210組件真的可以節(jié)省BOS成本嗎

———210組件真的可以節(jié)省BOS成本嗎？采納G12硅片(邊距210mm)的半片組件可以實現(xiàn)近600W的組件功率，該產(chǎn)品的缺點在于高電流導(dǎo)致的內(nèi)部損耗高、熱斑及接線盒牢靠性風(fēng)險顯著提高，而優(yōu)勢被認為是顯著提高了單串組件的功率從而降低系統(tǒng)端的成本。然而通過對系統(tǒng)端支架、電纜、逆變器等的詳細分析，將發(fā)覺G12半片組件相對技術(shù)上更成熟的M10(邊距182mm)組件其實難以在系統(tǒng)端帶來價值，本文將為讀者揭示背后的緣由。

M6組件系統(tǒng)端的優(yōu)勢在于其長寬、電流等相對于M2及G1組件略有提升，系統(tǒng)端的設(shè)備與設(shè)計可兼容原有形式，M10組件的設(shè)計也是根據(jù)這種小幅提升的思路，帶動逆變器及跟蹤支架的小幅升級并向下兼容。G12則由于尺寸、電流的明顯變化需要另外建立配套體系，在產(chǎn)品制造、產(chǎn)品管理上都要付出不少代價。以下將詳細分析光伏系統(tǒng)各組成部分的狀況。

圖1：不同硅片的尺寸對比

支架與基礎(chǔ)

對于固定支架系統(tǒng)，支架成本與總的支撐面積相關(guān)，總支撐面積在肯定范圍內(nèi)增大有利于支架成本的降低。詳細而言，對于同樣尺寸的組件及相同的支架設(shè)計，支架上承載2串組件相比1串組件成本降低明顯，但連續(xù)增加承載的組串數(shù)量，支架成本趨于平緩，這主要體現(xiàn)了支架長度的影響。支架寬度方面，加寬不僅降低支架成本，還可提高每個樁基礎(chǔ)承載的功率從而降低了單W的基礎(chǔ)成本(假設(shè)樁距都相同)，因此支架加寬帶來的BOS節(jié)約大于加長，但考慮到安裝的便利性，總寬度僅可有限地增加。

依據(jù)以上背景學(xué)問端詳組件尺寸的變化，M6組件相比M2組件長與寬的變化均不到4.5%，可保持通常單體固定支架承載2串或4串組件的設(shè)計。支架的長、寬僅略有增加，因此M6組件可以在各種應(yīng)用場景全面替代M2組件。

M10組件的長、寬相比M2組件則分別增加了約13%，考慮到在山地條件下單體支架的長度可能受限，該產(chǎn)品更適合應(yīng)用于地形平坦的超大型地面電站。在平坦地形下，還可以考慮連續(xù)加長支架提高支架上承載的組串數(shù)量，進一步降低成本。

G12組件存在55片和60片電池兩種設(shè)計，串功率相比M2組件均大幅提高了80%，如承載相同組串的組件，支架承載面積需要提高80%。理論上假如現(xiàn)場條件支持單體支架承載面積提高80%，那么M2組件為什么不能把支架加長一倍讓承載的組串數(shù)量加倍呢？

上面這個問題的本質(zhì)是G12組件在參數(shù)上的巨大變化勢必影響B(tài)OS測算對比的初始邊界條件，支架承載同樣的組串數(shù)量已經(jīng)不合適了。以雙面組件橫裝為例，如下圖所示：60片電池的G12組件(2172×1303mm)4排橫裝支架承載的寬度達5.27m，將給組件的安裝帶來困難，假如它可以做4排，M6乃至M10組件則完全可以裝5排來降低支架、基礎(chǔ)成本。

圖2：不同組件多排橫裝時的總寬度對比

詳細測算支架與基礎(chǔ)成本：假如同樣4排橫裝，G12組件相比M10組件的確可以節(jié)約4~5分/W，但假如M10組件5排橫裝又要比G12組件節(jié)約2~3分/W。在對比M6組件，5排M6組件與4排G12組件橫裝具有相同的寬度，G12組件的支架可削減一根檁條但檁條用鋼的規(guī)格需要提高，支架成本上的節(jié)約并不高。

