分布式市场重心南移,光伏组件要如何应对湿热复杂环境挑战?

分布式市场重心南移,光伏组件要如何应对湿热复杂环境挑战?
2024年03月12日 20:24 华夏能源网

作者 | 韩成功

编辑 | 杨亦

“我感觉被坑了!”2020年某天,在广东开厂的企业主黄先生焦急地向相关机构打去求助电话。

三年前,黄先生在一处工厂安装了光伏电站以“自发自用”。按照组件上的标识数据计算,工厂用电完全可以由这座光伏电站满足。但没想到的是,才三年时间,电站发电量急剧下滑。如今,每天发电量已不足最初的一半,黄先生还要花大笔的钱向电网购电。

黄先生认定是光伏组件质量出了问题,因此打求助电话找来检修人员。但检修结果却令黄先生大吃一惊:组件质量没有任何问题,发电量下滑主要是因为气候所致。

黄先生所在的广东省,大部属于亚热带季风气候区,气温高、降水多,且雨热同季。长期的高温、高湿环境,严重影响光伏发电。检修人员从表面观察发现,组件电池周边颜色已变浅,腐蚀迹象明显。

隆基绿能分布式业务团队通过近年来的行业调研发现,与黄先生类似的遭遇十分普遍,被称为“隐匿的真相”。长期以来,南方地区、东部沿海地区的光伏发电都被湿热环境所困扰,大量业主的发电收益在不知不觉间被侵蚀。

这一普遍性痛点,启发了隆基绿能的创新研发方向。2月29日,隆基绿能在山东光伏展期间正式发布了商用化产品成果——Hi-MO X6双玻耐湿热光伏组件。该组件主要应用于高温高湿环境下的复杂应用场景,为南方多与地区混凝土屋顶、光伏车棚、阳光房等分布式屋顶光伏市场带来福音。

那么,Hi-MO X6组件背后究竟有怎样的“黑科技”?无惧湿热的新产品会给行业带来怎样的改变?

湿热挑战成“隐匿风险”

过去三年,我国分布式光伏持续高速增长。2020年分布式光伏新增装机规模还只有15.52GW,2021年、2022年,分布式光伏新增装机分别达到29GW、51GW。而到2023年,分布式光伏出现爆发式增长。根据国家发改委的数据,2023年全国分布式光伏新增装机96.29GW, 同比增长88%。

从地域分布看,分布式光伏开发呈现“南移”之势。传统的分布式大省山东、河北增速放缓,江苏、安徽、浙江异军突起,江西、湖南、福建等省份的户用光伏也显著增加。

业内普遍认为,分布式市场开发“南移”还将持续下去。有光伏开发人士在接受华夏能源网采访时称,未来几年,分布式光伏的开发更看好湖北、广东等区域的市场。山东省太阳能行业协会常务副会长兼秘书长张晓斌也认为,2024年可能南方市场持续保持热度,江西、广西、福建等市场表现可能将超出预期。

市场重心的“南移”,同时也让分布式电站的痛点——湿热问题凸显出来。

我国属于季风性气候,大气环境类型较多,湿热现象广泛存在,特别是分布式工商业所处位置大部分属于沿海、南方等湿热环境。隆基绿能分布式团队通过市场调研也发现:“2023年内84%的新增工商业光伏电站位于湿热地区”。

湿热对光伏组件的影响是多方面的。首先,湿热环境下,水汽可能会通过组件的正背面以及边框侵入组件内部,进而使得EVA胶膜水解产生醋酸。组件内部环境趋向酸性,电极很有可能被腐蚀。

同时,高温环境还会导致光伏组件的输出功率下降,使功率的衰减率呈指数级增长。

另外,湿热环境还会加剧光伏组件的PID衰减(电势诱导衰减)。PID对组件的直接危害是大量电荷聚集在电池片表面,使电池表面钝化效果加剧,从而导致电池片的填充因子、开路电压及短路电流降低,电池组件功率衰减,衰减程度可达50%。

虽然,湿热危害极大影响到组件的发电,使组件的全生命周期发电量大幅下降。但现实却是,长期以来,湿热风险给分布式业主带来的损失一直被市场低估,也极少有企业拿出解决这一问题的针对性方案。

隆基绿能分布式业务产品与解决方案中心总裁吕远对华夏能源网介绍:“光伏组件要防湿热,这个事情业内早已意识到,但一直没能引起足够的重视,也一直没有找到最佳的解决方案。”

全球首款耐湿热组件亮相

泡在60多度的热水中仍能保持稳定发电?在2月29日的中国(济南)国际太阳能利用大会上,隆基展台的这一幕吸引了众多观展者好奇的目光:一个长约2米、宽约1米的玻璃水缸内,一块光伏组件将近一半都浸泡在水中,上方水温表显示温度“62.6℃”。这块泡在热水中的组件正在稳定地发出电量,驱动着一架白色风扇飞快转动。

这是隆基绿能第一次向外界展示Hi-MO X6双玻耐湿热组件。该组件是以隆基绿能自研的HPBC技术为基础,具有外表美观、转换率高、安全可靠、耐湿热等特点,完美适配高温高湿的应用场景。

隆基绿能分布式业务中国区总裁牛燕燕告诉华夏能源网:早在2021年,隆基绿能便聚焦湿热场景,启动项目开发,针对湿热环境对光伏组件发电影响成立“耐湿热组件”项目开发组。

2022年,隆基绿能研发的HPBC电池工艺取得重大突破,当年11月,隆基绿能正式向外界发布了搭载HPBC电池的Hi-MO 6组件。HPBC电池工艺为解决湿热问题创造了绝佳的契机,耐湿热组件的研发得以加速推进。

2023年,项目开发组研发出了全新的组件封装技术,组件的耐湿热性能取得重大突破。项目开发组一鼓作气,在今年初为湿热环境量身定制出“Hi-MO X6双玻耐湿热组件”。

这款组件之所以无惧湿热,首先是由于HPBC电池的天然优势。HPBC电池的一大特点便是正面无栅线,这意味着HPBC电池的正面比其他电池更少凸起。叠加隆基的“精益胶膜压合工艺”,使得胶膜与电池可以更精准压合,空隙更少,使水汽的渗透能力降低了30%。

HPBC电池另一特点是正负极集成在背面,为保护电极,背面使用了微电子级绝缘滤胶。滤胶除了绝缘的作用外,也可以阻止水汽渗入。并且,HPBC电池电极材料没有银铝合金,材料本质上不易发生电化学反应。

其次,该组件还采用双面POE胶膜工艺。POE胶膜具有优异的材料性能,其抗水汽能力是传统的EVA胶膜的7倍。水汽侵入会使EVA胶膜水解产生醋酸,而POE胶膜不易水解,为电极提供了安全稳定的环境。

再次,在封装工艺方面,隆基绿能采用了高阻水密封胶,胶体分子结构间隙小,阻水效果也更加明显。

“微创新”满足多样化需求

隆基绿能的耐湿热组件完美解决了光伏电站在湿热环境下的风险,这是分布式光伏行业针对用户多样化需求的又一次重要创新。

过去20年,光伏行业发展的大多数阶段,龙头企业都主要靠核心技术的创新来赢得客户和市场,这是光伏科技进步的主线。

随着光伏普及率的提升,客户的需求越来越多样化,不同市场、不同应用场景下均会延伸出未被满足的个性化需求。光伏产品就不能仅仅满足于发电功率的提升,对衡量光伏组件稳定性和可靠性提出更高要求。正如隆基绿能董事长钟宝申日前所说,“客户本质不是买相同,而是买不同。”

因此,针对不同的场景和不同的用户需求,隆基绿能等龙头企业持续推出创新性技术。这些“微创新”都是值得被鼓励的匠心,定能为客户带来更多实实在在的价值。

此前,在2023年10月,隆基绿能在行业内率先发布了Hi-MO X6防积灰组件,产品一经推出,因独特的防积灰、防积雪功能,市场反响强烈,叫好又叫卖,引来市场上众多光伏厂商的追随模仿。

同样,近期推出的Hi-MO X6双玻耐湿热组件,预计也将因其对湿热环境较高的适应性,成为行业中又一款“明星产品”。

华夏能源网了解到,经过专业的DH1000测试(即组件湿热测试,DH不失效才是组件长期稳定运行的关键因素),Hi-MO X6双玻耐湿热组件在85℃温度和85%的湿度下,首年衰减只有0.89%,远低于行业IEC(国际电工委员会)5%的行业标准。PID测试结果只有1.26%,远远优于同行业产品。

据隆基分布式在济南发布会上公布的数据,Hi-MO X6双玻耐湿热组件的衰减数据全行业领先,首年衰减只有1%,线性衰减只有0.35%。组件拥有30年功率质保,30年后依然可以拥有88.85%以上的输出功率质保,功率温度系数优化至-0.28%。

那么,在湿热明显的复杂条件下,这款产品能够给电站业主带来多少增益价值呢?

牛燕燕介绍,以广东地区1MW电站为例,Hi-MO X6双玻耐湿热组件在30年里,能比PERC双玻组件多发电213万度,为用户增收128万元。与主流TOPCon双玻组件比,30年能多发103万度电,多增加62万元的收益。如果这项技术在全行业普及,30年将为全行业多发电979亿度,带来587亿元的经济价值。

随着双玻耐湿热组件的推广和普及,未来,广东黄先生所遇到的难题将迎刃而解。湿热环境再也不会成为光伏业主的“烦恼”。针对复杂场景的个性化需求,隆基绿能将以持续的“微创新”为用户带来更优体验。让客户满意、为客户增值,隆基在服务客户的道路上不断精进。

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