On yıl önce, standart bir modül 250 W ila 280 W arasında bir etiket değeri taşıyordu. Bugün kamu hizmeti ölçeğindeki tesislere giden ana akım-ürünler 600 W ila 700 W arasındadır. Çoğu insanın ilk içgüdüsü hücre verimliliğini takdir etmektir, ancak verimlilik değişimin yalnızca küçük bir kısmını açıklamaktadır. Gerçek cevap sistemin maliyet yapısında saklıdır.
 

Bir modülün güç çıkışı oldukça basit bir denkleme indirgenir:

Güç=Işık-alma alanı × Dönüşüm verimliliği × 1000 W/m² (standart ışınım)

Geçtiğimiz on beş yılda dönüşüm verimliliği PERC için yaklaşık %15'ten bugünkü %22'ye, TOPCon için %23-%24'e ve BC ve HJT için %24-%25'in üzerine çıktı. Bu kabaca %60'lık bir gelişme ve gerçekten etkileyici bir gelişme, ancak 280 W'tan 700 W'a 2,5 katlık bir sıçramayı açıklayamaz.

Geri kalanı bölgeden geldi. Plaka kenar uzunluğu 156,75 mm'den 166 mm, 182 mm ve 210 mm'ye (endüstrinin başvurduğu M6, M10 ve G12 formatları) taşındı ve hücre sayıları 60'tan 72'ye, ardından da yarım kesim düzenleri 144, 132 ve diğerlerine çıktı. Modül kapladığı alan kabaca 1,6 m²'den 3 m²'nin üzerine çıktı.

Yani bunu ifade etmenin doğru yolu şudur:panel alanı büyüyor, verimlilik artıyor ve isim plakası yalnızca ikisinin çarpımını rapor ediyor.

Sık sık karıştırıldığı için bir noktayı vurgulamakta fayda var:daha yüksek güç, daha yüksek verimlilik anlamına gelmez.700 W'lık bir modül ve 450 W'lık bir modül, metrekare başına yaklaşık olarak aynı enerjiyi üretebilir. İlki biraz daha büyük.

 

Etkileyici faktör, seviyelendirilmiş elektrik maliyetinin (LCOE) - toplam yaşam boyu harcamanın üretilen toplam enerjiye bölünmesidir.

PV'deki maliyet düşürme mücadelesi eskiden modülün kendisinde yapılıyordu. Ancak modül fiyatları düştükçe, bir tesisin başlangıç ​​sermaye harcamasında modülün payı yarının çok üzerinde bir seviyeden yaklaşık %40 veya daha azına düştü. Geriye kalan kısım BOS'tur (sistem dengesi): raflar, temeller, DC kabloları, birleştirme kutuları, invertörler, arazi, erişim yolları, kurulum işçiliği ve kaldırma ekipmanı. Bu maliyetlerin önemli bir kısmıWatt başına değil, birim ve metrekare başına fiyatlandırılır.
 

Büyük modüllerin arkasındaki temel mantık budur. 100 MW’lık bir tesisi ele alalım:

Yaklaşık 80.000 modülün ortadan kaldırılması pratikte ne anlama geliyor? 80.000 daha az kaldırma ve yerleştirme, 160.000 daha az montaj cıvatası, 80.000 daha az kablolama işlemi ve aşık ve kelepçelerde orantılı bir azalma. Bunların hepsi doğrusal olarak azalan işçilik ve sarf malzemesi maliyetleridir.
 

Büyük modüller ayrıca daha yüksek çalışma akımına (210-formatlı ürünler 18 A aralığında kısa devre akımlarına ulaşabilir) ve 1500 V sistem voltajına sahiptir, böylece her dizi daha fazla kapasite taşır. Daha az dizi, daha kısa DC kablo yolları, daha az birleştirici ünite ve daha az invertör MPPT girişi anlamına gelir. 540 W sınıfından 700 W sınıfına geçişe ilişkin ortak sektör tahmini, watt başına birkaç sentlik bir BOS tasarrufunun olacağı ve bu da toplam sistem yatırım harcamalarında %1 ila %3 oranında bir azalma anlamına geleceği yönündedir. Yüz milyonlarca dolarlık yatırımın olduğu bir kamu hizmeti projesinde bu marj, ihalede gerçek bir rekabet gücüdür.
 

