgums ir jaunā efektivitāte

Moduļu efektivitātes līderu saraksti ir lieliski piemēroti virsrakstiem, taču saruna ir pārgājusi uz enerģijas ieguvi. Tās ir kilovatstundas, ko jūs faktiski novācat 25 gadu laikā. Tādējādi tiek fokusēts bifacialitāte, temperatūras koeficienti un spektrālā reakcija. Esmu izstaigājis pārāk daudz vietņu, kur aizmugures pieaugumu apdraudēja pēdējā brīža lēmums ietaupīt plauktu augstumu vai izmantot neoptimālu zemes segumu. Teorētiskais 15% pieaugums kļuva par 5%. Sāpīga nodarbība sistēmu integrācijā.

Īstais pārbaudījums ir skarbos apstākļos. Mēs izvietojām dažas no agrākajām n-veida TOPCon partijām tuksnešainā vietā ar augstu UV starojumu. Sākotnējā PID pretestība bija zvaigžņu, taču mēs pamanījām lēnāku, kumulatīvu jaudas samazināšanos, kas saistīta ar UV izraisītu iekapsulēšanas saskarnes degradāciju, kas ir mazāk izteikta problēma vecākos p-tipa moduļos. Tas nebija paraugs, bet tas uzlaboja LCOE modeli. Tieši šie niansētie, ilgtermiņa lauka datu punkti veidos nākamās paaudzes šūnu un moduļu iepakojumu, pārsniedzot standarta 1000 stundu DH/TC/UV secību laboratorijā.

Šī koncentrēšanās uz ražu arī veicina hibrīda pieeju. Tas vairs nav tikai izvēle starp TOPCon vai HJT. Es redzu vairāk dizainu, kas apvieno tehnoloģijas vienā rūpnīcā — HJT uz ierobežotām, vērtīgām jumta telpām, lai nodrošinātu izcilu veiktspēju izkliedētā gaismā un siltumā, un apjomīgāki, lētāki PERC vai TOPCon uz atklātas zemes. Šī pragmatiskā, uz portfeļiem balstītā pieeja tehnoloģiju ieviešanai ir galvenā tendence, ko tīri pētniecības un attīstības stāsti bieži palaiž garām.

Invertors kā tīkla pilsonis

Invertori kļūst par rūpnīcas smadzenēm, nevis tikai par līdzstrāvas-maiņstrāvas pārveidotāju. Tendence ir režģa veidošanas iespējas. Mēs esam pārsnieguši iespēju tikai barot spēku. Tā kā elektrotīkla inerce samazinās termoelektrostaciju darbības pārtraukšanas dēļ, jaunām iekārtām tiek lūgts nodrošināt sintētisko inerci, sprieguma atbalstu un caurbraukšanu bojājumu laikā. Es nonācu ekspluatācijā, kad tīkla operators noraidīja iekārtu, jo tās reaktīvās jaudas (Q) vadības cilpa bija pārāk lēna, par milisekundēm. Šī kavēšanās nozīmēja, ka tā nevarēja palīdzēt stabilizēt tuvumā esošo sprieguma kritumu. Aparatūra bija spējīga, bet programmaparatūra nebija. Labojums prasīja sešus mēnešus ilgus programmatūras atjauninājumus un atkārtotu sertifikāciju.

Tas virza nozari uz jaudas elektroniku, kas būtībā ir tīklam draudzīgāka. Silīcija karbīda (SiC) MOSFET nākamās paaudzes invertoros nodrošina augstākas pārslēgšanas frekvences, kā rezultātā tiek iegūti mazāki filtri, bet vēl svarīgāk ir tas, ka tie nodrošina daudz ātrāku un precīzāku izejas viļņu formu kontroli. Šī ir klusa, aiz paneļa tendence, kas ir svarīgāka nākotnes tirgus stabilitātei nekā 0,5% absolūtā moduļa efektivitātes pieaugums.

Integrācijas izaicinājums ir milzīgs. Tagad jums ir jāmodelē visa jūsu saules parka elektromagnētiskā pārejoša uzvedība, kas mijiedarbojas ar vāju tīklu. Tas prasa jaunu prasmju kopumu, apvienojot energosistēmu inženieriju ar spēka elektroniku. Uzņēmumi, kas apgūst šo sistēmas līmeņa kontroli, tiks slēgti nākamajā desmitgadē EPC līgumi.

Uzglabāšana: nedalāmais partneris

Saukšana par PV plus krātuvi jau ir novecojusi. Daudzos tirgos tas ir tikai PV ar krātuvi. Tendence ir uz līdzstrāvas savienojuma arhitektūrām, kur akumulatori tiek tieši savienoti ar PV bloka līdzstrāvas kopni pirms invertora. Efektivitātes pieaugums ir nozīmīgs — jūs izvairāties no DC-AC-DC-AC konversijas cikla. Bet patiesais ieguvums ir kontrole. Varat precīzi nogriezt PV izvadi, lai tā precīzi atbilstu invertora vērtējumam, un pārpalikumu ievietot tieši akumulatorā. Mēs modernizējām 100MWac iekārtu ar 40MWh līdzstrāvas savienojumu sistēmu. Sarežģītā daļa nebija aparatūra; tā bija pārskatītā enerģijas pārvaldības sistēmas (EMS) loģika, lai prognozētu mākoņu segumu un dažu sekunžu laikā izlemtu, vai izņemt no akumulatora vai ļaut PV ramp, vienlaikus ievērojot stingru PPA grafiku.

