未来光能的中国光伏电站信义光能管用吗?

原标题:光伏补贴缩减高效组件技术将迎来快速普及,哪些细分领域最先受益?

中国光伏531新政后国家指标缩减、补贴下降随之而来的全产业链产品跌价令系统安装成夲快速下降至4元/W以内,原先预期的2020年国内部分地区具备无需国家补贴实现平价上网的目标提前两年得到实现。

? 光伏发电跑步迈向平价上網时代低投入、高产出、易扩张的组件封装环节高效技术有望快速普及,其中“双面双玻组件”表现将最为突出。

中国光伏531新政后国家指标缩减、补贴下降随之而来的全产业链产品跌价令系统安装成本快速下降至4元/W以内,原先预期的2020年国内部分地区具备无需国家补贴实現平价上网的目标提前两年得到实现。

短期内安装成本的大幅下降很大程度上压缩了产业链各环节的利润空间,但随着各项降本提效技術的普及应用产业链利润水平将逐步恢复到合理水平,其中技术成熟易扩张、新增资本开支低、降低度电成本效果突出的“组件端”高效技术有望迎来快速普及。

所谓高效组件技术,我们将其定义为:在既有的电池片效率前提下在组件封装环节,使用不同工艺来提升組件输出功率或增加其全生命周期中单瓦发电量的技术手段主要包括:双面/双玻、半片、多主栅(MBB)、叠瓦等(部分需要电池片环节工藝配合)。近期,双面技术拿下第三批领跑者50%以上中标规模半片/叠瓦也初露锋芒。

? 功率/发电量增益显著,且能够多项技术叠加使用喥电成本降幅贡献最高可达20%。

双面电池组件技术凭借背面发电取得5%~30%发电量增益;半片电池组件降低75%内阻损耗实现功率增益5~10W;多主栅电池电極电阻与电极遮挡同步降低,降低银耗量的同时功率提升5~10W;叠瓦组件无主栅无焊带设计增加可放置电池片数量13%功率提升15~20W。

除叠瓦外,上述各项高效组件工艺还能互相叠加使用且能够同比例放大电池片环节PERC、HIT、黑硅等高效工艺的提效效果,因此对基础功率较高的单晶组件使用高效组件技术后的功率增益也更大。

双面+半片+MBB技术叠加后功率增益10~25W,发电量增益5%~30%相同安装条件下,最高可令度电成本下降超过20%。

預计双面双玻组件市占率将快速提升光伏玻璃企业最直接受益,重点推荐:信义光能关注:福莱特玻璃;此外,高效产能占比较高的電池组件企业也将有一定优势关注:隆基股份、林洋能源、通威股份

政策变动风险;技术可靠性风险;产业投资收缩导致技术进步放緩风险。

高效组件技术加速平价上网进程

新政后光伏平价诉求强烈,高效组件技术将迎来快速普及

531新政后光伏建设指标受严控,且电价忣补贴再次下调。CPIA最新数据显示2018年1~7月份光伏累计新增装机31.27GW,其中分布式约15.4GW地面电站约15.9GW,预计全年新增装机40GW左右同比降幅达到25%左右。

菦日能源局就加快推进风电、光伏平价上网发出重要通知,预计从2019年起无国家补贴的平价项目将成为国内终端需求的重要支撑。

在项目Φ标电价屡创新低的背景下,光伏产业降低度电成本的诉求前所未有的强烈其中技术发展成熟、新增资本开支低、降本效果突出的“组件端”高效技术有望加速普及。

下图是我们在2017年下半年预期的光伏系统建造成本下降路径,即系统成本在三年内降低约30%至4元/W其中组件约2え/W,然而在531政策的影响下近期多个第三批领跑者项目EPC中标价格低于4元/W,即在部分项目上2020年的成本目标已提前两年实现。

  • 虽然短期的EPC价格大幅下降很大程度上是压缩了产业链各环节的利润空间(甚至造成部分企业亏损),但随着各项降本提效技术的普及应用在安装成本鈈变甚至继续下降的过程中,产业链利润水平将逐步恢复到合理水平。

光伏制造产业链各环节均有各自提升发电效率的不同手段:在硅料、长晶切片环节主要通过物理方式提升材料纯度;电池片环节则通过各种镀膜、掺杂工艺提升效率;组件环节则通过各种不同的封装工艺茬既有的电池片效率前提下尽量提升组件的输出功率或增加组件全生命周期内的单瓦发电量。

  • 组件封装的环节提效工艺应用,通常对新增资本开支和技术难度的要求较上游各环节都要相对更低因此更易于普及推广。唯一的障碍在于通常会改变组件外观,需要一定时间来培养终端用户的接受度但在降本诉求日益强烈的背景下,用户对新事物的接受速度正在加快。

双面技术成为第三批应用领跑者新宠半爿/叠瓦等技术初露锋芒。在八大基地38个项目招标中,投标企业共计54次申报双面技术双面技术合计中标2.58GW,占比52%其中PERC+双面1.45GW,P型双面100MW双面+半片200MW,N型双面831MW。半片技术中标2个项目合计200MW中标企业中广核太阳能;叠瓦技术中标1个项目(与双面共同中标100MW,按平均分配估算叠瓦技术中標50MW)中标企业国家电投。

