A cikksorozat második részében a pv magazine szerkesztője, Pilar Sánchez Molina az iparág szakértőivel elemzi, hogy milyen kihívásokat és lehetőségeket hoztak az 500 W fölötti kimenő teljesítménnyel bíró új panelek.
A Trina Vertex napelem modulja.
Kép: Trina Solar
Hogyan jutottunk ide?
A gyártási folyamat 156 mm x 156 mm (M1) és 156,75 mm x 156,75 mm (M2) lapkaméretekre épül, amelyek 2017-ben váltak szabványossá, és 2018-ig szinte változatlanok maradtak; az elmúlt pár évben a hagyományos gyártók rengeteg erőforrást használtak fel a gyártósorokra ezzel a gyártási folyamattal összefüggésben.
Ezzel szemben a szolár iparág gyártás ágazatába újonnan belépők előnyt kovácsolhatnak a „későn belépők előnyéből”, ami azt jelenti, hogy olyan új gyártósorokat szerezhetnek be, amelyek hatékonyabb modulokat állítanak elő anélkül, hogy várni kellene a régebbi gyártósorok leamortizálódására.
Ennek a versenyhelyzeti előnynek az érvényesítéséhez az egyik hagyományos gyártó, a Jinko 2018-ban viszonylag csekély befektetés árán bevezette a nagyobb cellákból (158,75 mm x 158,75 mm) álló modulokat. Ahogy a cellák mérete nőtt, azzal arányosan nőtt a kapott teljesítmény is anélkül, hogy a modulok technológiájában bármilyen fejlesztésre került volna sor.
A többi gyártó a Jinko stratégiájának követése mellett döntött mindaddig, amíg a Canadian Solar mesteri húzást nem jelentett be a 2018-as Intersolar kiállításon, ahol bemutatta a 166 mm méretű cellákból álló modulját, amely nem kompatibilis a régi gyártósorokkal, így megkülönböztette magát a szolár piac összes többi gyártójától. Ez arra kényszerítette a versenytársakat, hogy jelentős tőkét fektessenek be ugyanilyen modulok bevezetésére a piacon. Több tőke, magasabb ár, gyengébb versenyképesség. A monokristályokra szakosodott Longi 2019-ben kezdte el az ugyanilyen méretű cellákból álló termékek gyártását.
Ezen a ponton lépett be félvezetőgyártó ágazat világelső lapkagyártója, a Zhonghuan Semiconductor, amely 2019 szeptemberében egy minden korábbinál nagyobb cellát indított útjára, az M12-t, amelynek mérete 210 mm x 210 mm, és amely a már említett félvezetőgyártó ágazatban jobban elfogadott 12 hüvelykes lapkákon alapszik.
Ez volt az az innováció, amely a legkonzisztensebb módon vezette be az „osztott” és „harmadolt” cellák koncepcióját, azt a két koncepciót, amelyek eleget tesznek a cella áramának csökkentésére vonatkozó igénynek Miért? Asier Ukar, a PI Berlin képviselője magyarázta el: „Nagyobb felület, több áram. Több áram, több veszteség miközben a gyűjtősín résznek állandónak kell maradnia (a költségek megugrásának elkerülése érdekében). Akkor mit lehet tenni a veszteségek elkerülése és a magasabb gyűjtősín szakaszba fektetés nélkül? Osszuk fel a cellákat két vagy három részre, hogy csökkenjen az egy gyűjtősínre jutó áram (a sorba kapcsolt elemek veszteségei az áramerősség függvényében exponenciálisan növekednek vagy csökkennek). Ily módon a nagyobb modulok legyárthatók a modul hatékonyságát rontó magasabb soros veszteségek nélkül. Ennek ellenére az áramerősség magasabb mint volt.
Egy magát megnevezni nem kívánó vállalat még egy okot említett: „A gyártók nem adtak világos magyarázatot arra, mi történhet a modulokkal ha nagy áramerősség halad rajtuk keresztül, nem zárható ki az esetleges károsodás vagy a repedés mint jelenség, ezért óvintézkedésként ezek lehetőségét csökkentik.”
De ezzel még nincs vége: A Longi, a Jinko és a JA Solar ebben az évben 182 mm x 182 mm méretű cellákból álló modulokat dobott piacra, hogy versenybe szálljon az M12-vel. Ezeknek a moduloknak az az előnye, hogy jól illeszkednek a 60 (vagy osztott esetén 120) cellából álló modulok szabványos elrendezésébe, emiatt nem vezetnek be a szokásostól eltérő méreteket, amelyek fejfájást okoznak a szerelvényeket vagy napkövetőket gyártóknak.
Előnyök…de kiknek?
