Фотонапонска серија: будући тржишни трендови? 

Хајде да пресечемо буку. Сви причају о проширењу на теравату и О&М вођеном вештачком интелигенцијом, али права прича је у рововима – отпорности ланца снабдевања, бруталне економије прекомерне понуде модула и да ли је та нова линија хетероспојница заиста исплатива. Овде се не ради о сјајним прогнозама; ради се о томе шта се лепи, шта се ломи и где се новац тихо креће следеће.

Најјефтинији мит о Вату и материјална стварност

Годинама је трка била јединствена: возите доле $/В. То нас је довело до ПЕРЦ доминације и величине плочице које су скочиле са М6 на Г12 за трен. Али овде је заблуда претпоставка да је смањење трошкова линеарно и бесконачно. Ударили смо у зид са потрошњом сребрне пасте. Чак и са напредним штампањем на предњој страни, типична ПЕРЦ ћелија и даље користи око 85 мг сребра по ћелији. Са глобалним ПВ инсталацијама за које се предвиђа да ће достићи 500 ГВ годишње до средине деценије, потражња за сребром само од ПВ била би запањујућа. То није одрживо. То доводи до заокрета не само у архитектури ћелија - као што је ТОПЦон-ова нешто нижа употреба пасте - већ и у фундаменталној науци о материјалима. Бакарна галванизација је шапутано решење, али видео сам да се пилот линије боре са адхезијом и дуготрајном поузданошћу у тестовима на влажној топлоти. Будући тренд није само нова ћелијска технологија; то је онај који први пробије уско грло материјала.

Ово се повезује са нечим тако свакодневним као што је монтажа. Када распоређујете ГВ капацитета, трошкови биланса система (БОС) постају главни. Ту хардвер, матице и вијци буквално, постају критични. Сећам се пројекта у Тексасу где смо морали да зауставимо градњу због наведеног причвршћивачи јер систем за праћење није прошао тест изненадног извлачења на лицу места. Процес замене је изазвао кашњење од три недеље. Добављач? Не нека ноћна продавница, већ велики, сертификовани произвођач. Нагласио је јаз између лабораторијских спецификација и перформанси на терену под динамичким оптерећењем. Због тога набавка сада гледа на цео механички екосистем, а не само на модуле.

Кад смо већ код тога, недавно сам наишао на добављача, Хандан Зитаи Фастенер Мануфацтуринг Цо., Лтд. (можете их пронаћи на хттпс://ввв.зитаифастенерс.цом). Седиште им је у Ионгниану, Хебеи - срцу кинеске производње стандардних делова. Њихова локација у близини главних транспортних артерија као што су железница Пекинг-Гуангџоу и Национални аутопут 107 је класична предност за хардвер са ниском маржом. То је подсетник да је окосница фотонапонске индустрије изграђена на овим масивним, специјализованим индустријским кластерима. Њихово постојање не диктира тренд, али њихова еволуција – ка премазима отпорнијим на корозију, бољим спецификацијама заморног века за оквире бифацијалних модула – биће суптилан показатељ где се очекују тачке механичког напрезања у будућим инсталацијама.

Енергетски принос је нова ефикасност

Табеле са лидерима ефикасности модула су одличне за наслове, али разговор на терену је прешао на енергетски принос. То су киловат-сати које заправо пожњете током 25 година. Ово доводи бифацијалност, температурне коефицијенте и спектрални одговор у оштар фокус. Прошетао сам превише локација на којима је добит на задњој страни била угрожена одлуком у последњем тренутку да уштедим на висини регала или користим неоптимални покривач тла. Теоретски добитак од 15% постао је 5%. Болна лекција о интеграцији система.

Прави тест је у тешким условима. Поставили смо неке од најранијих ТОПЦон серија н-типа на високо пустињском, високо УВ локацији. Почетни ПИД отпор је био одличан, али смо приметили спорију, кумулативну деградацију снаге која је повезана са деградацијом интерфејса енкапсулације изазваном УВ зрачењем, што је проблем мање изражен код старијих модула п-типа. То није био сховстоппер, али је прилагодио ЛЦОЕ модел. Ове нијансиране, дугорочне тачке података на терену ће обликовати следећу генерацију паковања ћелија и модула, превазилазећи стандардну 1000-часовну ДХ/ТЦ/УВ секвенцу у лабораторији.

Овај фокус на принос такође покреће хибридни приступ. Више се не ради само о избору између ТОПЦон или ХЈТ. Видим више дизајна који комбинују технологије у оквиру једне фабрике—ХЈТ на ограниченим, високо вредним кровним просторима за његове супериорне перформансе у дифузној светлости и топлоти, и гломазнији, јефтинији ПЕРЦ или ТОПЦон на отвореном терену. Овај прагматичан приступ усвајању технологије заснован на портфељу је кључни тренд који наративи о чистом истраживању и развоју често пропуштају.

Инвертер као грађанин мреже

Инвертори постају мозак постројења, а не само ДЦ-АЦ претварачи. Тренд су могућности формирања мреже. Прошли смо тачку само храњења моћи. Са инерцијом мреже која пада због повлачења термоелектрана, од нових постројења се тражи да обезбеде синтетичку инерцију, подршку напона и пролаз током кварова. Прошао сам кроз пуштање у рад где је оператер мреже одбио електрану јер је њена контролна петља реактивне снаге (К) била преспора, за милисекунде. То кашњење је значило да не може помоћи у стабилизацији оближњег пада напона. Хардвер је био способан, али фирмвер није. За исправку је било потребно шест месеци ажурирања софтвера и поновне сертификације.