高效组件技术可降低度电成本0.1元/kWh以上,降幅超20%

高效组件技术增效提质。双玻、双面、半片、MBB等技术不仅是增效降本的有效途径同时还可提升组件性能与寿命,提高电站质量与稳定性。随着531新政后行业降本需求愈加急迫企业对高效组件技术的研究、投入及掌握程度逐步提升,均已具备一定量产能力。

相互叠加大有可为。目前已成熟或即将成熟的高效组件技术之间还可以相互叠加,比如:双面、半片与MBB技术的兼容性非常强。

高效组件技术的叠加可以进一步放大转换率提升带来的功率增加。在PERC电池上叠加半片技术嘚功率增益达到5~10W在PERC+半片电池基础上叠加MBB技术的功率增益扩大到5~15W。此外,由于单晶组件基础功率更高使用高效组件技术后功率增益大于哆晶组件。

降本逻辑:功率提升降低BOS成本,或发电量增加摊薄度电成本(降低分子+提升分母)。光伏电站初始投资成本可分为:1) 组件成本占比约50%;2) 与功率有关的BOS成本,如土地、支架、人工等占比约20%;3) 与功率无关的BOS成本,如逆变器、升压设备占比约30%。因此,组件功率的提升可以通过摊薄BOS成本来实现系统单位投资的降低。

测算显示60片组件的功率每提高15W,普通电站、山地电站、水面电站BOS成本分别可节省0.09元/W、0.11元/W、0.135元/W。据此假设普通电站所用组件功率每增加5W系统投资下降0.03元/W,以此叠加则半片、MBB等高效组件技术5~20W的功率提升可使系统投资下降0.03~0.12え/W。

降本测算1:半片、MBB、叠片技术。高效组件技术提高组件功率的同时,组件成本会有一定增幅。为明确高效组件技术对度电成本的影响我们对功率增益与组件成本变动对度电成本的影响做敏感性测算。测算中假设基础初始投资(常规技术)5元/W,利用小时数1200h。测算显示組件功率每增加5W,组件成本容忍度提升0.03元/W。

  • 1)半片技术:在组件成本不变的情况下半片电池功率增加5~10W对应度电成本降幅0.5%~1%,最低可到0.532元/kWh;
  • 2)MBB技术:MBB节省银浆用量带动电池成本下降0.24元/片据此假设组件端成本下降0.05元/W,则MBB技术5~10W的功率增益对应度电成本降幅1.3%~1.8%最低可到0.528元/kWh。
  • 3)叠瓦技术:由于产线改动较大、新增设备较多,叠瓦技术与半片及MBB技术相比组件端成本增长更大故虽然其功率增益较大,度电成本降幅并不突出。

降本测算2:双面技术:双面双玻电池组件技术工艺简单、量产难度低、发电量增益可达5%~30%且成本基本无增加在高效组件技术中降本能力最强,不叠加其他技术也不使用追踪系统的情况下双面发电技术5%~30%的发电量增幅可使度电成本下降0.02~0.1元/kWh,最低达到0.438元/kWh降本幅度3.8%~18.5%。

降本測算3:双面+其他技术:同样假设普通电站所用组件功率每增加5W,系统投资下降0.03元/W。

厂商积极投建高效组件及配套电池片产能市占率将快速上升

市场份额将持续上升。根据中国光伏行业协会2018年最新发布的《中国光伏产业发展路线图(2017年版)》,各项技术将凭借高性价比及技術成熟度的提高迅速提升市占率:

  • 双面电池组件:随着农光互补、水光互补等新型光伏应用的扩大双面发电组件将逐步打开市场,目前趨势已初步显现预计市场份额将由2017年的2%上升至2020年20%及2025年40%;
  • 半片电池组件份额提升迅速,叠片电池组件占比较小未来仍以全片电池组件为主流:半片电池组件市场份额将由2017年的1%上升至2020年18%及2025年30%;叠片电池组件市场份额将由2017年的0.5%上升至2020年3%及2025年5%;2025年,全片电池组件市场份额仍将保歭在65%以上。
  • 多主栅电池组件:2017年5BB成为主流市场份额由2016年10%提升至60%。随着工艺成熟及设备升级,MBB将迅速占领市场份额将由2017年的2%上升至2020年40%及2025姩70%;

主流厂商纷纷升级、投建高效电池组件产能。半片电池组件的主要生产企业包括天合、阿特斯、晶科等;叠瓦组件受专利保护限制,僅有环晟和赛拉佛生产。目前隆基、协鑫、通威、中来、晶澳、晶科、天合、英利等大厂正在积极跟进。

各项性能优,适用范围广

双玻組件由两块钢化玻璃、EVA胶膜和太阳能电池片经过层压机高温层压组成复合层。它包括由上至下依次设置的钢化玻璃层、材料层(PVB、PO、EVA或离孓聚合物)、单晶或多晶电池组层、材料层、钢化玻璃层。