平單軸跟蹤支架

平單軸支架的成本分電控和機械部分，分析不同尺寸組件的支架成本可主要看機械部分。不同于固定支架，跟蹤支架的主軸長度相對固定，難以大范圍調(diào)整。

圖3：1P與2P跟蹤支架示意圖(圖片來自NEXTraker與Soltec)

主流1P跟蹤支架可承載3串組件(1500V系統(tǒng))，如搭配M2組件根據(jù)每串28塊組件支架長度約為83m；搭配M6組件支架長度增加到88m；對于M10組件，支架長度則增加為95m。60片電池的G12組件由于組件過寬，3串組件(33~34塊/串)的支架長度達130m以上，3串55片電池的G12組件對應(yīng)的支架長度也在120m以上，現(xiàn)有的1P支架結(jié)構(gòu)設(shè)計難以支持3串，如只承載2串組件則在支架成本上完全沒有優(yōu)勢。此外，假設(shè)將來1P支架升級到130m以上長度，可承載3串G12組件的話也就可以承載4串M6、M10組件。

類似的，2P跟蹤支架通?？沙休d4串組件，M6組件對應(yīng)的支架長度為60m；匹配M10組件支架長度須增加到65m；對于G12組件，相同的支架長度理論上可以承載3串組件，但在這種狀況下其中一串組件分列2P支架主軸的兩側(cè)，會導(dǎo)致明顯的串聯(lián)失配，因此可以認為G12組件難以與2P跟蹤支架匹配。

組串式逆變器

近年來隨著雙面組件及M6規(guī)格的消失，用于大型地面電站的逆變器單串電流由11A提高到了13A，M10規(guī)格的消失后，逆變器電流將提高到15A。逆變器電流從11A到15A都可以在不轉(zhuǎn)變IGBT等關(guān)鍵元器件的前提下實現(xiàn)，因此這種升級可以是產(chǎn)品線整體的升級。

假如要適配G12組件，就需要單串電流20A以上的逆變器。定制更高規(guī)格的IGBT芯片意味著另外建立一套產(chǎn)品體系，將來在產(chǎn)品管理、元器件選購、逆變器幾十年的生命周期維護上均需要付出額外的成本。因此主流逆變器廠家在新體系開發(fā)上均處于觀望狀態(tài)，假如G12組件只是幾GW級的小眾市場，通過IGBT芯片并聯(lián)做臨時性的匹配方案足矣。

電纜成本

組件電流的提高帶來串功率的提高，因此光伏電纜的用量隨著串功率的增加而削減，削減的趨勢漸漸減緩；電流的提高同時也帶來發(fā)電量的損失(即線損增加)，線損本身與電流平方成正比，又考慮到電纜的用量削減，線損增加帶來的成本與電流大致成線性關(guān)系。如下圖所示，使用4mm2電纜，綜合成本最優(yōu)的點在13~15A。對于G12雙面組件，考慮背面發(fā)電增益其工作電流在中午往往會超過20A，已不適合使用4mm2電纜而須采納6mm2的電纜，考慮了線損的光伏電纜綜合成本可以與M10組件相當。

圖4：使用4mm2光伏電纜時，電纜及線損成本與組件電流的關(guān)系

人工搬運、安裝

大型電站的光伏組件原則上需要兩人搬運，大組件在重量上均不超過40kg在平地上帶來的影響并不大，主要需要評估組件面積與寬度對人工搬運、安裝的影響。72片電池的M2組件面積約2m2，寬度不到1m；M6組件面積增加到2.17m2，寬度1.04m，因尺寸變化很小，M6組件從人工的角度可以在各種場景下替代M2組，如山地、水面、農(nóng)業(yè)光伏。M10組件面積2.56m2，寬度1.13m，面積相比M2組件增大30%，適合應(yīng)用于平坦地形，以塊計的工作效率、安裝破損率仍是有保障的。60片電池的G12組件面積達到2.83m2，1.3m的寬度更遠超人雙手自然綻開的距離，很可能給人工搬運、安裝帶來困難，過猶不及。

圖4：光伏組件人工搬運示意圖

總結(jié)

