ซีรี่ส์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์: แนวโน้มตลาดในอนาคต? 

มาตัดเสียงรบกวนกันเถอะ ทุกคนกำลังพูดถึงการขยายขนาดเทราวัตต์และ O&M ที่ขับเคลื่อนด้วย AI แต่เรื่องราวที่แท้จริงอยู่ในร่องลึก เช่น ความยืดหยุ่นของห่วงโซ่อุปทาน การเศรษฐศาสตร์ที่โหดร้ายของโมดูลที่มีอุปทานมากเกินไป และไม่ว่าสายแยกทางแยกใหม่นั้นสามารถธนาคารได้จริงหรือไม่ นี่ไม่เกี่ยวกับการคาดการณ์ที่ชัดเจน มันเกี่ยวกับสิ่งที่เกาะติด อะไรแตกหัก และเงินจะเคลื่อนตัวต่อไปอย่างเงียบๆ ที่ไหน

ตำนานวัตต์ที่ถูกที่สุดและความเป็นจริงทางวัตถุ

หลายปีที่ผ่านมา การแข่งขันเป็นแบบเอกพจน์: ขับลง $/W นั่นนำเราไปสู่ความเหนือกว่าของ PERC และขนาดเวเฟอร์ที่กระโดดจาก M6 ถึง G12 ในเวลาเพียงชั่วพริบตา แต่ความเข้าใจผิดตรงนี้คือการสมมติว่าการลดต้นทุนเป็นแบบเส้นตรงและไม่มีที่สิ้นสุด เราชนกำแพงด้วยการบริโภคเพสต์เงิน แม้จะมีการพิมพ์ด้านหน้าขั้นสูง เซลล์ PERC ทั่วไปยังคงใช้ธาตุเงินประมาณ 85 มก. ต่อเซลล์ ด้วยการติดตั้ง PV ทั่วโลกที่คาดว่าจะสูงถึง 500GW ต่อปีภายในกลางทศวรรษ ความต้องการแร่เงินจาก PV คงจะสูงลิบลิ่ว นั่นไม่ยั่งยืน มันบังคับทิศทางไม่เฉพาะในสถาปัตยกรรมเซลล์ เช่น การใช้เพสต์ที่ต่ำกว่าเล็กน้อยของ TOPCon แต่ในวัสดุศาสตร์พื้นฐานด้วย การชุบด้วยทองแดงด้วยไฟฟ้าเป็นวิธีการแก้ปัญหาแบบกระซิบ แต่ฉันเคยเห็นไลน์นำร่องที่มีปัญหาเรื่องการยึดเกาะและความน่าเชื่อถือในระยะยาวในการทดสอบความร้อนชื้น เทรนด์ในอนาคตไม่ใช่แค่เทคโนโลยีเซลล์ใหม่เท่านั้น มันคืออันไหนที่ทำให้คอขวดของวัสดุแตกก่อน

สิ่งนี้เชื่อมโยงกับบางสิ่งที่ธรรมดาเหมือนกับการติดตั้ง เมื่อคุณปรับใช้ความจุ GW ต้นทุนความสมดุลของระบบ (BOS) จะกลายเป็นสิ่งสำคัญ นั่นคือจุดที่ฮาร์ดแวร์ น็อตและโบลต์ กลายเป็นเรื่องสำคัญอย่างแท้จริง ฉันจำโครงการหนึ่งในเท็กซัสที่เราต้องหยุดการก่อสร้างเพราะระบุไว้ รัด สำหรับระบบติดตามล้มเหลวในการทดสอบการดึงออกที่ไซต์งานอย่างกะทันหัน กระบวนการเปลี่ยนตัวทำให้เกิดความล่าช้าสามสัปดาห์ ซัพพลายเออร์? ไม่ใช่ร้านค้าที่ขายของข้ามคืน แต่เป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่ได้รับการรับรอง โดยเน้นช่องว่างระหว่างเอกสารข้อมูลจำเพาะของห้องปฏิบัติการและประสิทธิภาพภาคสนามภายใต้โหลดแบบไดนามิก นี่คือเหตุผลว่าทำไมการจัดซื้อจึงมุ่งเน้นไปที่ระบบนิเวศทางกลทั้งหมด ไม่ใช่แค่โมดูลเท่านั้น