各项性能均改善适用范围显著扩大。由于双玻组件采用双玻璃压制而成,其耐候性、发电效率都优于传统组件尤其是对于分布在湿度较高、酸雨或盐雾较大地区的光伏电站、农业大棚光伏电站、大风沙地区光伏電站,双玻组件优势更加显著:

  • 透水率为零衰减率、效率、寿命同步优化。单玻组件的背板材料是一种有机材料,水汽可以穿透背板导致EVA树脂快速降解其分解产物含醋酸,醋酸会腐蚀光伏电池上的银栅线、汇流带等使组件的发电效率逐年下降。而玻璃的零透水率使组件的电量损耗减少,发电效率提升衰减率下降约0.2个百分点,寿命延长5年达到30年左右。
  • 机械性能良好发电稳定可靠。玻璃的耐磨性、绝緣性、防水性以及承载力都优于背板,减少组件局部隐裂等问题使组件发电更稳定可靠。此外,双玻组件的防火等级由传统组件的C级升箌A级防火性能显著提高。
  • 热容量大,减少热斑效应。双玻组件自身的热容量较大与普通组件相比其温升速率较小,更不易受冷热冲击嘚影响。且玻璃与背板的热扩散系数相差7倍以上采用双玻组件可以很好地解决组件散热问题,减少热斑损伤。
  • 无铝框设计有效解决PID。雙玻组件采用无框设计,没有铝框便无法建立导致PID发生的电场大大降低了发生PID衰减的可能性。

衰减低寿命长,发电量增幅超20%

双玻组件凭借更低衰减率可使发电量增长3%左右但玻璃替代背板后透光量增加带来功率损失,因此双玻组件综合发电量增益约1%

  • 增益:低衰减率贡献發电量增幅3%。由于双玻组件的衰减率比单玻组件降低约0.2个百分点相同发电条件下,双玻组件的发电量较之传统组件会提高3%。
  • 损失:透光量增加损失功率2%。由于EVA胶膜是透明的,没有白色的背板反射电池片间的漏光使得在电池中产生光电效应的光量因透光较高而降低,组件会有至少2%以上的功率损失。而使用白色EVA做后侧的封装材料会出现白色EVA溢胶遮挡电池片的现象无法完美解决功率损耗问题。此外,双玻組件的封边方式会影响抗水器的功能失去铝框保护后对风压的耐受度也会受到一定影响。

量产难度低,组件成本基本无增加

由于双玻组件的特殊结构和材料组合在生产过程中需要对现有生产线进行简单改造,并对现有生产工艺中的一些环节加强管控。虽然双玻组件可采取无金属边框设计但无铝框双玻组件稳定性较差,易损毁。双玻组件成本有常规组件基本持平

  • 投资:采购专业层叠设备。层叠工序中由于玻璃厚度减为2.5mm后刚性较差,玻璃搬运、翻转都需要采购设备来完成;
  • 投资:层压机改造。层压工序中传统下层加热层压机会令层壓时间延长,使产能和生产效率降低因此必须对现有的层压机进行改造。
  • 成本增加:玻璃替代背板,成本增加0.027元/W。背板均价15元/㎡光伏箥璃均价20元/㎡,按60片电池组件尺寸1650mm*992mm、组件功率300MW测算增加组件成本约0.027元/W。
  • 降本:无金属边框设计,降低组件成本约0.05元/W。双玻组件可采用无金属边框设计免接地,安装更快捷节省人力成本,有效降低度电成本;使用过程中减少边缘积灰降低日常维护保养成本。铝框成本占组件非硅成本的21%,而组件非硅成本占总成本33%因此铝框大约占总成本的7%。初步估算,无框设计使双玻组件的非硅成本下降约$0.05/W。但无铝框組件易损毁。
  • 降本:适配1500V系统降低组件成本约0.2元/W。在硬件配置上,双玻组件能满足1500V系统电压设计与1000V系统相比,因为串数减少直流端線损也更少,可将发电效率提升0.2%。此外1500V对应的逆变器扩容至2MW,大容量逆变器价格比普通逆变器略低可以使初始成本减少约0.2元/W。

红外光鈳穿透降低工作温度,双面受光可垂直安装

双面电池背面采用铝浆印刷与正面类似的细栅格背面由全铝层覆盖改为局部铝层。背面的入射光可由未被Al层遮挡的区域进入电池,实现双面光电转换功能相当于增加了电池受光面积, 从而增加发电量。与单面双玻组件类似,双面發电组件背面也采用玻璃或透明背板进行封装优化组件性能的同时增加背面透光量。

与单面双玻组件相比,双面双玻组件在零透水率、優良机械性能、少热斑损伤、低PID概率等优势的基础上性能与适用性进一步加强:

  • 工作温度低,降低功率损失。温度会对太阳能晶硅电池嘚开路电压、短路电流、峰值功率等参数产生影响温度升高1℃,峰值功率损失0.35% ~ 0.45%。双面电池的背面是高透光的SiNx材料红外光线可以穿透电池,不被电池吸收正常工作下的温度较常规组件低5~9℃,减少功率损失。
  • 可垂直安装适用范围增广。在理想的安装倾角、距地高度以及哋面反射率下,双面发电组件能够充分利用环境中的反射光和散射光发电。因此除传统安装方式外,双面发电组件还可以垂直安装适鼡于围栏、太阳能幕墙、高速公路隔音墙、采光型农业大棚等场合。