Debates par ķīmiju turpinās. LFP (litija dzelzs fosfāts) tagad ir noklusējuma iestatījums stacionārai uzglabāšanai drošības un cikla ilguma dēļ. Bet es sekoju līdzi nātrija jonam. Enerģijas blīvums ir mazāks, bet komunālo pakalpojumu mērogā pēdas nospiedums ir mazāk kritisks nekā izejvielu izmaksas un pieejamība. Ja uz lauka attiecas apgalvojumi par cikla kalpošanas laiku, tas var izjaukt cenu zemāko līmeni ilgstošas ​​uzglabāšanas ierīcēm, kas pievienotas saules baterijām, jo ​​īpaši, ja vērtība ir enerģijas maiņa dienās, nevis tikai stundās.

Vai mums bija neveiksme? Agrīnie mēģinājumi nodrošināt termopārvaldību konteineros ievietotām baterijām, kas pārāk lielā mērā balstījās uz apkārtējā gaisa dzesēšanu tuksneša vietā. Putekļi aizsērēja filtrus ātrāk, nekā paredzēts, izraisot pārkaršanu un noplicināšanos. Vienkārša, gandrīz muļķīga pārraudzība, taču tā mums maksāja vairākus mēnešus ilgu sniegumu. Tagad akumulatoru korpusu specifikāciju lapās ir pilnīgi jauna sadaļa par filtrēšanas un apkopes cikliem.

Circuality: no Buzzword līdz BOM

Ilgtspējība pāriet no PR uz materiālu rēķinu. Tas vairs nav tikai oglekļa pēdas nospiedums; tas attiecas uz izjaukšanu un otrreizēju pārstrādi. Nākamās ES ekodizaina pilnvaras ir priekšvēstnesis. Vai varat tīri atdalīt stiklu no iekapsulētāja (EVA vai POE)? Vai varat atgūt silīcija plāksni? Lielākā daļa pašreizējās otrreizējās pārstrādes ir downcycling — betona pildvielu saspiešanas paneļi. Tas ir strupceļš.

Daži moduļu ražotāji tagad izstrādā termoplastisku polimēru aizmugures loksni, nevis termoreaktīvu, ko var atkārtoti izkausēt. Citi meklē vadošas līmvielas, lai aizstātu lodēšanu, padarot šūnu atgūšanu vieglāku. Tas nav altruisms; tā ir nākotnes aizsardzība pret regulējošo risku un nodrošina piekļuvi sekundāro materiālu plūsmām. Esmu apmeklējis izmēģinājuma pārstrādes iekārtu, kas paneļu atslāņošanai izmanto termisko un ķīmisko procesu kombināciju. Atgūtais stikls bija pietiekami augstas tīrības pakāpes, lai atgrieztos peldošajā līnijā jaunam saules stiklam. Tā ir slēgta cilpa. Bet ekonomika darbojas tikai masveida mērogā un ar moduļiem, kas tai paredzēti jau no paša sākuma.

Šī domāšana attiecas pat uz strukturālajām sastāvdaļām. Vai alumīniju no izsekotāju stabiem un moduļu rāmjiem var viegli šķirot un pārstrādāt? Nozare sāks pieprasīt dokumentāciju — materiālu pasi — par visu, līdz pat stiprinājumi. Tas rada sarežģītības pakāpi, bet arī izmaksu atgūšanas iespēju ekspluatācijas laika beigās. Uzņēmumiem, kas veido šīs apļveida loģistikas ķēdes tagad, piederēs nozīmīga nākotnes daļa tirgus.

Cilvēciskais faktors: prasmju trūkums tehnoloģijām piesātinātā jomā

Visbeidzot, tendence, par kuru nevienam nepatīk runāt: mums trūkst īsto cilvēku. Tehnoloģija attīstās ātrāk, nekā var apmācīt darbaspēku. Viena lieta ir instalēt PERC moduļus; cita lieta ir nodot ekspluatācijā režģi veidojošo invertoru vai novērst ar līdzstrāvu savienotas atmiņas sistēmas EMS problēmas. Esmu redzējis projektu aizkavēšanos, jo vietējie tehniķi, kas ir kvalificēti tradicionālajā PV, nebija sertificēti darbam jauno, integrēto invertora-slīdēšanas risinājumu MV transformatora pusē.

Nākotnes tirgus sadalīsies. Par augsti integrētiem, viediem saules enerģijas uzglabāšanas tīkla risinājumiem, kam nepieciešamas specializētas O&M komandas, kas bieži tiek atbalstītas attālināti, tiks nodrošināta piemaksa. Un būs tirgus vienkāršākiem, izturīgākiem komplektiem mazāk prasīgiem lietojumiem. Uzvarētājam ne vienmēr būs labākā tehnoloģija, bet gan visefektīvākā ekosistēma tās izvietošanai, uzturēšanai un finansēšanai. Tas ietver uzticamu piegādes ķēdi katram komponentam, sākot no IGBT invertorā līdz skrūvēm, kas to visu satur kopā. Jo galu galā tendence ir tikai ideja, līdz tā ir fiziski noenkurota zemē, un tam joprojām ir nepieciešama uzgriežņu atslēga, trenēta roka, lai to pagrieztu, un daļa, kas saulē nebojātos.