Üretim de aynı kârdan yararlanıyor. Bir hattın saatte kaç tane levha işleyeceği, levhaların büyüklüğüne göre değil, büyük ölçüde ekipmanın takt süresine göre belirlenir. 182 mm'den 210 mm'ye çıkmak, aynı ekipmanda saat başına üretilen watt'ı yaklaşık %30 oranında artırır; dolayısıyla amortisman, fabrika alanı, işçilik ve paketlemenin tamamı,-watt başına düşer. 2019'dan sonra boyut yarışının beyaza-kızışmasının doğrudan nedeni budur.

 

Her şeyi orantılı olarak ölçeklendirdiğinizde neredeyse anında bir mühendislik duvarına çarparsınız. Büyük formatlar yalnızca destekleyici tasarım değişikliklerinden oluşan eksiksiz bir paket sayesinde işe yarar:

Mevcut-kare problemi.Plaka alanını ikiye katladığınızda çıkış akımı kabaca iki katına çıkar, ancak direnç kaybı akımın karesi - ile ölçeklendiğinden kayıp dört katına çıkar. Bu nedenle büyük modüller, hücre başına akımı tekrar kabul edilebilir bir aralığa itmek için yarım-kesilmiş (ve hatta üçüncü-kesilmiş) hücreleri, çoklu-bara tasarımlarını (MBB, 5 baradan 12 veya daha fazlasına çıkan) ve dikdörtgen levhaları (182×210, 210R ve benzeri) benimsemek zorundaydı. Bu önlemler olmasaydı, formatın genişletilmesi verimliliği iyileştirmek yerine daha da kötüleştirirdi.
 

Mekanik yükleme.Rüzgar ve kar yükünden kaynaklanan bükülme momentleri, açıklıkla birlikte-doğrusal olmayan bir şekilde büyür. Alan arttıkça, çerçeve enine-kesiti yeniden tasarlanmalı, cam kalınlaştırılmalı veya çift 2,0 mm'ye değiştirilmeli ve montaj-delik konumları yeniden konumlandırılmalı -, aksi takdirde merkezdeki aşırı sapma hücre mikro çatlaklarına neden olur. İlk dönem geniş formatlı ürünlerle ilgili kalite anlaşmazlıklarının çoğu-tam olarak buna dayanıyor.
 

Arayüz uyumluluğu.Modül akımı invertör MPPT giriş sınırını aşarsa veya dizi açık-devre voltajı 1500 V tavanına ulaşırsa, büyük modülün maliyet avantajı durur. Bu nedenle format yol haritalarının invertör ve izleyici üreticileriyle birlikte hareket etmesi gerekiyor. İzleyiciler özellikle hassastır: Daha büyük modüller rüzgarın- neden olduğu burulma yüklerini artırır, bu nedenle burulma sertliği ve sönümleme tasarımının buna ayak uydurması gerekir.
 

Lojistik ve işçiliğin zorlu sınırları.Bir modülün uzunluğu 2,4 m'ye yaklaştığında ve 30 kg'ı aştığında, manuel taşıma sınırına ulaşır ve mekanik kurulum yardımları gerekli hale gelir. Bu arada, iç konteyner boyutları ve yol genişliği sınırları gibi fiziksel kısıtlamalar, formatın geçemeyeceği bir çizgiyi etkili bir şekilde çizer - eğer bir boyut standart bir konteynere verimli bir şekilde paketlenmezse, watt başına navlun maliyeti artar.
 