Ово гура индустрију ка енергетској електроници која је суштински прихватљивија за мрежу. МОСФЕТ-ови од силицијум карбида (СиЦ) у инверторима следеће генерације омогућавају веће фреквенције пребацивања, што доводи до мањих филтера, али што је још важније, омогућавају много бржу и прецизнију контролу излазних таласних облика. Ово је тихи тренд иза панела који је важнији за будућу стабилност тржишта од апсолутне ефикасности од 0,5% у модулу.

Изазов интеграције је огроман. Сада морате да моделирате електромагнетно пролазно понашање вашег целог соларног парка у интеракцији са слабом мрежом. То захтева нови скуп вештина, мешање инжењеринга енергетских система са енергетском електроником. Компаније које овладају овом контролом на нивоу система закључиће у следећој деценији ЕПЦ уговоре.

Складиштење: Недељиви партнер

Називање ПВ плус складиштење је већ застарело. На многим тржиштима, то је само ПВ, са претпостављеним складиштењем. Тренд је ка ДЦ-спареним архитектурама, где се батерије повезују директно на ДЦ магистралу ПВ низа пре претварача. Повећање ефикасности је значајно — избегавате циклус конверзије ДЦ-АЦ-ДЦ-АЦ. Али права корист је контрола. Можете прецизно да исечете ПВ излаз тако да се тачно поклапа са оценом претварача и сав вишак усмерите директно у батерију. Надоградили смо електрану од 100 МВац са 40 МВх ДЦ спојеним системом. Тешки део није био хардвер; то је била ревидирана логика система за управљање енергијом (ЕМС) за предвиђање облачности и одлучивање, за секунде, да ли ће се повући из батерије или пустити фотонапонску рампу, а све уз придржавање ригидног ППА распореда.

Дебата о хемији је у току. ЛФП (литијум гвожђе фосфат) је сада подразумевано за стационарно складиштење због безбедности и животног века. Али држим на оку натријум-јон. Густина енергије је нижа, али за комуналну скалу, отисак је мање критичан од цене и доступности сировина. Ако се тврдње о животном циклусу држе на терену, то би могло пореметити доњи праг цена за дуготрајне апликације за складиштење повезане са соларном енергијом, посебно тамо где је вредност у промени енергије током дана, а не само сати.

Неуспех који смо имали? Рани покушаји управљања топлотом за батерије у контејнерима који су се превише ослањали на хлађење амбијенталног ваздуха у пустињском месту. Прашина је зачепила филтере брже него што се очекивало, што је довело до прегревања и смањења снаге. Једноставан, готово глуп превид, али нас је коштао месеци рада. Сада спецификације за кућишта батерија имају потпуно нови одељак о циклусима филтрације и одржавања.

Кружност: од Буззворд-а до БОМ-а

Одрживост прелази са ПР-а на фабрику материјала. Не ради се више само о карбонском отиску; ради се о пројектовању за растављање и рециклирање. Предстојећи мандати ЕУ о еколошком дизајну су предзнак. Можете ли чисто да одвојите стакло од капсуле (ЕВА или ПОЕ)? Можете ли повратити силиконску плочицу? Најсавременија рециклажа је довнцицлинг – дробљење плоча за агрегат у бетону. То је ћорсокак.

Неки произвођачи модула сада дизајнирају са позадином од термопластичног полимера уместо термосета, који се може поново растопити. Други гледају на проводне лепкове да замене лемљење, што олакшава опоравак ћелија. Ово није алтруизам; он је отпоран на будућност против регулаторног ризика и обезбеђује приступ секундарним токовима материјала. Обишао сам пилот постројење за рециклажу које користи комбинацију термичких и хемијских процеса за раздвајање панела. Добијено стакло је било довољно високе чистоће да се врати у флоат линију за ново соларно стакло. То је затворена петља. Али економија функционише само у великом обиму и са модулима дизајнираним за то од самог почетка.

Ово размишљање се чак спушта и на структурне компоненте. Може ли се алуминијум са стубова за праћење и оквира модула лако сортирати и рециклирати? Индустрија ће почети да захтева документацију — материјални пасош — за све, до причвршћивачи. То додаје слој сложености, али и потенцијал за поврат трошкова на крају животног века. Компаније које сада граде ове кружне логистичке ланце поседоваће значајан део будућности тржиште.

Људски фактор: јаз у вештинама у пољу засићеном технологијом

Коначно, тренд о коме нико не воли да прича: понестаје нам правих људи. Технологија се развија брже него што се радна снага може обучити. Једна ствар је инсталирати ПЕРЦ модуле; друго је пуштање у рад претварача који формира мрежу или решавање проблема ЕМС система за складиштење са једносмерном струјом. Видео сам да су пројекти одложени јер локални техничари, вешти у традиционалним фотонапонским системима, нису били сертификовани да раде на страни СН трансформатора нових, интегрисаних инвертер-скид решења.

Будуће тржиште ће се раздвојити. Биће премиум за високо интегрисана, паметна решења за соларну мрежу за складиштење која захтевају специјализоване тимове за одржавање и одржавање, често подржане на даљину. И постојаће тржиште за једноставније, робусније комплете за мање захтевне апликације. Победник неће нужно имати најбољу технологију, већ најефикаснији екосистем за његово постављање, одржавање и финансирање. То укључује поуздан ланац снабдевања за сваку компоненту, од ИГБТ-а у претварачу до вијака који све то држе заједно. Јер на крају, тренд је само идеја све док се физички не усидри за земљу, а за то је и даље потребан кључ, обучена рука да га окрене и део који неће пропасти на сунцу.