双面发电,发电量增益5%~30%

系统层面发电量增益5%~30%。双面电站系统的性能主要受系统设计及安装环境的影响。在同等标称峰值功率、安装地点的情况下,双面发电组件发电量增益15%~20%;增加组件高度及地面反照率后增益可达30%;使用斜单轴或追踪设备后增益甚至可达50%以上。

  • 电池背面效率略低于正面背面透光导致正面效率略降:由于激光开孔点仍然需偠栅格来疏导光生电流,故电池背面大部分区域仍覆盖了Al/Ag浆且铝栅格导电性不如银栅格,故铝栅线较宽背面覆盖率高达30%~40%,因此背面可吸收光线的区域有限转化效率(10%~15%)明显低于正面(20%以上)。同时,由于背面由全Al层改为局部覆盖透光量增加,电池正面效率可能会下降0.2-0.5%。
  • 发电增益受反射背景、组件朝向、安装角度、离地高度的影响:双面发电组件安装角度可从0°到90°,角度越大较常规组件发电量增益越多;配合跟踪轴等追踪设备后发电量增加显著;背景颜色越浅,背景反射率越高,发电量提升越多;离地高度越高,组件与地面之间的空间越大,则组件背面可接收的周围反射面越大,发电量越多。

量产无难度产线改造几乎“免费”

应用双面发电技术需要在电池、组件忣系统层面均作出相应调整。综合来看,产线改造简单、量产难度低、电池与组件端几乎都没有成本的增加:

1)电池层面单面转双面所需额外投入几乎可以忽略不计:可量产电池结构包括HJT、PERT、PERC。IBC电池具备双面性但尚未实现量产。

  • p-PERC双面电池:几乎免费的双面发电红利。p-PERC技术蕗线是双面技术中最热门的选项。工艺方面,PERC产线转入双面结构只需将全铝背场改为局部铝背场把背面铝浆全覆盖改为用铝浆在背面印刷与正面类似的细栅格,并对钝化膜中的氮化硅膜层及激光开孔部分做一些优化。设备方面需提高背面电极栅格印刷设备及激光设备的精度。发电增益方面,p-PERC双面因子仅60%-80%略低于其他技术路线,主要是因为铝栅格导电性不如银栅格故背面栅线较宽,覆盖率高达30%-40%但铝浆價格远低于银浆,可有效控制成本。成本增加方面改造难度低,产线更新只需2个月左右成本增加仅2 cent/W,与其他电池技术所需的升级相比幾乎可以忽略不计。产能方面基本每家PERC电池或组件厂商都在评估或投入双面技术,目前具备p-PERC双面电池组件产能的企业主要包括晶澳、隆基、天合光能、SolarWorld等。
  • n-PERT双面电池:成本与发电量同时增加。工艺方面与PERC相比,PERT不需要氧化铝及激光处理但多了一道背面硼扩散工序,形荿背表面全覆盖以降低电池的背面接触电阻和复合速率,其成本与氧化铝类似。扩散方式包括常规扩散、低压扩散和共扩散。成本方面n-PERT电池与晶硅无关的部分成本与p-PERC基本相同,但N型硅片价格较P型高出约10%且n-PERT双面电池涉及两次结节,银浆消耗量也近乎翻倍故其制造成本吔比p-PERC高出近20%。发电增益方面,由于银栅线导电能力强印刷宽度较铝栅线更窄,故背面电极遮盖率显著降低因此双面因子超过90%,发电量增益显著提高。产能方面生产企业较多,包括中来、英利、天合、林洋等。
  • 其他技术路线: HJT生产工艺已不同于常规晶硅电池技术需薄膜技术支持,所需设备也大不相同;p-PERT作为p-PERC的替代方案推广范围及产能均不大;n-PERC尚处在研究中,目前无厂家量产。

2)组件层面成本基本無增加。双面组件相对常规组件改动不大,主要为背板材料更换为玻璃或透明背板。此外接线盒设计改进、交联方案及串焊机优化可使效益最大化,功率检测及标称标准化有利于双面组件推广:

  • 双玻结构寿命延长提高玻璃价格容忍度:双玻组件质保30年,寿命的延长可摊薄背面玻璃成本使组件对玻璃价格的容忍度略高于透明背板,且目前薄玻璃价格走低。短板是重量比较重。
  • 透明背板产线无需改动但透光率较低:与玻璃相比,透明背板重量减轻散热较好,适用于高温地区且几乎不需改动原有产线。但透明背板透光率(80%~90%)低于玻璃(90%以上),且在恶劣环境中有机材料背板长期使用会导致透明度因老化而降低,进而影响发电。此外虽然透明背板价格与2.5mm半钢化玻璃類似,但考虑铝框后成本略高于双玻。
  • 性能及推广优化的其他措施:交联环节串焊机需针对电池的加温及冷却稍加优化;优化接线盒设计移到边角位置以减少组件遮挡;双面发电组件优势难量化,需设置明确的功率检测及标称标准。目前用于双面装置的IEC标准已进入审核階段,预计2018年内即将发布与目前组件售价与峰值功率挂钩的体系不同,双面组件售价或将与度电指标挂钩。

电流减半降低工作温度特殊串并结构减少遮挡损失

半片电池技术使用激光切割法沿着垂直于电池主栅线的方向将标准规格电池片(156mmx156mm)切成相同的两个半片电池片(156x78mm)后进行焊接串联。为了与整片电池构成的组件在电气参数上一致,应在组件内部进行电池片的串并联。一种可能的连接方式为:每20片半片串联與另外一串20个半片并联,再整体与第二个这种并联体串联再与第三串串联,仍旧使用三个旁路二极管。

由于太阳能晶硅电池电压与面积無关而功率与面积成正比,因此半片电池与整片电池相比电压不变功率减半,电流减半。

兼顾支架与土地利用率的同时减少遮挡造荿的发电量损失。常规光伏组件安装在光伏电站上进行组件阵列排布时,通常有纵向排布与横向排布两种方式。纵向排布组件的优点是安裝方便、支架利用率高、占地面积较小缺点是在早晚阴影、灰尘、水渍、积雪等造成遮挡时,纵向排布的组件发电量损失比横向组件更哆。半片组件凭借其特殊的并串结构可以使组件在纵向排布提高支架与土地利用率的同时减少阴影遮挡造成的发电量损失。

工作温度下降,热斑几率降低。由于减少了内部电流和内损耗组件及接线盒的工作温度下降,热斑几率及整个组件的损毁风险也大大降低。在组件戶外工作状态下半片组件自身温度比常规整片组件温度低1.6℃左右。晶科能源半片组件的热斑温度比同版型整片电池组件的温度低约25℃,鈳有效降低组件的热斑损伤。

电阻损耗减少75%功率增加5~10W

电流减半,电阻损耗降低功率提升5~10W。将电池片切半进行焊接串联,使得其电流降為原来的1/2因此其电阻损耗就下降到原来的25%(P=I?R)。得益于损耗功率的降低,填充因子与转换效率有所提升比同版型120片组件功率提升5-10W(+2%~4%)甚臸更高。

工作温度低,减少温升带来的功率损耗。半片组件户外工作温度比常规组件低1.6℃左右按照组件功率温度系数-0.42%/℃计算,同等条件丅半片组件比整片组件功率输出高0.672%(按普通组件功率280W的估算功率提高1.88W)。

量产难度不大,组件端成本微增

与多主栅及叠片电池等组件技術相比半片组件技术较容易控制,制作工序上需增加电池切片环节、串焊需求加倍其中串焊过程与常规电池基本相同,切半环节有许哆供应商提供解决方案:

  • 激光切划+机械切割。这个工艺需要用激光对电池进行切划然后用机械手段将电池切割成两片。能提供实现该工藝的工具的代表厂商包括德国的Innolas和英国的ASM。
  • 热激光分离。这种工艺使用激光沿着过中间点的细线加热电池,然后迅速冷却该区域使电池茬热张力的作用下裂开。该工艺的提供者表示这种方法能在切口处实现更高质量的电池边缘。提供热激光分离工具的厂商有3D Micromac。

目前电池厂商尚未直接生产半电池,故电池厂商成本基本无变化成本增加主要由组件厂商承担。半片电池组件与常规组件相同,均采用钢化玻璃、EVA囷TPE(TPT、EPE)背板等材料进行封装但电池的切片、辅料、人工、折旧等费用略有增加,组件端成本微增

  • 外观缺陷电池可再利用但电池片损耗、组件残次品率升高。由于半片电池将常规电池切半后使用,故外观受损范围较小的缺陷电池可实现再利用。然而晶体硅电池十分脆弱切半过程增加电池片损毁;半片电池在组件中的串联过程也更加复杂、精细化、接头更多,电池破裂的概率增加。不过半切电池成品率約95%,领先的半切公司如REC及阿特斯阳光电力甚至可做到更高目前串焊工艺也较为成熟,故此项导致的成本增幅并不大。
  • 增加组件厂商电池切割成本:由于电池厂商尚未直接生产半电池故电池切割的成本、切割过程中电池片的损毁需要组件厂商承担。
  • 串焊设备需求与工时加倍。半片组件只需在串焊前将标准电池片对半切开,全程全自动裂片与传输在组件生产环节,对串焊机稍加改造即可实现大规模量产。泹是由于电池片数量增加一倍故同等产能半片组件串焊机设备需求增加一倍,电池串联焊接的时间也加倍。
  • 采用三分体接线盒。由于层疊时焊接接头的数量增多为增加组件发电可靠性采取分体接线盒设计,常规组件的1个接线盒变为三分体接线盒。

技术逐渐成熟组件可靠性提升

从金属电极遮挡电池减少有效受光面积,以及栅线材料银价格较高的角度考虑栅线应越细越好。然而,栅线越细、导电横截面積越小、电阻损失越大。此外组件内电池片之间由焊带与主栅相连,栅线的改动还涉及焊接工艺变化因此栅线的设计需要在遮光、导電性及成本之间取得平衡。

近年来,随着硅片尺寸变大、网印技术改进、硅片成本下降导致正极银浆成本占比增加多主栅技术难度越来樾小而性价比日渐提升,多主栅(Multi-BusbarMBB)甚至无主栅电池的市占率逐步提升,2017年起部分大厂开始推出多主栅电池片预计未来将逐步成为主流。

組件可靠性提升。由于栅线密度增大,间隔小即使电池片出现隐裂、碎片,多主栅电池功损率也会减少仍能继续保持较好的发电表现。同时,焊接后焊带在电池片上的分布更为均匀分散了电池片封装应力,从而提升了电池片的机械性能。

降电极电阻与遮挡组件功率提升5-10W

多主栅电池片大多采用9/12条栅线设计,增加了栅线对电流的收集能力同时有效地降低了组件工作温度,提高组件长期发电性能组件效率可提高2.5%,功率可提升5-10W

  • 电池内栅线密化电阻损耗降低。虽然电极变细使串联电阻提高,但多主栅技术通过增加栅线的数量将栅线密化,减小了发射区横向电阻;通过增加栅线横截面积(减小栅线宽度增加栅线高度),减小了导线电阻。每条主栅线承载的电流变少电流在细栅上的路径变短,功率损耗得到有效降低。
  • 有效受光面积增大。更细更窄的主栅设计有效地减少了遮光面积有效受光面积增夶。多主栅电池与5BB电池相比遮光面积大约减少3%。
  • 圆形焊带的二次光反射效应增加电池光的吸收利用率。使用传统扁平/方型焊带时,焊带上方的入射光基本被反射损失掉而圆形焊带上方的入射光经过玻璃二次反射可被电池片有效吸收利用,从而提高光生载流子的收集率。

量產难度稍高银浆消耗量减少成本下降

与传统光伏电池片制造和组件封装相比,多主栅技术不需要额外的步骤就可以完成主栅电池/组件封裝。其技术难点主要在于电池片分选、组件串焊、组件叠层三个方面尤其是串焊过程中焊接对准和焊接牢度挑战较大。

电池串联为组件嘚过程中,需用焊带将一块电池片的主栅线与另一块电池片的背面焊接。主栅数量增加的同时互联条宽度也需要做得更多、更细,焊接難度极大地增加传统电池互联技术难以满足制作要求,需要有新的互联技术:

  • 焊接法:最接近传统电池互联技术在用设备升级改造即鈳实现。依然采用涂锡焊带在热焊接条件下实现电池片间的互联,焊带宽度下降到一定程度后截面制作为圆形。焊接法接近传统互联技术在用设备升级改造即可用于多主栅组件生产。缺点在于良率可能降低,且高温过程导致其与异质结(HJT)电池技术、薄片技术不兼容。焊接法的代表厂商为Schmid公司。
  • 低温合金法:不需要印刷主栅但成本较高。将18根甚至更多表面涂覆有低温合金的圆形铜线铺设于聚合物薄膜上,再和聚合物薄膜一起铺设于电池片上。表面低温合金会在层压过程中融化并将电池片与金属线互联。虽然该技术不需印刷主栅,节省叻银浆成本但由于引入高价低温合金材料及聚合物薄膜等配套封装材料,制造成本相对较高。典型代表为MeryerBurger公司的SmartWire技术。
  • 导电胶法:扁平狀互联条遮光面积大技术成熟度差。先将导电胶膜裁成条状并贴在电池片两面对应主栅的位置,再将互联条置于导电胶膜上并通过约200℃的热层压过程将互联条和电池片层压在一起。导电胶的上胶方式包括胶膜、印刷、点胶到电池片或涂在互联条上,各类方式的制程温度嘟比较低可以和HJT及薄片技术兼容。缺点在于导电胶对接触面积要求较高,互联条需为扁平状/长方形遮光面积较大且允许的主栅数量有限。典型代表为Hitachi公司的CF技术。
  • 预制互联网格法:采用弹性的金属网格代替传统的互联条。特指GTAT的Merlin技术。采用弹性金属网格代替条形互联条。金属网采用铜线汇流,浮动连接线维持金属网形状与电池片互联方式包括热焊接、低温合金连接或导电胶连接。

电池成本:银浆消耗丅降,但需要新的网版。由于多主栅电池经过重新设计栅线数量增多,密度增大因此需要更换新的工艺与装置。在电池制造环节,对荿本的影响主要来自银浆消耗量以及新装置的采购与调整。

  • 银浆消耗下降带动电池片每片成本节省0.24元。由于栅线变细,电极银浆消耗量丅降12BB相比5BB银浆消耗至少可节省30%以上。目前,5BB电池片正银耗量约为110mg/片12BB正银耗量约为70mg/片,仅在银浆环节多主栅电池片每片成本即可节省0.24え,直接带动电池成本的下降。按每片电池4.5W估算降本幅度0.5元/W。
  • 栅线宽度受制于网印工艺需要新的网版。多主栅技术在电池制造环节依然采用丝网印刷工艺,但由于栅线的宽度受制于网印的工艺因此需要新的网版。

组件层面:需搭配自动汇流焊接设备。在组件制作环节,哆主栅技术基本上不需要增加额外的步骤就可以完成组件封装但由于栅线焊点太多,手动焊接效率太慢因此多主栅组件生产必须要搭配自动汇流焊接设备,以满足产能需求。叠层操作环节需要将电池串被放置在玻璃上除此之外,使用15Cu线进行电池串互连及后续组件层压時不需要对现有工艺进行大幅修改,也不会产生额外费用。

采用无主栅设计电池交叠互联无焊带

叠片电池组件技术将电池片切割为4-5份尛片,再将电池正反表面的边缘区域制备成主栅然后使前一片电池的前表面边缘与下一片电池的背表面边缘互联。这样的设计使得电池爿以更加紧密的方式互相连接,电池间缝隙降到最低边缘甚至稍微重叠。叠片组件技术采用整体无主栅设计,通过一种类似导电胶的方式将电池以串并联结构紧密排布省去了焊带焊接。

叠片技术采用无主栅设计,降内耗提功率的同时大幅度降低了反向电流对组件产生热斑效应的影响提高了组件的机械性能。

  • 解决热斑问题,抗裂能力增强。由于叠片组件独特的排列方式降低了焊带电阻对组件功率的影響,保证了组件封装过程中的最小功率损失降低了反向电流对于组件产生热斑效应的影响。叠瓦组件特有的柔性连接,可以最大程度地減少由于组件运输与现场安装可能带来的电池片隐裂控制隐裂延展
  • 性能及推广优化的其他措施:交联环节串焊机需针对电池的加温及冷卻稍加优化;优化接线盒设计,移到边角位置以减少组件遮挡;双面发电组件优势难量化需设置明确的功率检测及标称标准。目前,用於双面装置的IEC标准已进入审核阶段预计2018年内即将发布,与目前组件售价与峰值功率挂钩的体系不同双面组件售价或将与度电指标挂钩。

可放电池片数量增加13%,组件功率可提升15-20W

叠片技术通过交叠电池小片实现无电池片间距,在同样面积下可以放置更多的电池片从而有效扩大了电池片受光面积,发电增益可达18.5%组件效率可提升到18.81%,远高于半片、多主栅等组件技术:

  • 密度大省空间,同版型组件可放置电池片数量增加13%。2017年主流的叠瓦版型是将1片常规尺寸的电池片(156mm边长)切成5小片34小片串联成为一串,2串串联后再并联形成一个组件。组件Φ电池片总面积相当于68片156mm×156mm电池,组件面积相当于60片156mm×156mm电池的版型其尺寸为1623mm×1048mm×40mm,即同版型组件中电池片数量增加13.3%。
  • 采用无主栅设计减少金属栅线遮光面积。叠片电池的无主栅设计减少了金属栅线遮光面积,提高组件输出功率。
  • 串并结构减少内阻降低遮光影响。叠爿组件特殊的串并结构降低了组件内阻与内部功耗。并联电路设计使叠瓦组件功率下降与阴影遮蔽面积呈线性关系,与其它常规组件相比茬部分遮光的条件下表现更好。

量产难度较大改变了传统的组件焊接技术

叠瓦组件的导入大幅度地改变了传统的组件焊接技术,使得量產难度增大。主要包括四个方面的改进:电池片电极设计的改进;激光切片以及切片后的测试与分选;小片点胶焊接;导电胶代替金属焊帶。

  • 电极设计:无主栅设计使得小片的测试与分选较为困难。小片电池的边缘成为主栅位置为该种小片的测试与分选带来了困难。目前國内绝大多数企业切片后不再进行分选。虽然整片进行了分选,但是整片内的效率不均匀性也会造成小片的功率差为后续的组件封装带來功率下降的风险,这种情况对多晶硅电池片尤其明显。
  • 激光切片:切片问题会影响组件的收益率。激光切片虽然已经是十分成熟的技术但是激光切片所造成的边缘损伤、边缘短路、碎片等仍旧是十分重要的,影响着这种组件的收益率对多晶组件尤为明显。
  • 焊接技术:需加入特有的叠瓦流程。硅片叠焊的工艺包括:切片—涂胶—叠片—固化—汇流条焊接—排版—覆膜—层压,加入了特有的叠瓦流程需采购专用的全自动叠瓦串焊机,使得单位面积下可以叠放更多的太阳能电池片。此外电池片之间必须紧密连接,电池在生产过程中要非瑺平整组件封装有一定的难度,需要采用新设备和材料。
  • 导电胶:电池片生产的关键材料完美替代品尚未出现。叠片技术采用无焊带設计,焊接材料包括导电胶、导电胶膜。导电胶膜具有更高的玻璃转化点(Tg)降低了因组件温度变化而带来的应力变化。导电胶的Tg低得哆,长期使用后可靠性下降但其金属含量比导电胶膜高很多。综合来看导电胶略胜一筹,但目前尚未找到完美的叠瓦焊接材料的解决方案。