Hepsini bir araya getirdiğinizde resim netleşiyor:Boyutu artırmanın marjinal faydası azalırken, marjinal maliyet - yükleme, lojistik, kurulum, mikro çatlak riski - artıyor.Bu iki eğrinin kesiştiği nokta, kabaca sektörün 700 W civarında 210 formatına yakın bir noktaya yerleşmesinin nedenidir.-Sözde "182'ye karşı 210" tartışması hiçbir zaman hangisinin daha büyük olduğuyla ilgili olmadı; hücre teknolojisi, invertörler, raflar ve nakliye konteynırlarından oluşan ekosisteme hangisinin daha iyi uyduğuyla ilgiliydi.
 

Fayda-ölçeği mantığı, bir konutun çatısında gücünün çoğunu kaybeder ve bazı yerlerde tersine döner. Konut sistemleri farklı bir maliyet yapısına ve farklı kısıtlamalara sahiptir: sınırlı çatı alanı, düzensiz şekiller, manuel kurulum ve yirmi yıldan fazla hizmet ömrü. Modül, toplam yatırımın bir kamu hizmeti tesisinde olduğundan daha küçük bir payını oluştururken, işçilik ve-satış sonrası destek daha fazlasını oluşturur.

Konutlarda büyük panellerin avantajları

Daha az birim, daha az çalışma saati ve daha az bağlantı noktası anlamına gelir.8 kW'lık bir sistem, 400 W'ta 20 modüle, ancak 500 W'ta yalnızca 16 modüle ihtiyaç duyar. Dört modülün daha az olması, 8 daha az MC4 eşleşen çifti, 8 daha az kelepçe-ve-cıvata seti ve birkaç metre daha az DC kablosu anlamına gelir. Yüksek-işçilik-maliyetli pazarlarda - Avrupa, Kuzey Amerika, Avustralya - buradaki tasarruflar genellikle modüllerin fiyat farkını aşıyor. MC4 konnektörleri bilinen bir yüksek frekans arıza noktası ve konut sistemlerindeki DC ark arızalarının ve yangınların önde gelen kaynağı olduğundan, bağlantı sayısını azaltmak başlı başına bir güvenilirlik kazanımıdır.

Çatı alanı dar olduğunda daha fazla kapasite.Kullanılabilir alanın bağlayıcı kısıtlama olduğu durumlarda, kentsel teraslı bir evin tek eğimli çatısı -, örneğin metrekare başına - daha yüksek watt, aynı çatıdan daha fazla kurulu kapasite ve daha yüksek öz-tüketim oranı anlamına gelir. Ancak kesin olmak gerekirse: burada yapılan iş isim plakası değeri değil, W/m²'dir (modül verimliliği). Sıradan verimliliğe sahip fiziksel olarak büyük bir panelin kısıtlı bir çatı üzerinde daha küçük ve daha verimli bir panele göre hiçbir avantajı yoktur.

Daha temiz yapısal çalışma ve kablo yönlendirme.Daha az ünite, daha basit bir düzen, daha düzenli ray ve boru hatları, daha tutarlı kurulum kalitesi ve sonraki servis sırasında daha kolay arıza tespiti anlamına gelir.

Ana akım formatlar en sorunsuz tedarik zincirine sahiptir.En yüksek-hacim boyutları en düşük fiyatlara, en derin kanal envanterine, en iyi teslim sürelerine ve en fazla pazarlık alanına sahiptir. Bu nokta aşağıda çok farklı bir görünümle yeniden karşımıza çıkıyor.

Konutlarda büyük panellerin maliyeti

Daha kaba yerleşim düzeni ve daha fazla boşa giden kenarlar.Konut çatılarında bacalar, tavan pencereleri, çatı pencereleri, havalandırma bacaları, erişim yolları, çıkıntılar ve kalça kavşakları bulunur. Modül ne kadar büyük olursa, bu engeller arasında bir yerleşim bulmak da o kadar zor olur. Yaygın bir sonuç, daha büyük panellere geçişin aslında çatının taşıyabileceği toplam kapasiteyi azaltmasıdır. Kayıp, özellikle Avrupa'daki çok-eğimli çatılarda ve Çin'deki karmaşık kırsal çatılarda belirgindir.
 