Megkérdeztünk számos gyártót, független áramtermelőt, forgalmazót, fejlesztőket és tervezéssel, közbeszerzéssel és építéssel foglalkozókat, hogy ezek a modulok valóban nagyobb érdeklődésre tarthatnak-e számot, mint a szabványosak.
A kínai panelgyártó, a Trina képviselője azt nyilatkozta a pv magazine számára, hogy „ezek a modulok elektromos jellemzőinknek köszönhetően kiemelkedő energiatermelő képességükön felül is nyújtanak előnyöket felhasználóik számára. A 210 mm-es osztott cellák az egyes modulok számára alacsonyabb Voc értéket adnak, ami lehetővé teszi, hogy a hagyományos panelekhez képest több modult telepíthessenek a sztringbe. A régió klimatikus viszonyaitól függően egy sztringnél elérhető akár a 40 modul is az 550 W-os moduloknál, és ez gazdasági előnyt jelent a fotovoltaikus erőműveknél, a rendszer berendezéseinek optimalizálásánál, a befektetett tőkénél és az LCOE érték ebből fakadó csökkentése terén, vagyis a projekt megtérülése kedvezőbb lesz.”
A spanyol inverter gyártó, az Ingeteam szerint a modulok hatékonyságáért folyó hagyományos verseny áthelyeződött a változtatható teljesítményre. „Ezek a modulok nagyobb teljesítményűek, növelik az energiasűrűséget és optimalizálják a költségeket. A piacon megfigyelhető trend pont az, hogy növelik a teljesítményt a gyártási költségek visszaszorítása (keretek, üveg) valamint az integráció (szerkezet, napkövetők száma, horgonyzás és vezetékezés) érdekében.”
A infrastrukturális projektek fejlesztésével foglalkozó spanyol Diverxiatells azt állította, hogy „a közelmúltig a hagyományosnak a 260 Wp teljesítményű modul számított, de ma már 400-450 Wp közötti modulokkal dolgozunk projektjeinkben. Ezért a kiemelkedően magas teljesítményű modulok felé történő elmozdulás természetes technológiai fejlődési állomás, és a megvalósítása lehetővé teheti számunkra a sztringek méretének csökkentését, ebből következik a kevesebb vezetékezés és az alacsonyabb számú napkövető a napelem erőművek területén. Ez a csökkentés kisebb felszíni területet és alacsonyabb bérleti költséget is eredményez, így nő a projekt IRR (belső megtérülési ráta) értéke.”
Így a pv magazine válaszadóinak összes válaszát elemezve arra a következtetésre jutottunk, hogy két olyan tényező van, amely a gyártókat ezeknek a kiemelkedő teljesítményű moduloknak a gyártására ösztönzi:
Sokáig éljen a marketing!
A nagyobb teljesítményű modulból többet lehet eladni. Olyan, amikor egy autó gyorsabban tud menni. Számos fejlesztő osztja ezt az álláspontot, mert modernebbnek tartják a nagyobb teljesítményű modult. De kiderül, hogy ezek az előrelépések nem jelennek meg a hatékonyság vagy más mutatószámok esetében. Az egyetlen dolog, amit a gyártók tettek, hogy növelték a lapka felületét, vagyis: nagyobb felület, nagyobb teljesítmény, de ez nem feltétlenül jelent kedvezőbb hatékonyságot, erre mutattak rá az iparág képviselői. Amennyiben az olvasónak még mindig kétségei vannak, íme egy szemléletes összehasonlítás: Melyik állat erősebb, a hangya (amely saját tömegének 50-szeresét képes felemelni), vagy az elefánt (amely akár 9 000 kg tömeget is elbír)? Világos, hogy a hangya, ugye? Következtetés: a nagyobb teljesítmény nem jelent jobb modult.
Gyártási kapacitás bővítése
A legnagyobb méretű és teljesítményű modulok gyártói kiabálhatják hangosan, hogy a MW vagy GW mértékegységben kifejezett gyártási kapacitásuk növekszik. Egy 600 wattos modul legyártása ugyanannyi időbe telik, mint egy 420 wattosé, ugyanakkor azzal sokkal több áramot lehet előállítani, így az USD/Wp egységben kifejezett konkrét üzemeltetési költségek csökkennek, magyarázták a válaszadók. Más szavakkal ez a gyártóknak jelent megtakarítást, amely – ha már szóba került – nem tükröződik a modulok áraiban. „Nagyon okos megoldás” – értettek egyet.
A következő cikkben azt vesszük górcső alá, hogy a szakértők körében milyen kétségek merülnek fel ezeket a modulokat illetően.
*A cikket 2020. szeptember 2-án módosították annak jelzése érdekében, hogy a Canadian Solar egy évvel a Longi előtt mutatta be a 166 mm-es lapkát.
Forrás: pv-magazine
Kapcsolódó témájú cikkeink:
