A hétvégi olvasmány: Nagyobb modulok igen, de jobbak…?
Ez mára egy jól bevált trend. Miután 2019-ben átálltak a nagyobb waferméretekre, idén gyakorlatilag az összes legnagyobb napelemgyártó új modulokat vezetett be 2 méternél nagyobb méretekben, és 500 W-ot meghaladó teljesítményűeket – egyes esetekben akár 800 W-ot is. Ahogy ezek a modulok egyre nagyobb mennyiségben kezdenek legördülni a gyártósorokról, létfontosságú megvizsgálni azokat a kihívásokat és lehetőségeket, amelyeket a rendszertervezés, a telepítés és a hosszú távú üzemeltetés terén jelentenek.
A JA Solar augusztusban mutatta be 745-810 W-os Jumbo moduljait az SNEC szakkiállításon. A kiállított modulokból egyértelműen látszott, hogy a nagyobb formátumok iránti trend mára már jól bevált.
Kép: JA Solar
Az első szintű modulgyártók számára a nagyobb formátumokra való átállás egyértelmű előnyökkel jár a költségstruktúra szempontjából – a berendezések átalakításával egy 600 W-os modult ugyanannyi idő alatt tudnak legyártani, mint egy 400 W-ost, ami hatékonyan növeli a termelési kapacitásukat. A lépés a piaci részesedés növelését is szolgálhatja, lemaradva a kisebb gyártókról, akiknek nincs előzetes pénzük a nagyobb waferek feldolgozásához szükséges berendezések átalakítására, mivel nem tudják tartani a teljesítménybesorolásokat.
Bár ezek a hatalmas teljesítménynövekedések papíron lenyűgözőnek tűnnek, gyakran mondják, hogy kevés innováció áll mögöttük – csak méretnövekedés. Van ebben némi igazság – a méretnövekedés nélkül több tíz wattos, nem pedig több százas wattos növekedést látnánk. De a félbevágott cellák korábbi innovációja tette ezt igazán lehetővé. Rengeteg kemény munka történt az új összekapcsolási stratégiák kidolgozásában, valamint a cellák közötti rés csökkentésére irányuló erőfeszítésekben az aktív felület további növelése érdekében.
Azoknak a gyártóknak, amelyek hatalmas PERC cellák és modulok gyártási kapacitásába fektettek be, valószínűleg kevés más lehetőségük marad, mivel egyre nehezebb új módszereket találni a hatékonyság növelésére, és az új cellatechnológiák a wattonkénti költség tekintetében kezdenek közelebb kerülni a PERC-hez. És mivel ez a nagyobb formátumokra való áttérés a projektek szintjén az energiahozam növekedését és az LCOE csökkenését ígéri, azzal érvelhetünk, hogy ugyanolyan értékes, mint bármely más innováció.
Ígéretek, aggodalmak
Ezen modulok gyártói azt ígérik, hogy ez nem csak költségoptimalizálást jelent számukra. Az idei évben a 182 mm-es vagy 210 mm-es cellákat tartalmazó új modulok piacra dobását nagy felhajtás kísérte, és azt ígérték, hogy a változás csökkenti a költségeket a rendszertervezés más szakaszaiban, és végső soron a projektek szintjén alacsonyabb villamosenergia-költségekhez vezet.
Az első ilyen állítás az, hogy az erősebb modulok csökkentik a nyomkövető vagy az állványrendszer költségeit. A megfelelő irányban elhelyezett modullal az állványrendszert csak kissé kell meghosszabbítani ahhoz, hogy több modult és több watt teljesítményt tudjon befogadni halmonként.
Az új nagyméretű modulok többségére jellemző egy másik állítás, hogy a vágott cellák, a többgyűjtősínes összekapcsolás és az „iker” modulkialakítások kombinációja csökkenti a modul feszültségét, ami ismét lehetővé teszi a rendszertervezők számára, hogy nagyobb energiakapacitást illesszenek be ugyanabba a helyre.
„Tiger modulunk alacsony nyitott áramköri feszültsége és hőmérsékleti együtthatója növelheti a modulok számát a füzérszinten” – magyarázza Roberto Murgioni, a JinkoSolar európai műszaki szolgálatának vezetője. „És ha a projekt egyenáramú oldali kapacitása ismert, a projektben lévő füzérek teljes száma csökkenthető, ami 214 watt/négyzetméter teljesítménysűrűséget tesz lehetővé.” A füzérenkénti modulok számának növelése viszont a szükséges kábelezés és összekötő dobozok mennyiségének csökkenéséhez vezethet, ami tovább csökkenti a BOS költségeit.
A Canadian Solar a múlt hónapban bemutatta új 7-es szériás moduljait, és számításai szerint az új, 210 mm-es lapkán alapuló modulok lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy a modulok számát füzérenként több mint 30-ra növeljék. Ez a füzérenkénti teljesítményt 20,2 kW-ra növeli, szemben a régebbi generációs Canadian Solar mono-PERC moduljainak körülbelül 26 darabos füzérének 12,2 kW-jával.
Ezen modulok bevezetése számos aggodalomra adott okot a méretnövekedéssel kapcsolatban. Egyesek megjegyezték, hogy a méret növelése mellett a gyártók nem vastagították az előlapot, így a modul valamivel vékonyabb lett. A Trina Solar azonban arról számolt be, hogy a fémkeret megerősítésével oldották meg a problémákat, más gyártók pedig arról számoltak be, hogy moduljaik könnyedén ellenállnak az IEC szabványokban meghatározott 5400 pascal mechanikai terhelési tesztnek. Az alacsonyabb feszültséggel nagyobb áram is jár, ami arra késztette egyeseket, hogy aggodalmukat fejezzék ki a teljesítményt rontó forró pontok miatt. Erre válaszul a gyártók a félcellás és kétmodulos kialakításokat, valamint a cellák közötti kisebb réseket említik a túl magas áramerősség megakadályozására irányuló stratégiáik között. A cellák közötti kisebb résekkel – egyes modulkialakításokban a cellák kissé átfedik egymást – a jobb hőelvezetés szintén segíthet csökkenteni a forró pontok kialakulásának valószínűségét.
Egyesek aggodalmukat fejezték ki amiatt is, hogy ezeknek a moduloknak a puszta mérete és súlya problémákat okoz majd a szállítás és a telepítők számára. A gyártók arról számoltak be, hogy a modulok függőleges szállítóládákba csomagolásával és más optimalizálási lehetőségek feltárásával nagy mennyiségeket tudnak problémamentesen szállítani. A telepítési oldalon Tomaso Charlemont, a projektfejlesztő RES Group globális napelemes beszerzési vezetője a pv magazinnak elmondta, hogy az új napelemek közül a legnagyobbak jellemzően 35 kg körüliek. Ez hasonló a First Solar 6-os sorozatú moduljaihoz, amelyek a néhány évvel ezelőtti bevezetése óta nem okoztak komolyabb problémákat a telepítőknek.
A mérnökök és a projektfejlesztők számára ez még gyerekcipőben jár, amikor még csak most kezdenek dolgozni ezekkel a modulokkal. És bár sok gyártói állítás helytállónak tűnik, több tényező is közrejátszik, amelyek csak akkor válnak világossá, amikor már látjuk a modulok tényleges projektekben való használatát. Tino Weiss, a BayWa re Solar Projects beszerzési vezetője szerint a kábelezési költségek csökkenése a terepen is megmutatkozik. A nyomkövető/állványrendszer költségeinek csökkenése is valószínű, de korlátozott lesz, hogy mennyivel lehet hosszabb/szélesebb szerkezetet építeni anélkül, hogy a szerkezet költségei növekednének – mondja. És figyelmeztet, hogy a megnövekedett áram miatt nagyobb névleges biztosítékokra lehet szükség, ami növeli az összekötő dobozok árát. „Az igazi kérdés az, hogy ezekből a BOS-megtakarításokból mennyit emészt fel a modul ára” – mondja Weiss. „Végső soron az, hogy számíthatunk-e ezekre a BOS-megtakarításokra, mindig a rendszer kialakításától függ.”
Nagy, majd még nagyobb
A nagyobb waferek, majd a nagyobb modulformátumok megjelenése miatt az iparág gyorsan két fő táborra oszlott, amelyek vagy a 182 mm-es, vagy a 210 mm-es wafert támogatták. A gyártók minden bizonnyal biztosítják, hogy az új cella- és modulgyártó sorok akár 210 mm-es, sőt annál nagyobb méreteket is képesek feldolgozni, de egyesek ezt úgy tekintik, hogy fedezik a tétjeiket azzal a lehetőséggel szemben, hogy néhány éven belül második, költséges fejlesztési kört kelljen végrehajtaniuk. A tényleges termelési tervek tekintetében az iparág megosztottnak tűnik: azok között, akik a 210 mm-es wafer által lehetővé tett nagyobb teljesítménynövekedést azonnal megvalósítandó célnak tekintik, és azok között, akik a 182 mm-re való fokozatosabb ugrást kevésbé kockázatos és zavaró útnak tartják a magasabb energiahozam és az alacsonyabb LCOE eléréséhez.
Egy nemrégiben megrendezett napelemes magazin webináriumán a Trina Solar egy 100 MW-os fix dőlésszögű, 1500 V-os rendszeren alapuló esettanulmányt mutatott be, amelyben összehasonlította a 210 mm-es cellákat használó Vertex modulját egy versenytárs 182 mm-es moduljával. Ez azt mutatta, hogy a Trina modulja akár 36 modult is lehetővé tett egy füzérben, szemben a versenytárs 27 moduljával, és 35,8%-os teljesítménynövekedést eredményezett füzérenként. Ez pedig tovább csökken a telepített megawattonkénti 62 cölöp, 3,5 kg acél és 1 kilométernyi kábelezés csökkentésére.
A nagyobb változások azonban nagyobb bizonytalanságot és magasabb kockázatokat jelentenek. Ezen új napelemek közül a legnagyobb és legerősebb már most is újratervezést igényel a napkövető és inverter beszállítóknál, valamint a teljes rendszerelrendezést, hogy a projektfejlesztők és a befektetők learathassák az előnyeit. Bár a potenciális előnyök olyan nagyok, hogy egyesek biztosan vállalják a kockázatot, legalább néhány évbe telik, mire kialakulnak a megfelelő eredmények, és az ilyen változtatásokat több befektető is elfogadja és megérti.
Eközben a 182 mm-es ostyákon alapuló modulok teljesítménye továbbra is jóval meghaladja az 500 W-ot, és ehhez képest csak kisebb optimalizálást igényelnek a meglévő alkatrészeken és az üzemelrendezéseken. „A 182 mm-es modul a legkiforrottabb és legjövedelmezőbb termék” – érvel a JinkoSolar munkatársa, Murgioni. „És garantált hozamot és termelési kapacitást kínál az iparágban meglévő cella- és modulgyártási folyamathoz.”
Rövid távon legalábbis azok, akik teljes rendszereken dolgoznak, a kevésbé zavaró utat részesítik előnyben. Baywa szerint a 182 mm-es cellákat félbevágott elrendezésben telepítő modulok tűnnek optimális megoldásnak.
Tomaso Charlemont, a RES Group munkatársa azt is mondja, hogy a 210 mm-es technológia ma túl diszruptív lenne a vállalat számára, ha nincsenek megfelelő eredményei, bár a jövőben nem zárja ki. „Amikor azt mondják, hogy több mint 30 modulból álló füzéreket lehet gyártani, az a projekt teljes tervezését befolyásolja, például a nyomkövetőket be kell állítani, az invertereket pedig más biztosítékkal kell védeni” – magyarázza. „Ez teljesen más elrendezést igényel. Ez nem fog egyik napról a másikra megtörténni.”
Charlemont azonban kifejti, hogy a 182 mm-es modulokkal dolgozó RES már képes volt egy eredetileg M6-os (166 mm-es) modulokkal tervezett meglévő projektet a nagyobb, 182 mm-es formátumra újraszámítani. Az új számítások pedig körülbelül 0,01 USD/W tőkemegtakarítást mutattak.
„Továbbra is olyan korlátokon belül maradunk, amelyeket gyorsan fel tudunk mérni az inverterek és a tartószerkezetek gyártóival a jelenlegi megoldások használatával. Elvihetjük a 182 mm-es modult egy befektetőnek, és azt mondhatjuk neki: »Íme egy validált szám, amelyet egy független mérnök hagyott jóvá.« Ez egy másfajta modul, de egyszerűen megvalósítható” – magyarázza Charlemont. „Megérthető, miért olyan magabiztosak a gyártók, mert tudják, hogy az általunk végzett munka egyszerű és jövedelmező is.”
A 210 mm-es, 600 W-os vagy annál nagyobb teljesítményű ostyákra és modulokra való áttérés azonban egy új területre vezető lépés, és némi teljesítményre lesz szükség ahhoz, hogy a befektetők megtérülhessenek az ezekkel a modulokkal tervezett rendszerekben. Az iparág azonban már felfigyelt erre, és néhány nagyobb szereplő valószínűleg hajlandó lesz kockázatot vállalni a meglévő és jól ismert technológiák egy új változatával, mint ez. A nyomkövető és inverter beszállítók is gyorsan dolgoznak kínálatuk optimalizálásán, hogy a legnagyobb modulokhoz is illeszkedjenek, és a gyártók már beszámolnak mind a 182 mm-es, mind a 210 mm-es modulok értékesítéséről, és úgy tűnik, nagyon meg vannak győződve arról, hogy a lépés sikeres lesz.
Egyelőre úgy tűnik, hogy a nagyobb ostya- és modulformátumok, legyen szó 182 mm-es vagy 210 mm-es méretről, maradnak. Az elemzők, köztük a Wood Mackenzie (lásd a 34. oldalon található táblázatot) és a PV InfoLink előrejelzése szerint ez a két méret 2025-re a piac körülbelül 90%-át fogja kitenni, a 210 mm-es pedig az utóbbi években kezd előnyre szert tenni – ami tükrözi az új irányzat megtelepedéséhez és banki versenyképesség eléréséhez szükséges időt.
Ez a hír innen származik pv-magazin