Gölgeleme kayıpları artar.Bir kış öğleden sonra bir elektrik direğinin veya bir ağacın gölgesi, büyük bir panelin üzerine düştüğünde, küçük bir panele göre daha fazla mutlak güce mal olur. Baypas diyotları tipik olarak bir modülü üç bölgeye ayırır ve bu bölgeler ne kadar büyük olursa, gölgeli hücrelerle birlikte o kadar fazla alan aşağı sürüklenir.
 

Daha yüksek taşıma ve kurulum riski.2,3 m uzunluğunda ve 30 kg'ın üzerinde bir panelin, rüzgarda çalışan iki kişiyle birlikte 30-derecelik kiremitli bir çatıya merdivenle taşınması, zemine monte çalışmadan temel olarak farklı bir risk profilidir. Pek çok kurulumcu tam da bu göz kamaştırıcı nedenden dolayı büyük panellere direniyor.
 

Yapısal yük dağılımı değiştirildi.Eski çatılarda aşık kapasitesi, kiremit taşıma noktaları ve su geçirmezlik geçişlerinin tümü, daha küçük modüllerin sabit aralıkları etrafında tasarlandı. Büyük paneller hem yüklerin konumunu hem de aralarındaki açıklıkları kaydırır; bu da mevcut binalar için her zaman uygun değildir. Bazen takviye gerekli olur ve tasarrufun bir kısmı daha kaybolur.
 

Modül-düzeyindeki elektroniklerin yükseltilmesi gerekebilir.Güç iyileştiricileri ve mikro invertörlerin giriş gücü ve akım tavanları vardır. Modül akımı bunları aşarsa, daha pahalı bir model gerekir ve bu da kurulum tasarruflarını dengeler. Bunun baştan itibaren seçim hesaplamasına dahil edilmesi gerekir.
 

Yedek-parça bulunabilirliği: gerçek-vadeli sorun.Bu, konutlarda en kolay gözden kaçan ve olaydan sonra düzeltilmesi en zor olan faktördür.
 

Bir konut sistemi yirmi-yıllık hizmet için tasarlanmıştır, ancak modül biçimleri her üç ila beş yılda bir değişir. Eski 60-hücreli tam-hücre formatı (yaklaşık 1,65 m, 300–350 W) artık büyük ölçüde üretim dışıdır ve önceki 250 W nesil tamamen ortadan kalkmıştır. 2016 yılında kurulan bir sistem bugün bir modülünü kaybederse, orijinal modeli (aynı boyutlar, aynı voltaj ve akım parametreleri) bulmak pratikte çok zordur.
 

Sonuçlar kademeli:

Boyutsal uyumsuzluk.Mevcut ürünler genellikle daha uzun ve daha geniştir. Mevcut ray aralığına ve kelepçe konumlarına uymazlar, bu nedenle ya rafı değiştirirsiniz ya da kalıcı bir boşlukla yaşarsınız.
 

Elektrik uyumsuzluğu.Farklı açık-devre gerilimlerine ve çalışma akımlarına sahip modüllerin aynı dizide karıştırılması, en zayıf olanın tüm diziyi geride tutması anlamına gelir ve gerçek kayıp, tek arızalı panelin çıkışını çok aşabilir. Bundan kaçınmak, başarısız bir modülün - dizisinin tamamını değiştirmek, dize-düzeyinde bir gider haline geldiği anlamına gelir.
 

Kırık garanti zinciri.Orijinal üreticinin piyasadan çekilmesi veya modeli durdurması durumunda, güç garantileri ve değiştirme taahhütlerinin yerine getirilmesinin çoğu zaman pratik bir yolu yoktur.
 