เมื่อพูดถึงเรื่องนั้น ฉันเพิ่งเจอซัพพลายเออร์รายหนึ่ง Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. (สามารถติดตามได้ที่ https://www.zitaifasteners.com). พวกเขาตั้งอยู่ในเมืองหยงเหนียน เหอเป่ย ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการผลิตชิ้นส่วนมาตรฐานของจีน สถานที่ตั้งใกล้กับเส้นทางคมนาคมหลัก เช่น รถไฟปักกิ่ง-กวางโจว และทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 107 ถือเป็นข้อได้เปรียบแบบคลาสสิกสำหรับฮาร์ดแวร์จำนวนมากที่มีอัตรากำไรต่ำ เป็นการย้ำเตือนว่าแกนหลักของอุตสาหกรรม PV สร้างขึ้นจากคลัสเตอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่และเฉพาะทางเหล่านี้ การดำรงอยู่ของพวกมันไม่ได้กำหนดแนวโน้ม แต่วิวัฒนาการไปสู่การเคลือบที่ทนต่อการกัดกร่อนมากขึ้น ข้อกำหนดอายุการใช้งานความล้าที่ดีขึ้นสำหรับเฟรมโมดูลสองหน้า จะเป็นตัวบ่งชี้ที่ละเอียดอ่อนว่าจุดที่ความเค้นเชิงกลคาดว่าจะเกิดขึ้นที่จุดใดในการติดตั้งในอนาคต

ผลผลิตพลังงานคือประสิทธิภาพใหม่

กระดานผู้นำด้านประสิทธิภาพของโมดูลเหมาะสำหรับการพาดหัวข่าว แต่การสนทนาภาคพื้นดินได้เปลี่ยนไปเป็นเรื่องของพลังงาน มันคือกิโลวัตต์-ชั่วโมงที่คุณเก็บเกี่ยวได้จริงในระยะเวลา 25 ปี สิ่งนี้ทำให้ความเป็นสองหน้า ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ และการตอบสนองทางสเปกตรัมกลายเป็นโฟกัสที่คมชัด ฉันเดินไปตามไซต์ต่างๆ มากเกินไปซึ่งผลประโยชน์จากด้านหลังลดลงจากการตัดสินใจในนาทีสุดท้ายที่จะประหยัดความสูงของชั้นวางหรือใช้วัสดุคลุมดินที่ไม่เหมาะสม กำไร 15% ตามทฤษฎีกลายเป็น 5% บทเรียนที่เจ็บปวดในการบูรณาการระบบ

การทดสอบจริงอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เราได้ปรับใช้ชุด TOPCon ชนิด n แรกสุดบางส่วนในไซต์ที่มีทะเลทรายสูงและรังสียูวีสูง ความต้านทาน PID เริ่มต้นนั้นโดดเด่น แต่เราสังเกตเห็นการเสื่อมของพลังงานสะสมที่ช้าลงซึ่งเชื่อมโยงกับการเสื่อมสภาพที่เกิดจากรังสียูวีของส่วนต่อประสานการห่อหุ้ม ซึ่งเป็นปัญหาที่เด่นชัดน้อยกว่าในโมดูลประเภท p รุ่นเก่า มันไม่ใช่ตัวแสดง แต่มันปรับแต่งโมเดล LCOE จุดข้อมูลภาคสนามระยะยาวที่เหมาะสมอย่างยิ่งเหล่านี้จะกำหนดรูปแบบบรรจุภัณฑ์เซลล์และโมดูลรุ่นต่อไป ซึ่งก้าวไปไกลกว่าลำดับ DH/TC/UV มาตรฐาน 1,000 ชั่วโมงในห้องปฏิบัติการ

การมุ่งเน้นที่ผลตอบแทนนี้ยังช่วยขับเคลื่อนแนวทางแบบผสมผสานอีกด้วย ไม่ใช่แค่การเลือกระหว่าง TOPCon หรือ HJT อีกต่อไป ฉันเห็นการออกแบบมากขึ้นที่ผสมผสานเทคโนโลยีภายในโรงงานแห่งเดียว—HJT บนพื้นที่หลังคาที่จำกัดและมีมูลค่าสูง เพื่อประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการกระจายแสงและความร้อน และ PERC หรือ TOPCon ที่เทอะทะกว่า ถูกกว่าบนพื้นที่เปิด แนวทางการนำเทคโนโลยีไปประยุกต์ใช้ตามพอร์ตโฟลิโอเชิงปฏิบัติและเน้นการปฏิบัตินี้เป็นแนวโน้มสำคัญที่การเล่าเรื่องด้านการวิจัยและพัฒนาล้วนๆ มักจะพลาดไป

อินเวอร์เตอร์ในฐานะพลเมืองกริด

อินเวอร์เตอร์กำลังกลายเป็นสมองของโรงงาน ไม่ใช่แค่ตัวแปลง DC-AC แนวโน้มคือความสามารถในการสร้างตาราง เราผ่านพ้นจุดที่ต้องอาศัยอำนาจเพียงอย่างเดียวแล้ว เนื่องจากความเฉื่อยของกริดลดลงเนื่องจากการเลิกใช้โรงไฟฟ้าพลังความร้อน โรงงานแห่งใหม่จึงถูกขอให้จัดเตรียมความเฉื่อยสังเคราะห์ การรองรับแรงดันไฟฟ้า และการส่งผ่านระหว่างข้อผิดพลาด ฉันนั่งทดสอบการทำงานโดยที่ผู้ปฏิบัติงานโครงข่ายปฏิเสธโรงงาน เนื่องจากลูปควบคุมกำลังรีแอกทีฟ (Q) ช้าเกินไปเป็นมิลลิวินาที ความล่าช้านั้นหมายความว่าไม่สามารถรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในบริเวณใกล้เคียงได้ ฮาร์ดแวร์มีความสามารถ แต่เฟิร์มแวร์ไม่สามารถทำได้ การแก้ไขใช้เวลาหกเดือนในการอัปเดตซอฟต์แวร์และการรับรองซ้ำ

สิ่งนี้ผลักดันอุตสาหกรรมไปสู่ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังที่เป็นมิตรกับกริดโดยพื้นฐานมากขึ้น MOSFET ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ในอินเวอร์เตอร์เจเนอเรชันถัดไปช่วยให้มีความถี่สวิตชิ่งสูงขึ้น ส่งผลให้ตัวกรองมีขนาดเล็กลง แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือ ช่วยให้สามารถควบคุมรูปคลื่นเอาท์พุตได้รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น นี่เป็นแนวโน้มเบื้องหลังที่เงียบงันซึ่งมีความสำคัญต่อเสถียรภาพของตลาดในอนาคตมากกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพสัมบูรณ์ 0.5% ในโมดูล

ความท้าทายในการบูรณาการมีมาก ตอนนี้ คุณต้องจำลองพฤติกรรมชั่วคราวทางแม่เหล็กไฟฟ้าของสวนพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดของคุณซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับกริดที่อ่อนแอ จำเป็นต้องมีชุดทักษะใหม่ โดยผสมผสานวิศวกรรมระบบไฟฟ้าเข้ากับอิเล็กทรอนิกส์กำลัง บริษัทที่เชี่ยวชาญการควบคุมระดับระบบนี้จะถูกล็อคไว้ในสัญญา EPC ในทศวรรษหน้า

พื้นที่เก็บข้อมูล: พันธมิตรที่แบ่งแยกไม่ได้

การเรียกมันว่า PV plus storage นั้นล้าสมัยแล้ว ในหลายตลาด เป็นเพียง PV โดยถือว่ามีพื้นที่เก็บข้อมูล แนวโน้มนี้มุ่งเน้นไปที่สถาปัตยกรรม DC-ควบคู่ โดยที่แบตเตอรี่เชื่อมต่อโดยตรงกับบัส DC ของอาร์เรย์ PV ก่อนอินเวอร์เตอร์ ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นนั้นมีความหมาย—คุณหลีกเลี่ยงวงจรการแปลง DC-AC-DC-AC แต่ประโยชน์ที่แท้จริงคือการควบคุม คุณสามารถคลิปเอาต์พุต PV ได้อย่างแม่นยำเพื่อให้ตรงกับพิกัดของอินเวอร์เตอร์ และกรองส่วนที่เกินเข้าไปในแบตเตอรี่โดยตรง เราได้ดัดแปลงโรงงานขนาด 100MWac ด้วยระบบ DC-ควบคู่กับขนาด 40MWh ส่วนที่ยุ่งยากไม่ใช่ฮาร์ดแวร์ เป็นตรรกะของระบบการจัดการพลังงาน (EMS) ที่ปรับปรุงใหม่เพื่อคาดการณ์เมฆปกคลุมและตัดสินใจในไม่กี่วินาทีว่าจะดึงออกจากแบตเตอรี่หรือปล่อยให้ PV Ramp ทั้งหมดนี้เป็นไปตามกำหนดการ PPA ที่เข้มงวด