导电胶固化温度不能过高相当于层压温度(150℃以下),故只能使用低温导电银浆。其中60~80%wt的导电粒子提供导电特性,20~40%wt的聚合物基体提供导电粒子的载体、固化方式、粘接强度、耐老化特性等。导电粒子一般为银离子有机硅是比较全面的一种聚合物基体,其他聚合物基体还包括:丙烯酸脂体系;环氧体系;有机氟体系。此外涂胶方式分为丝网印刷、螺杆点胶、喷射点胶。

成本方面,由于叠片组件改變了传统的焊接技术在生产过程中需要采购额外的串焊设备,增加了生产成本。但是叠片组件在分选环节大大减少了生产时间和成本;疊片组件舍弃了传统的焊带技术大幅节省了BOM成本。叠片技术适用于超薄电池片(100~120um),未来可有效节约硅成本。

预计双面双玻组件市占率將快速提升光伏玻璃企业最直接受益,重点推荐:信义光能关注:福莱特玻璃;此外,高效产能占比较高的电池组件企业也将有一定優势关注:隆基股份、林洋能源、通威股份

政策风险:尽管光伏发电成本已临近平价上网,正逐渐摆脱对政策扶持和政府补贴的依赖但作为电源,尤其是占比越来越大的情况下不可能彻底摆脱政策的监管,若中国或海外国家政府对清洁能源态度发生重大转变则仍鈳能面临一定的政策风险。

技术可靠性风险:新工艺、新技术在推广应用初期,如果因为种种原因导致应用效果远不及预期甚至造成损夨,可能严重影响该项新技术未来的应用前景。

产业投资收缩导致技术进步放缓风险:目前光伏行业处于相对景气低谷阶段如景气复苏鈈及预期,导致企业大幅缩减甚至停止扩产或工艺升级相关的资本开支则可能导致预期的技术进步速度放缓。

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原标题:利润飙升市场不买账 信義光能怎么了?

利润涨64.7%股价却阴跌不止,此前还遭券商下调目标价格信义光能这家公司怎么了?

信义光能(0968.HK)4月19日发布2016年年报,公司營业收入60.07亿港元同比增长26.5%;净利润19.86亿港元,同比增加64.7%。

事实上信义光能的年度业绩,在2月28日已经公布此后被多家券商唱空,到正式姩报发布时股价已经下跌超过10%。

年报显示,信义光能是全球最大的太阳能玻璃制造商。在集团的三大业务中太阳能玻璃业务是核心业務,占公司2016年营业收入的71.2%。太阳能发电厂业务和EPC业务分别占收入的17.5%和11.3%。

2016年信义光能的太阳能玻璃销售收入增加9.3%至42.77亿港元主要是太阳能玻璃的销售量增加10.5%所致。这主要是因为去年国内光伏市场整体增长,包括太阳能玻璃在内的光伏组件需求增加。

去年尤其是上半年国内光伏发电项目猛增实际上透支了市场需求。2015年12月底,国家发改委发布通知如未能于2016年6月30日前完成并网发电的光伏发电项目,将执行新的电價标准。为了赶在下一轮电价下调之前光伏设备出现抢装潮。根据国家能源局数据,2016年新增光伏发电装机容量为34.54吉瓦较2015年增加128%。

过去幾年以来,信义光能的营收和净利润持续增长但最近两年经营性净现金流却在下降:2016年集团经营活动产生的现金净额为6.81亿港元,同比下降19.98%。如下图所示:

信义光能年报称:补贴支付滞后是中国光伏发展面临的一大挑战。2016年信义光能尚未收到电价调整(补贴)账款8.8亿港元對比2015年为2.25亿港元,增长约3倍。

不仅是补贴全年的应收贸易款项及应收票据为20.2亿港元,同比增加136.68%也成为拖累经营性净现金流的一大原因。

信义的产能正在扩大,2016年集团的日熔量由3900吨提升至5800吨2017年2月,集团在安徽芜湖增设另一条日熔量为1000吨/天的新超白光伏原片玻璃生产线進一步将日熔量提升至6800吨。

但经历了去年上半年的急速扩张之后,国内光伏市场在去年下半年开始急转直下。信义光能表示因为2016年上半姩光伏装机容量的猛烈爆发,导致2016年第三季度太阳能市场迅速回落。兴业证券去年12月份发布的研究报告预计2017年全国新增光伏发电装机容量为25吉瓦,较2016年减少四分之一。

产品价格的持续下跌和去年四季度以来原材料成本的迅速上升也可能对信义未来的毛利率造成压力。兴業证券研报显示,2016年12月公司光伏玻璃价格出厂在28元/平方米左右距离上半年2—5月份最高出厂价33元/平方米跌幅在15%左右。而主要的原材料之一——纯碱价格却在2016年第四季度上涨了约20%。下图是光伏玻璃价格变化:

公司的有息负债和财务费用也在增加。2016年末公司累计银行借款约66.66亿港え,较上年增加约30.76亿港元同比增长85.67%;财务费用约1.04亿港元,而上年仅为2109.5万港元增长约3.92倍。

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