İkinci-el parçalar güvenilmezdir.Geriye kalan genellikle kaynağı bilinmeyen, bozulma durumu ve mikro çatlak durumu - olan ve mutlaka ucuz olmayan, çekilmiş modüller veya-hat sonu-stoktur.
 

Dolayısıyla "daha kolay düzen için daha küçük paneller seçme" içgüdüsü, zaman ekseni boyunca uygulanan bir indirime ihtiyaç duyar:bugün zaten-ötekileştirilmiş küçük bir biçimin kasıtlı olarak seçilmesi, önümüzdeki on yıl veya daha uzun süre bakımda-yedek parça sorununa yol açıyor.Ancak bu, daha büyük olanın daha iyi olduğunu iddia eden bir argüman da değil, çünkü en büyük ve en yeni spesifikasyonlar aynı hızlı değişimle karşı karşıyadır ve-ana akım spesifikasyonlardan daha uzun ömürlü olmaları gerekmez.
 

Gerçekten ihtiyatlı bir seçimHalen üretimde olan ve birçok üretici tarafından tedarik edilen, mevcut en yüksek sevkiyat hacmine sahip ana akım format- boyut spektrumunun her iki ucunda da değil. Konutlar için bu grup şu anda yaklaşık 54-hücreli / 108 yarı hücreli üründen oluşuyor: kabaca 1,7 ila 1,9 m uzunluğunda ve 420-470 W olarak derecelendirildi. Bunun faydası yalnızca yerleşim kolaylığı değil, aynı zamanda hem şekil hem de parametreler açısından benzer bir değişimin bundan yıllar sonra da satın alınabilme olasılığıdır.
 

Koşulların izin verdiği durumlarda, tasarım aşamasındaki iki karar daha sonraki riskleri anlamlı şekilde azaltır:

Modül-seviyesindeki güç elektroniğini belirtin(optimizatörler veya mikro invertörler) böylece her panel bağımsız olarak çalışır ve modülleri farklı parametrelerle karıştırmak tüm diziyi daha sonra sürüklemez.

Aynı üretim partisinden bir veya iki modülü yedek parça olarak saklayınteslim sırasında. Maliyet küçüktür ve yirmi yıl sonra benzer-benzer-değişimi garanti etmenin tek yoluna yakındır.

İsim plakası derecelendirmesinden daha önemli olan dört şey:

Watt/metrekare(modül verimliliği) - sınırlı bir çatının ne kadar kapasite tutabileceğini belirler.

Fiziksel boyutlar çatınızın engellerine nasıl uyuyor?-, ulaşılan gerçek kapsam oranını belirler.

Ağırlık ve kurulabilirlik- site güvenliğini ve işçilik fiyatını belirler.

Formatın şu anda istikrarlı tedarikçilerle ana üretimde olup olmadığı- sistemin yirmi yıl sonra hâlâ onarılabilir olup olmadığını belirler.

Çatının %15'ini boşa harcayan 450 W'lık bir panel, onu tamamen kaplayan 420 W'lık bir panele karşı kaybeder. Ve üç yıl içinde üretimden çıkan ve hiçbir yedek parça kaynağı bırakmayan cazip özelliklere sahip bir panel, sistemin tüm ömrü boyunca her ikisine de zarar verebilir.
 

Kapanış

Güneş panelleri büyümeye devam ediyor çünkü bu bir ders kitabı örneğisistem-seviyesi optimizasyonu, bileşen-seviyesi optimizasyonunu geçersiz kılar.Sürücü, laboratuvarlarda belirlenen verimlilik kayıtları değil, dikkat çekmeyen ayrıntılardır: raf cıvataları, kablolar, vinç saatleri ve bir nakliye konteynırının iç duvarı.

Ve tam olarak sistem düzeyinde bir-cevap olduğundan, uygulama sınırları nettir:açık bir çölde daha büyük olan doğrudur; Bacaları ve çatı pencereleri olan bir çatıda doğru uyum doğrudur.