การอภิปรายเรื่องเคมีกำลังดำเนินอยู่ LFP (ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต) เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับการจัดเก็บแบบอยู่กับที่ในขณะนี้เนื่องจากความปลอดภัยและอายุการใช้งาน แต่ฉันกำลังจับตาดูโซเดียมไอออน ความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า แต่สำหรับระดับสาธารณูปโภค พื้นที่ใช้งานมีความสำคัญน้อยกว่าต้นทุนและความพร้อมใช้งานของวัตถุดิบ หากการเรียกร้องอายุการใช้งานของวงจรยังคงอยู่ในภาคสนาม อาจส่งผลกระทบต่อราคาขั้นต่ำสำหรับแอปพลิเคชันการจัดเก็บระยะยาวที่เชื่อมต่อกับพลังงานแสงอาทิตย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมูลค่าอยู่ที่การเปลี่ยนแปลงพลังงานในช่วงเวลาหลายวัน ไม่ใช่แค่ชั่วโมง

เรามีความล้มเหลว? ความพยายามในช่วงแรกๆ ในการจัดการระบายความร้อนสำหรับแบตเตอรี่แบบบรรจุภาชนะซึ่งอาศัยการระบายความร้อนด้วยอากาศโดยรอบมากเกินไปในพื้นที่ทะเลทราย ฝุ่นอุดตันตัวกรองเร็วกว่าที่คาดไว้ ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและการเสื่อมสภาพ การกำกับดูแลที่เรียบง่ายและเกือบจะโง่เขลา แต่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติงานหลายเดือน ขณะนี้เอกสารข้อมูลจำเพาะสำหรับกล่องหุ้มแบตเตอรี่มีส่วนใหม่ทั้งหมดเกี่ยวกับวงจรการกรองและการบำรุงรักษา

หนังสือเวียน: จาก Buzzword สู่ BOM

ความยั่งยืนกำลังเปลี่ยนจากการประชาสัมพันธ์ไปสู่รายการวัสดุ ไม่ใช่แค่เรื่องการปล่อยก๊าซคาร์บอนอีกต่อไป แต่เป็นเรื่องเกี่ยวกับการออกแบบเพื่อการถอดประกอบและการรีไซเคิล ข้อบังคับด้านการออกแบบเชิงนิเวศน์ของสหภาพยุโรปที่กำลังจะมาถึงถือเป็นลางสังหรณ์ คุณสามารถแยกกระจกออกจากสารห่อหุ้ม (EVA หรือ POE) อย่างหมดจดได้หรือไม่ คุณสามารถนำเวเฟอร์ซิลิคอนกลับมาได้หรือไม่? การรีไซเคิลในปัจจุบันส่วนใหญ่คือการดาวน์ไซเคิล นั่นคือการบดแผงเพื่อรวมคอนกรีต นั่นเป็นทางตัน

ขณะนี้ผู้ผลิตโมดูลบางรายกำลังออกแบบแผ่นด้านหลังเทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์แทนเทอร์โมเซต ซึ่งสามารถนำไปหลอมใหม่ได้ คนอื่นๆ กำลังมองหากาวนำไฟฟ้าเพื่อทดแทนการบัดกรี ซึ่งทำให้การกู้คืนเซลล์ง่ายขึ้น นี่ไม่ใช่การเห็นแก่ประโยชน์ผู้อื่น เป็นการป้องกันความเสี่ยงด้านกฎระเบียบในอนาคตและรักษาความปลอดภัยในการเข้าถึงแหล่งวัตถุดิบรอง ฉันเคยเยี่ยมชมโรงงานนำร่องรีไซเคิลที่ใช้กระบวนการความร้อนและเคมีผสมผสานกันเพื่อแยกแผงออกจากกัน กระจกที่นำกลับมาใช้ใหม่มีความบริสุทธิ์สูงพอที่จะกลับเข้าสู่เส้นโฟลตสำหรับกระจกโซล่าเซลล์ใหม่ นั่นเป็นวงปิด แต่เศรษฐศาสตร์จะใช้ได้เฉพาะในสเกลขนาดใหญ่และมีโมดูลที่ออกแบบมาเพื่อมันตั้งแต่เริ่มต้นเท่านั้น

ความคิดนี้ไหลลงไปจนถึงส่วนประกอบเชิงโครงสร้างด้วยซ้ำ อะลูมิเนียมจากเสาติดตามและเฟรมโมดูลสามารถคัดแยกและรีไซเคิลได้ง่ายหรือไม่ อุตสาหกรรมจะเริ่มเรียกร้องเอกสาร—หนังสือเดินทางที่เป็นเอกสาร—สำหรับทุกสิ่ง ไปจนถึง รัด. มันเพิ่มความซับซ้อนอีกชั้นหนึ่ง แต่ยังมีโอกาสได้รับคืนต้นทุนเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานอีกด้วย บริษัทที่สร้างเครือข่ายลอจิสติกส์แบบวงกลมเหล่านี้จะเป็นเจ้าของชิ้นส่วนสำคัญแห่งอนาคต ตลาด.

ปัจจัยมนุษย์: ช่องว่างทักษะในสาขาเทคโนโลยีอิ่มตัว

สุดท้ายนี้ เทรนด์ที่ไม่มีใครชอบพูดถึง: เรากำลังขาดแคลนคนที่ใช่ เทคโนโลยีมีการพัฒนาเร็วกว่าที่พนักงานสามารถฝึกอบรมได้ การติดตั้งโมดูล PERC ถือเป็นเรื่องหนึ่ง เป็นอีกวิธีหนึ่งในการว่าจ้างอินเวอร์เตอร์ที่สร้างกริดหรือแก้ไขปัญหา EMS ของระบบจัดเก็บข้อมูล DC-ควบคู่ ฉันเคยเห็นโปรเจ็กต์ล่าช้าเนื่องจากช่างเทคนิคในพื้นที่ซึ่งเชี่ยวชาญด้าน PV แบบดั้งเดิมไม่ได้รับการรับรองให้ทำงานด้านหม้อแปลงไฟฟ้า MV ของโซลูชันอินเวอร์เตอร์-ลื่นไถลตัวใหม่

ตลาดในอนาคตจะแตกแยก จะมีข้อดีสำหรับโซลูชันกริดจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์อัจฉริยะที่มีการบูรณาการในระดับสูง ซึ่งต้องใช้ทีม O&M ที่เชี่ยวชาญ ซึ่งมักจะได้รับการสนับสนุนจากระยะไกล และจะมีตลาดสำหรับชุดอุปกรณ์ที่เรียบง่ายและแข็งแกร่งยิ่งขึ้นสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการน้อยลง ผู้ชนะไม่จำเป็นต้องมีเทคโนโลยีที่ดีที่สุด แต่เป็นระบบนิเวศที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการปรับใช้ บำรุงรักษา และจัดหาเงินทุน ซึ่งรวมถึงการมีห่วงโซ่อุปทานที่เชื่อถือได้สำหรับส่วนประกอบทุกชิ้น ตั้งแต่ IGBT ในอินเวอร์เตอร์ไปจนถึงสลักเกลียวที่ยึดส่วนประกอบทั้งหมดไว้ด้วยกัน เพราะท้ายที่สุดแล้ว เทรนด์ก็เป็นแค่แนวคิด จนกระทั่งมันยึดติดอยู่กับพื้น และยังต้องใช้ประแจ มือที่ได้รับการฝึกฝนมาเพื่อหมุนมัน และเป็นส่วนที่จะไม่พังเมื่ออยู่กลางแดด