Десять років тому стандартний модуль мав номінальну потужність від 250 Вт до 280 Вт. Сьогодні основні продукти, що входять до-масштабних установок, мають від 600 Вт до 700 Вт. Більшість людей першим інстинктом вважає ефективність клітини, але ефективність пояснює лише незначну частину змін. Справжня відповідь криється в структурі витрат на систему.
 

Вихідна потужність модуля зводиться до досить простого рівняння:

Потужність=Світло-приймальна площа × Ефективність перетворення × 1000 Вт/м² (стандартне освітлення)

За останні п’ятнадцять років ефективність перетворення зросла з приблизно 15% до сьогоднішніх 22% для PERC, 23%–24% для TOPCon і 24%–25%+ для BC і HJT. Це покращення приблизно на 60% і справді вражаюче, але воно не може пояснити стрибок у 2,5 рази з 280 Вт до 700 Вт.

Решта приїхали з області. Довжина краю пластини змінювалася від 156,75 мм до 166 мм, 182 мм і 210 мм (формати M6, M10 і G12, на які посилається галузь), а кількість комірок збільшилася від 60 до 72, а потім до половин{10}}розрізаних макетів 144, 132 та інших. Площа модуля зросла з приблизно 1,6 м² до понад 3 м².

Отже, точний спосіб висловити це так:Площа панелі зростає, ефективність покращується, а табличка просто повідомляє про продукт двох.

Варто підкреслити один момент, оскільки його дуже часто плутають:більша потужність не означає більший ККД.Модуль на 700 Вт і модуль на 450 Вт можуть генерувати приблизно однакову енергію на квадратний метр. Перший просто більший.

 

Основним фактором є вирівняна вартість електроенергії (LCOE) - загальні витрати протягом усього терміну служби, поділені на загальну вироблену енергію.

Зменшення вартості PV раніше досягалося на самому модулі. Але коли ціни на модулі впали, частка модулів у початкових капітальних витратах заводу впала з більш ніж половини до приблизно 40% або менше. Решта – BOS (баланс системи): стелажі, фундаменти, кабелі постійного струму, комбайнери, інвертори, земля, під’їзні шляхи, монтажні роботи та підйомне обладнання. Значну частку цих витрат становитьціна не за ват, а за одиницю та квадратний метр.
 

Це основна логіка великих модулів. Візьмемо завод потужністю 100 МВт:

Що на практиці означає усунення майже 80 000 модулів? На 80 000 менше підйомів і розміщень, на 160 000 менше кріпильних болтів, на 80 000 менше операцій з проводкою, а також пропорційне зменшення прогонів і затискачів. Усе це вартість праці та витратних матеріалів, яка лінійно зменшується.
 

Великі модулі також мають вищий робочий струм (продукти формату 210- можуть досягати струму короткого замикання в діапазоні 18 А) і системну напругу 1500 В, тому кожен рядок має більшу ємність. Менше рядків означає коротші кабелі постійного струму, менше суматорів і менше входів інвертора MPPT. Загальна промислова оцінка для переходу від класу 540 Вт до класу 700 Вт – це економія BOS у розмірі кількох центів за ват, що означає зниження загальних капітальних витрат системи на 1–3%. Для комунального проекту з сотнями мільйонів інвестицій ця маржа є справжнім конкурентним важелем у тендері.
 

Виробництво користується такими ж дивідендами. Скільки пластин обробляє лінія за годину в основному встановлюється часом такту обладнання, а не розміром пластин. Перехід від 182 мм до 210 мм збільшує кількість ват, вироблених за годину на тому самому обладнанні, приблизно на 30%, тому амортизація, виробнича площа, робоча сила та упаковка припадають на 1-ват. Це пряма причина того, що після 2019 року гонка за розміром стала білою-.

 

Збільште все пропорційно, і ви майже відразу натрапите на інженерну стіну. Великі формати працюють лише через цілий пакет допоміжних змін дизайну:

Поточна-проблема в квадраті.Площа пластини подвоюється, а вихідний струм приблизно подвоюється, але резистивні втрати зростають із квадратом струму -, тому втрати збільшуються в чотири рази. Тому для великих модулів довелося застосувати наполовину-зрізані (і навіть третій-зрізані) комірки, багато-конструкції шин (MBB, перехід від 5 шин до 12 або більше) і прямокутні пластини (182×210, 210R тощо), щоб підштовхнути струм на комірку назад у прийнятний діапазон. Без цих заходів розширення формату погіршило б ефективність, а не покращило.
 

Механічне навантаження.Згинальні моменти від вітрового та снігового навантажень зростають не-лінійно з прольотом. У міру збільшення площі поперечний-переріз рами має бути перероблений, скло потовщене або переведено на подвійне 2,0 мм, а -положення монтажних отворів переміщено -, інакше надмірне відхилення в центрі спричинить мікротріщини в комірках. Багато суперечок щодо якості ранніх широкоформатних продуктів-походять саме від цього.
 

