晶澳太陽能、晶科能源、隆基股份聯(lián)合發(fā)布182組件產(chǎn)品白皮書：182組件是基于對全產(chǎn)業(yè)鏈價值、光伏組件尺寸增大的各項邊界限制條件的深入分析所提出的最具度電成本優(yōu)勢的組件解決方案；尺寸本身并不是光伏的核心技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化的組件尺寸有利于制造設(shè)備、輔材、逆變器、跟蹤支架等光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的工作重心回到技術(shù)創(chuàng)新之上。光伏電池和組件技術(shù)工作的重心應(yīng)回歸到進一步提升轉(zhuǎn)換效率的主航道上。

光伏硅片的尺寸演化需要考慮兩方面因素：一方面是硅片尺寸變化對產(chǎn)業(yè)鏈制造成本的影響；另一方面是從組件應(yīng)用的角度考量硅片尺寸對組件尺寸、電參數(shù)及組件在系統(tǒng)端應(yīng)用的影響。

早期光伏電池類似于半導(dǎo)體芯片，設(shè)備與工藝的成本很高，增大硅片尺寸可以明顯降低電池的制造成本。隨著光伏產(chǎn)業(yè)逐步成熟，開始與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分道揚鑣，沿著低成本的路線快速發(fā)展，如今每瓦的制造成本不到0.2元，降低了數(shù)十倍；硅片/電池尺寸也獨立演化出了M1(156.75-Φ205mm)、M2(156.75-Φ210mm)、M4 (161.7-Φ211mm)等規(guī)格，同時硅片厚度持續(xù)減薄。

行業(yè)主流硅片尺寸在156.75mm上穩(wěn)定數(shù)年后，又出現(xiàn)了G1(158.75-Φ223mm)和M6(166-Φ223mm)。其推出邏輯一方面是可兼容既有電池與玻璃生產(chǎn)線，獲得立竿見影的成本節(jié)�。涣硪环矫媸墙M件尺寸增幅不到10%，可以全場景替代原M2組件，系統(tǒng)端在保持原有邊界條件不變的情況下也可獲得一定BOS成本節(jié)省。

隨著光伏產(chǎn)業(yè)鏈的大規(guī)模擴產(chǎn)，光伏企業(yè)可以跳出產(chǎn)線兼容性的限制考慮一款新的尺寸，有企業(yè)推出了與半導(dǎo)體規(guī)格一致的12英寸硅片，提出了G12(210-Φ295mm)規(guī)格，旨在進一步降低電池制造成本，同時通過更大尺寸的高功率組件來降低系統(tǒng)成本。而M10(182-Φ247mm)規(guī)格推出的邏輯則是認為：不同于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，光伏電池的制造成本因其目前在產(chǎn)業(yè)鏈成本占比較低，已不是尺寸變化的核心考量因素；應(yīng)綜合考慮光伏組件設(shè)計、應(yīng)用的各項邊界條件，由最優(yōu)組件尺寸反推硅片尺寸。經(jīng)過對全產(chǎn)業(yè)鏈(制造、運輸、安裝、發(fā)電性能與系統(tǒng)匹配各環(huán)節(jié))的深入分析，M10規(guī)格應(yīng)運而生。

(注：半導(dǎo)體的12英寸硅片相比8英寸硅片厚50μm；12英寸硅片也并未替代8英寸硅片，主要用于≤28nm工藝的芯片，用于節(jié)省高額的芯片加工成本)

01.組件的包裝運輸

圖1. 182組件采用側(cè)立的包裝方式，最大化利用集裝箱空間又留有約10cm裝卸余量，組件在項目現(xiàn)場可平穩(wěn)放置

光伏組件通常采用短邊垂直于地面的側(cè)立包裝方式，因平放會因運輸中的振動導(dǎo)致組件隱裂乃至破損；側(cè)立則保障了運輸?shù)目煽啃詥栴}，同時長邊著地使組件在項目現(xiàn)場放置時具有較好的穩(wěn)定性；豎立的包裝則穩(wěn)定性差易傾倒且增加拆包裝的難度。

在海運的40HC集裝箱中，兩托組件雙層堆垛放入集裝箱，因此兩托組件的高度不能高于集裝箱門高2.57m。再考慮到項目現(xiàn)場地形的一定起伏，需為叉車卸貨留下約10cm操作余量，組件寬度被限制在約1.13m，反推出182mm的硅片尺寸:

02.組件的人工搬運、安裝

此前光伏組件尺寸、重量在一定范圍內(nèi)增大，人工搬運、安裝成本確實成下降趨勢，但必然存在一定界限，超過該邊界后，人工安裝的困難度顯著增加，導(dǎo)致工人易疲勞或安裝破損率顯著提高。

光伏組件的寬度此前在1m左右，安裝工人雙臂自然張開即可抓握住組件，組件寬度適度增加到~1.13m后兩人的搬運在平坦地形下仍可穩(wěn)定實現(xiàn)。但組件寬度不宜進一步加寬避免影響搬運的平穩(wěn)性。

單人頻繁搬運的重量極限大致為20~25kg，兩人的重量極限則并非簡單乘2，而需要考慮0.666的系數(shù)，即兩人搬運的極限重量為：25kg×2×0.666=33.3kg＜35kg

因此組件重量宜控制在33.3kg以內(nèi)，最大不超過35kg。72c-182雙面雙玻組件的重量約32kg，除起伏很大的山地場景兩人可順利完成長時間的搬運與安裝工作，相對于目前主流的72c-166組件可節(jié)省人工成本。

圖2. 182組件的尺寸與重量基本達到兩人便利搬運、安裝的上限

03.組件的載荷能力

決定光伏組件載荷能力的首要因素是玻璃，其次是邊框。從組件成本與重量控制的角度，雙面雙玻組件的玻璃厚度宜保持在2mm�；�于2+2mm雙玻結(jié)構(gòu)并合理控制邊框成本的前提下，組件的尺寸不宜超過一定界限，否則其抵御靜態(tài)載荷、動態(tài)載荷的能力均會顯著降低，在實驗室測試與戶外應(yīng)用條件下易出現(xiàn)邊框破壞、玻璃爆裂、大量隱裂導(dǎo)致組件衰減過高等情況。

根據(jù)理論分析，182組件的邊框應(yīng)力在載荷下處于安全邊界(圖3中的左圖為5400Pa載荷下的邊框應(yīng)力模擬)，且寬度增加帶來應(yīng)力上升明顯高于長度增加的結(jié)果。在背面無梁安裝承受3600Pa靜載條件下，1.13m寬度的組件形變量相對較低，組件載荷后的功率衰減低于2%。因此，從光伏電站投資收益風(fēng)險控制的角度，組件組件尺寸尤其是寬度不宜再進一步增加。

圖3. 182組件的機械載荷能力處于安全界限之內(nèi)，組件寬度超過1.2m后，載荷下的形變帶來明顯的隱裂與功率衰減

01.尺寸、重量、電參數(shù)

如上一節(jié)的分析，根據(jù)組件尺寸與重量上的限制條件，保持經(jīng)典的半片組件版型設(shè)計，可反推出大約182mm的硅片邊長。182(M10)硅片面積為330.15cm2，相比274.15cm2的166(M6)硅片增大20.4%，因此組件的面積、重量、電流相應(yīng)提升，以下列出了72C的182與166組件典型參數(shù)：

可以看出，由于具有相對合理的尺寸與重量，182組件是非常適合于大型地面電站應(yīng)用場景的組件解決方案。

02.量產(chǎn)情況

182組件是跳出產(chǎn)能兼容性限制，針對電池、組件新產(chǎn)能所打造的標(biāo)準(zhǔn)化尺寸，是繼166之后新的行業(yè)最大公約數(shù)，截止2021年底隆基、晶科、晶澳均布局了至少30GW電池與組件產(chǎn)能，全產(chǎn)業(yè)的182電池與組件產(chǎn)能超過100GW。

首批182組件已于2020年Q4大規(guī)模量產(chǎn)、供貨，由于組件尺寸變化低于20%，因而保持了很高的產(chǎn)業(yè)鏈成熟度：硅棒與硅片保持了與166相同的制造良率；電池光電轉(zhuǎn)換效率、良率也迅速達到與166相同的水平；雙面組件量產(chǎn)功率535/540Wp，組件載荷能力、熱斑溫度等均在安全邊界內(nèi)。

03.產(chǎn)業(yè)鏈配套與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化

182組件在尺寸與電流上有一定變化，對組件BOM與系統(tǒng)端配套提出了新的要求。

組件的BOM方面，新建的光伏玻璃制造與深加工產(chǎn)能均可兼容1.13m寬幅玻璃，膠膜與背板的供應(yīng)也不存在障礙；由于電流增大約20%，182雙面組件使用了額定電流25A的接線盒（該接線盒使用了3個大尺寸的旁路二極管），保持了充足的安全余量，充分保障了大電流長時間運行下的可靠性。

系統(tǒng)端主要涉及組串式逆變器與平單軸跟蹤支架的匹配。按照約15%的發(fā)電增益，Impp為13A的雙面組件需采用15A的組串式逆變器，可通過此前主流的13A組串式逆變器小幅調(diào)整實現(xiàn)，無需改變核心的IGBT芯片，產(chǎn)品可向下兼容166等組件，避免了產(chǎn)品的碎片化與核心元件變更的風(fēng)險。

182組件長度與寬度增加約9%，跟蹤支架通過適度的結(jié)構(gòu)加強可承載相同組串?dāng)?shù)量的組件，承載組件總功率的提升可帶來支架單瓦成本的降低。目前主流1P與2P跟蹤支架均已適配182組件。如第2節(jié)中所述，考慮到風(fēng)載下的組件形變、隱裂帶來的功率衰減，不宜在跟蹤支架上應(yīng)用更寬的組件(尤其是2P跟蹤支架)。

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