本文詳細分析了影響光伏電站BOS成本的各項因素，發(fā)覺G12規(guī)格無法在系統(tǒng)端帶來明顯的價值，緣由在于M6、M10規(guī)格的推出均考慮了與原有系統(tǒng)體系的兼容性，利用了原設(shè)計體系的余量，否定了一切的G12則需要新的體系相匹配。再考慮到G12規(guī)格無法在制造端帶來節(jié)約，還帶來了組件載荷、熱斑、接線盒等牢靠性方面的問題，它并不是一條值得選擇的技術(shù)路線。

采納G12硅片(邊距210mm)的半片組件可以實現(xiàn)近600W的組件功率，該產(chǎn)品的缺點在于高電流導(dǎo)致的內(nèi)部損耗高、熱斑及接線盒牢靠性風(fēng)險顯著提高，而優(yōu)勢被認為是顯著提高了單串組件的功率從而降低系統(tǒng)端的成本。然而通過對系統(tǒng)端支架、電纜、逆變器等的詳細分析，將發(fā)覺G12半片組件相對技術(shù)上更成熟的M10(邊距182mm)組件其實難以在系統(tǒng)端帶來價值，本文將為讀者揭示背后的緣由。

M6組件系統(tǒng)端的優(yōu)勢在于其長寬、電流等相對于M2及G1組件略有提升，系統(tǒng)端的設(shè)備與設(shè)計可兼容原有形式，M10組件的設(shè)計也是根據(jù)這種小幅提升的思路，帶動逆變器及跟蹤支架的小幅升級并向下兼容。G12則由于尺寸、電流的明顯變化需要另外建立配套體系，在產(chǎn)品制造、產(chǎn)品管理上都要付出不少代價。以下將詳細分析光伏系統(tǒng)各組成部分的狀況。

圖1：不同硅片的尺寸對比

支架與基礎(chǔ)

對于固定支架系統(tǒng)，支架成本與總的支撐面積相關(guān)，總支撐面積在肯定范圍內(nèi)增大有利于支架成本的降低。詳細而言，對于同樣尺寸的組件及相同的支架設(shè)計，支架上承載2串組件相比1串組件成本降低明顯，但連續(xù)增加承載的組串數(shù)量，支架成本趨于平緩，這主要體現(xiàn)了支架長度的影響。支架寬度方面，加寬不僅降低支架成本，還可提高每個樁基礎(chǔ)承載的功率從而降低了單W的基礎(chǔ)成本(假設(shè)樁距都相同)，因此支架加寬帶來的BOS節(jié)約大于加長，但考慮到安裝的便利性，總寬度僅可有限地增加。

依據(jù)以上背景學(xué)問端詳組件尺寸的變化，M6組件相比M2組件長與寬的變化均不到4.5%，可保持通常單體固定支架承載2串或4串組件的設(shè)計。支架的長、寬僅略有增加，因此M6組件可以在各種應(yīng)用場景全面替代M2組件。

M10組件的長、寬相比M2組件則分別增加了約13%，考慮到在山地條件下單體支架的長度可能受限，該產(chǎn)品更適合應(yīng)用于地形平坦的超大型地面電站。在平坦地形下，還可以考慮連續(xù)加長支架提高支架上承載的組串數(shù)量，進一步降低成本。

G12組件存在55片和60片電池兩種設(shè)計，串功率相比M2組件均大幅提高了80%，如承載相同組串的組件，支架承載面積需要提高80%。理論上假如現(xiàn)場條件支持單體支架承載面積提高80%，那么M2組件為什么不能把支架加長一倍讓承載的組串數(shù)量加倍呢？

上面這個問題的本質(zhì)是G12組件在參數(shù)上的巨大變化勢必影響B(tài)OS測算對比的初始邊界條件，支架承載同樣的組串數(shù)量已經(jīng)不合適了。以雙面組件橫裝為例，如下圖所示：60片電池的G12組件(2172×1303mm)4排橫裝支架承載的寬度達5.27m，將給組件的安裝帶來困難，假如它可以做4排，M6乃至M10組件則完全可以裝5排來降低支架、基礎(chǔ)成本。