Сумісність інтерфейсу.Якщо струм модуля перевищує вхідний ліміт інвертора MPPT або напруга розімкнутого ланцюга-ланцюга досягає межі 1500 В, економічна перевага великого модуля зупиняється. Тому дорожні карти форматів повинні рухатися в ногу з виробниками інверторів і трекерів. Трекери особливо чутливі: більші модулі підвищують торсійні навантаження-, спричинені вітром, тому жорсткість на кручення та амортизаційна конструкція мають відповідати.
 

Жорсткі обмеження логістики та праці.Коли довжина модуля наближається до 2,4 м і перевищує 30 кг, ручне переміщення вичерпується, і стають необхідними механічні допоміжні засоби встановлення. Тим часом фізичні обмеження, такі як розміри внутрішнього контейнера та обмеження ширини доріг, фактично малюють лінію, яку формат не може перетинати - якщо розмір не вміщується в стандартний контейнер, вартість фрахту за ват зростає.
 

Зберіть усе разом, і картина стане ясною:гранична вигода від збільшення розміру зменшується, тоді як граничні витрати - завантаження, логістика, встановлення, ризик мікротріщин - зростають.Місце перетину цих двох кривих приблизно є причиною того, що галузь зупинилася біля формату 210 на рівні близько 700 Вт. Так звані дебати «182 проти 210» ніколи не стосувалися того, який із них більший; мова йшла про те, що краще підходить до всієї екосистеми клітинних технологій, інверторів, стелажів і транспортних контейнерів.
 

Логіка масштабу-побуту значною мірою втрачає свою силу на житлових дахах, а місцями змінюється. Житлові системи мають різну структуру вартості та різні обмеження: обмежена площа покрівлі, неправильні форми, ручний монтаж та термін служби більше двадцяти років. На модуль припадає менша частка загальних інвестицій, ніж на комунальне підприємство, тоді як на оплату праці та після{3}}продажну підтримку — більше.

Переваги великих панелей в житлових приміщеннях

Менша кількість одиниць означає менше робочих годин і менше точок підключення.Для системи потужністю 8 кВт потрібно 20 модулів на 400 Вт, але лише 16 на 500 Вт. Чотири модулі менше означають 8 сполучних пар MC4, 8 менше затискачів-і-наборів болтів і кілька метрів менше кабелю постійного струму. На ринках із високою{12}}робочою-вартістю - в Європі, Північній Америці, Австралії - економія тут часто перевищує різницю в ціні самих модулів. А оскільки роз’єми MC4 є визнаною високочастотною-точкою збою та головним джерелом дугових змикань постійного струму та пожеж у житлових системах, зменшення кількості з’єднань само по собі є перевагою надійності.

Більша місткість, коли місця на даху мало.Якщо корисна площа є обов’язковим обмеженням - односхилий дах міського будинку з терасою, наприклад, - більша кількість ват на квадратний метр означає більшу встановлену потужність і вищий-коефіцієнт самоспоживання з того самого даху. Але якщо бути точним: тут працює Вт/м² (ефективність модуля), а не номінальний показник на табличці. Фізично велика панель зі звичайною ефективністю не має переваг перед меншою, більш ефективною на обмеженому даху.

Чистіші структурні роботи та прокладка кабелю.Менша кількість блоків означає простішу компоновку, акуратніші рейки та кабелепроводи, стабільнішу якість монтажу та легше визначення несправності під час подальшого обслуговування.

Основні формати мають найплавніший ланцюжок поставок.Найбільші-розміри обсягів мають найнижчі ціни, найглибший інвентар каналу, найкращі терміни виконання та найбільше місця для переговорів. Цей пункт знову з’являється нижче в зовсім іншій формі.

Вартість великих панелей в житлових

Більш груба зернистість макета та більше марних країв.Покрівлі житлових будинків мають димоходи, мансардні вікна, мансардні вікна, вентиляційні труби, під’їзні шляхи, хребти та перехрестя вальм. Чим більший модуль, тим важче знайти місце між цими перешкодами. Загальним результатом є те, що перехід на більші панелі фактично зменшує загальну місткість даху. Втрати особливо помітні на європейських багатосхилих дахах і на складних сільських дахах у Китаї.
 

Втрати затінення посилюються.Тінь, яку відкидає стовп електромережі чи дерево зимовим полуднем, коштує більше абсолютної потужності, коли вона падає на велику панель, ніж на маленьку. Обхідні діоди зазвичай поділяють модуль на три зони, і чим більші ці зони, тим більше області затягується затіненими комірками.
 

Більший ризик під час транспортування та встановлення.Перенесення панелі довжиною 2,3 м і вагою понад 30 кг вгору по драбині на черепичний дах із кутом нахилу 30-градусів двома людьми, які працюють на вітрі, принципово відрізняється від профілю ризику, ніж робота на землі. Багато монтажників протидіють великим панелям саме з цієї непривабливої ​​причини.
 

Змінений розподіл навантаження на конструкцію.На старих дахах місткість балок, опорні точки черепиці та гідроізоляційні отвори проектувалися відповідно до фіксованого інтервалу менших модулів. Великі панелі зміщують як розташування навантажень, так і прольоти між ними, що не завжди сприятливо для існуючих будівель. Іноді потрібне підкріплення, і ще одна частка заощаджень зникає.
 

Електроніка на-рівні модуля може потребувати оновлення.Оптимізатори потужності та мікроінвертори мають максимальну вхідну потужність і струм. Якщо струм модуля перевищує їх, потрібна дорожча модель, що компенсує економію при встановленні. Це має бути включено в розрахунок вибору з самого початку.
 

Доступність-запчастин: справжня довгострокова-проблема.Це фактор, який найлегше не помітити в житлових приміщеннях, і який найважче виправити постфактум.
 

Житлова система розрахована на двадцять-п’ять років служби, але модулі змінюються кожні три-п’ять. Старіші 60-елементів повного{10}}формату осередків (приблизно 1,65 м, 300–350 Вт) зараз переважно знято з виробництва, а попереднє покоління 250 Вт повністю зникло. Якщо система, встановлена ​​в 2016 році, втратить модуль сьогодні, знайти оригінальну модель - з такими ж розмірами, однаковими параметрами напруги та струму - на практиці дуже складно.
 

Каскад наслідків:

Невідповідність розмірів.Сучасні вироби, як правило, довші та ширші. Вони не відповідатимуть існуючій відстані між рейками та положенням затискачів, тому ви або змінюєте стелаж, або живете з постійним зазором.
 

Електрична невідповідність.Змішування модулів із різною напругою розімкнутого ланцюга та робочим струмом в одній ланці означає, що найслабший утримує всю ланцюг, і реальні втрати можуть значно перевищувати потужність однієї несправної панелі. Уникнення цього означає, що заміна всього рядка - одного невдалого модуля стає витратою на рівні рядка-.
 

Порушений гарантійний ланцюжок.Якщо оригінальний виробник пішов з ринку або припинив випуск моделі, гарантії на електроживлення та зобов’язання щодо заміни часто не мають практичного шляху до виконання.
 

Уживані-запчастини ненадійні.Те, що залишається, зазвичай – це витягнуті модулі або кінцеві--запаси з невідомим походженням, ступенем деградації та станом мікротріщин - і не обов’язково дешевими.
 

Таким чином, інстинкт «вибирати менші панелі для полегшення компонування» потребує знижки, застосованої вздовж осі часу:навмисний вибір уже-маргіналізованого малого формату сьогодні породжує проблему із-запасними частинами протягом наступного десятиліття чи більше технічного обслуговування.Але це також не є аргументом, що чим більше, тим краще, тому що найбільші та новітні специфікації стикаються з таким же швидким оборотом і не обов’язково довше-живуть, ніж стандартні.
 

Справді розсудливий вибір - цеосновний формат із найбільшим поточним обсягом поставок, все ще у виробництві та поставляється багатьма виробниками- не є жодною з крайніх сторін спектру розмірів. Для житлових приміщень цей діапазон наразі містить близько 54-елементів/108 напівелементів: приблизно від 1,7 до 1,9 м у довжину та номінальною потужністю 420–470 Вт. Перевагою є не лише зручність компонування, але ймовірність того, що близьку заміну як за формою, так і за параметрами можна буде придбати через багато років.
 

Якщо умови дозволяють, два рішення на етапі проектування суттєво зменшують подальший ризик:

Укажіть силову електроніку-на рівні модуля(оптимізатори або мікроінвертори), щоб кожна панель працювала незалежно, а змішування модулів з різними параметрами пізніше не перетягувало весь рядок.

Зберігайте один або два модулі з однієї виробничої партії як запасні частинипри передачі. Вартість невелика, і це майже єдиний спосіб гарантувати заміну-на-подібне протягом двадцяти років.

Чотири речі важливіші за рейтинг таблички:

Ватт на квадратний метр(ефективність модуля) - визначає, яку місткість може вмістити обмежений дах.

Як фізичні розміри відповідають перешкодам вашого даху- визначає реальний досягнутий коефіцієнт покриття.

Вага і можливість монтажу- визначає безпеку сайту та цінову пропозицію.

Чи є формат на даний момент у масовому виробництві зі стабільними постачальниками- визначає, чи придатна система для ремонту через двадцять років.

Панель потужністю 450 Вт, яка витрачає 15% даху, програє панелі потужністю 420 Вт, яка покриває її повністю. І панель із привабливими специфікаціями, яка буде знята з виробництва через три роки, не залишаючи запасних частин, може програти обом протягом повного терміну служби системи.
 

Закриття

Сонячні батареї постійно збільшуються, тому що це хрестоматійний прикладсистема-оптимізація на рівні системи, що перекриває компонент-оптимізація на рівні.Рушійною силою є не рекорди ефективності, встановлені в лабораторіях, а нічим не примітні деталі: болти стелажів, кабельні траси, години роботи крана та внутрішня стінка транспортного контейнера.

І саме тому, що це відповідь на-рівні системи, вона має чіткі межі застосування:на відкритому просторі пустелі більший правильний; на даху з димоходами та мансардними вікнами правильна посадка є правильною.