本人一直对光伏行业新技术都十分肯定,对TOPCON技术我觉得很好,但是觉得有些人说话过了,才写下本文。
以隆基、爱旭为代表的BC和以晶科、捷泰为代表的TOPCON阵营最近炒得火热。
光伏行业难怪太卷,一边是隆基又是搞歌舞秀、又是拉来教授站台直呼BC主流路线已来,另一边是晶科联合资本市场大搞浦江夜话老调重弹细数TOPCON的优势……
过往BC遭TOPCON诟病、认为是小众路线的论断无非有两点——更高的成本和低于TOPCON的双面率水平,因而BC组件长期被认为只能用在价格不敏感、且只需要单面发电性能的居民屋顶市场。
笔者暂且不聊BC的成本问题,毕竟光伏降本对内卷到极致的中国制造业从来不是问题。本文想要聊的是,究竟双面率上的劣势,会否影响BC在通用普适的场景下都实现发电优势,进而BC是否能够配得上“主流”?
而在之前隆基绿能钟宝申接受采访的过程中,关于BC双面率的所谓劣势,其认为“要把背面的双面率乘以背面散射光强度,再加上正面效率,才能得出究竟哪款技术发电效率更高的结论”。
言下之意,BC双面率确实低一些,但正面效率更高,纵然客观存在一定的双面率劣势,但整体来看并不一定落后于其他技术路线,最终还是要以发电效率最高论英雄。
无独有偶,爱旭董事长陈刚亦在近期访谈中被问及对BC双面率低、如何与TOPCON竞争的看法,其顺势提及爱旭于年底即将量产的双面ABC组件,“ABC地面产品双面率将达到65%左右,正面加背面综合功率高30瓦”,掷地有声地回应了所谓的质疑。
当然,作为掌门人推广自家产品无可厚非,但针对市场对BC低双面率导致竞争力一般的担忧,站在中立方角度,笔者试图先从理论层面揭开这层面纱。
1、双面率的差异,究竟影响几何?
首先,就像钟董所说,“所有电池背面都是能产生发电贡献的”,即所有电池都是天生自带双面发电功能,而只是根据双面率高低的不同,背面发电能力也有所强弱而已。
至于平时大家提及的单面组件、双面组件,无非更多是封装层面的差异罢了——一块双面电池,背面被封装在不透明的背板上,即便他背面的发电能力天赋异禀,当背面被不透光的材料包覆,接收不到阳光反射,背面发电也无从谈起。
而双面率如何计算,钟董也给了个很直观的例子,即双面率=背面效率/正面效率。
<隆基钟宝申接收媒体专访>
那么,确定了双面率之后,双面增益如果计量,可以参考光伏协会在2018年双面组件问世之初即发布征求意见的《双面发电光伏组件电参数测试方法》中的计算方法,即——
双面增益%=0.135*双面率。
此处的0.135,即可以近似视作背面的辐照强度只有同等正面强度下的13.5%,而光伏组件正面转换效率的标准测试环境(STC)是1000W/㎡的辐照强度,背面如此算来就是135W/㎡。并且,当大家认为不同环境的背面反射程度不同时,光伏协会对此取值的解释是“适合于双面发电光伏组件应用的典型条件”,换言之,别看0.135这个数字小,其实已经基本够用了。
<光伏行业协会标准《双面发电光伏组件电参数测试方法》征求意见稿,2018>
而在2020年双面组件测试标准中,背面光照的默认强度甚至已经降到了100W/㎡。可想而知,双面率高低带来的发电差异将会进一步缩小。
<中国光伏协会团体标准t cpia="">
无论是135W/㎡还是100W/㎡,相较正面而言都只有13.5%或者10%的光照强度而已。无怪乎有人笑称,不仅仅是TOPCON,甚至是号称有着高达90%的双面率的HJT,一样会遇到英雄无用武之地的悲凉。
当然,也有读者会问,这只是中国协会的标准,对于出口全球的光伏行业,全球标准的评判应该更为重要。
那我们来看下目前世界上最具权威性的三大国际标准化组织之一、享有“电工领域联合国”的美誉的IEC是怎么评判双面组件的。
根据最新一版2021版光伏组件可靠性测试标准IEC 61215系列,其中IEC 60904-1-2细则对双面组件的正反双面辐照度测试标准作出了如下认定:
①双面铭牌辐照度(BNPI)定义为:组件正面接收1000w/m2辐照度同时背面接收135w/m2辐照度下的电性能,除了辐照度其他测试条件和STC一致,等效辐照度GE=1000w/m2+φ*135w/m2;
②双面可靠性辐照度(BSI):组件正面接收1000w/m2同时背面接收300w/m2辐照度下的电性能,除了辐照度其他测试条件和标准测试条件(STC)一致,等效辐照度GE=1000w/m2+φ*300w/m2;
考虑到铭牌辐照度为正面1000w/m2+背面135w/m2,其标准和协会当年的计算标准如出一辙。而IEC对于135 w/m2和300w/m2两个取值的注释是:
①135w/m2对应于IEC 60904-3中定义的环境条件下双面组件离地高度1米时背面所接受到的平均辐照度——13.5%的背面强度可以代表通常的背面水平,在该辐照度下的功率可以计入产品规格标签(铭牌)供客户参考;
②300w/m2是综合各种不同应用场景下可能达到的背面辐照度的极端情况、可以被认为是一个合理的针对双面组件可靠性验证测试的背面辐照度——30%的强度已经是极端情况,不适合普通场景测算发电收益,而是为了检测极端光照情况下组件的可靠性;
所以,不难看出,各方对于背面13.5%的反射强度已经达成了共识(能够覆盖泥土、草地、混凝土等典型离地装机场景)。那么一旦背面反射强度确定,那么到底是TOPCON高双面率优势所言非虚,还是BC双面率劣势瑕不掩瑜,简单一算便知。
2、是骡子是马,拉出来溜溜呗!
TOPCON:按照575W正面功率,80%双面率,则双面增益=13.5%*80%=10.8%,TOPCON双面综合功率=575*(1+10.8%)=637.1W;
HPBC:按照585W正面功率,55%双面率,则双面增益=13.5%*55%=7.43%,HPBC双面综合功率=585*(1+7.43%)=628.4W;
ABC:按照615W正面功率,65%双面率,则双面增益=13.5%*65%=8.78%,ABC双面综合功率=615*(1+8.78%)=668.9W;
如此一看,ABC若真能达到65%双面率水平,确实双面综合功率要高出TOPCON综合功率30W左右,所以,爱旭董事长的访谈回答,也许并不是一时胡吹,也许地面市场不久就将迎来BC这一新面孔。
HPBC在13.5%的背面强度下,如果双面率不足60%的话还是略逊于TOPCON。如果按钟董说的6%背面强度,HPBC综合功率604W则“惊险”超过同样计算方式下TOPCON的603W,看来钟董抛出的6%背面光强度也是仔细“斟酌”过的。
当然,HPBC双面组件还尚待时日才能上市,相信经过一段时间的打磨,爱旭ABC将携手隆基HPBC站上先前不曾踏足的集中式地面电站市场。
3、留给TOPCON的时间不多了
根据权威机构最新的量产组件效率榜单,虽然数量上TOPCON和BC尚能分庭抗礼(毕竟大家都是各占4席),但从质量上来看,TOPCON无一例外都是在6-10名的位置,而BC技术的产品在前五位中占据了四把交椅。
也难怪TOPCON从来不敢在效率上碰瓷BC,只能在双面率或是成本上自视清高。
但就像隆基推崇的光伏第一性原理一样,不考虑价格的差异,市场、客户认可的永远是发电量最高的技术,而绝大部分发电都来自于正面。TOPCON抱着所谓背面高双面率而沾沾自喜,而罔顾自身正面效率技不如人的事实,无疑是一种舍本逐末的行径。
可别忘了,当时PERC电池进入行业视野逐渐成为主流路线时,也是从单面做起,后面由爱旭主导开发了双面电池和组件,而当时的双面率,也是从50%左右起步,逐步通过背膜、栅线、浆料的优化等手段爬升到目前75%左右的水平。
<某厂商导入perc电池初期双面率提升路径表>
换一种角度想,即便BC一开始只有50%的双面率,提升到60%、70%,是不是总会比TOPCON从80%双面率提升到90%容易?更不谈BC相比TOPCON,还有更高的正面提效空间。
而随着BC双面率持续提升,不仅仅是分布式屋顶,地面电站也将成为BC称霸的猎场。留给TOPCON坐在“主流”这个宝座的时间,真的不多了。
(有研识别泰山)