圖2：不同組件多排橫裝時的總寬度對比

詳細測算支架與基礎(chǔ)成本：假如同樣4排橫裝，G12組件相比M10組件的確可以節(jié)約4~5分/W，但假如M10組件5排橫裝又要比G12組件節(jié)約2~3分/W。在對比M6組件，5排M6組件與4排G12組件橫裝具有相同的寬度，G12組件的支架可削減一根檁條但檁條用鋼的規(guī)格需要提高，支架成本上的節(jié)約并不高。

平單軸跟蹤支架

平單軸支架的成本分電控和機械部分，分析不同尺寸組件的支架成本可主要看機械部分。不同于固定支架，跟蹤支架的主軸長度相對固定，難以大范圍調(diào)整。

圖3：1P與2P跟蹤支架示意圖(圖片來自NEXTraker與Soltec)

主流1P跟蹤支架可承載3串組件(1500V系統(tǒng))，如搭配M2組件根據(jù)每串28塊組件支架長度約為83m；搭配M6組件支架長度增加到88m；對于M10組件，支架長度則增加為95m。60片電池的G12組件由于組件過寬，3串組件(33~34塊/串)的支架長度達130m以上，3串55片電池的G12組件對應(yīng)的支架長度也在120m以上，現(xiàn)有的1P支架結(jié)構(gòu)設(shè)計難以支持3串，如只承載2串組件則在支架成本上完全沒有優(yōu)勢。此外，假設(shè)將來1P支架升級到130m以上長度，可承載3串G12組件的話也就可以承載4串M6、M10組件。

類似的，2P跟蹤支架通?？沙休d4串組件，M6組件對應(yīng)的支架長度為60m；匹配M10組件支架長度須增加到65m；對于G12組件，相同的支架長度理論上可以承載3串組件，但在這種狀況下其中一串組件分列2P支架主軸的兩側(cè)，會導(dǎo)致明顯的串聯(lián)失配，因此可以認為G12組件難以與2P跟蹤支架匹配。

組串式逆變器

近年來隨著雙面組件及M6規(guī)格的消失，用于大型地面電站的逆變器單串電流由11A提高到了13A，M10規(guī)格的消失后，逆變器電流將提高到15A。逆變器電流從11A到15A都可以在不轉(zhuǎn)變IGBT等關(guān)鍵元器件的前提下實現(xiàn)，因此這種升級可以是產(chǎn)品線整體的升級。

假如要適配G12組件，就需要單串電流20A以上的逆變器。定制更高規(guī)格的IGBT芯片意味著另外建立一套產(chǎn)品體系，將來在產(chǎn)品管理、元器件選購、逆變器幾十年的生命周期維護上均需要付出額外的成本。因此主流逆變器廠家在新體系開發(fā)上均處于觀望狀態(tài)，假如G12組件只是幾GW級的小眾市場，通過IGBT芯片并聯(lián)做臨時性的匹配方案足矣。

電纜成本

組件電流的提高帶來串功率的提高，因此光伏電纜的用量隨著串功率的增加而削減，削減的趨勢漸漸減緩；電流的提高同時也帶來發(fā)電量的損失(即線損增加)，線損本身與電流平方成正比，又考慮到電纜的用量削減，線損增加帶來的成本與電流大致成線性關(guān)系。如下圖所示，使用4mm2電纜，綜合成本最優(yōu)的點在13~15A。對于G12雙面組件，考慮背面發(fā)電增益其工作電流在中午往往會超過20A，已不適合使用4mm2電纜而須采納6mm2的電纜，考慮了線損的光伏電纜綜合成本可以與M10組件相當。

圖4：使用4mm2光伏電纜時，電纜及線損成本與組件電流的關(guān)系

人工搬運、安裝

大型電站的光伏組件原則上需要兩人搬運，大組件在重量上均不超過40kg在平地上帶來的影響并不大，主要需要評估組件面積與寬度對人工搬運、安裝的影響。72片電池的M2組件面積約2m2，寬度不到1m；M6組件面積增加到2.17m2，寬度1.04m，因尺寸變化很小，M6組件從人工的角度可以在各種場景下替代M2組，如山地、水面、農(nóng)業(yè)光伏。M10組件面積2.56m2，寬度1.13m，面積相比M2組件增大30%，適合應(yīng)用于平坦