近年來,光伏產(chǎn)業(yè)在科技創(chuàng)新的驅(qū)動下不斷進步,行業(yè)碩果不斷涌現(xiàn)。一方面,光伏發(fā)電成本的不斷降低為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來很強的競爭力;另一方面,光伏組件的效率提升與場景應(yīng)用結(jié)合也給用戶帶來更豐富的發(fā)電體驗,正是這些技術(shù)進步與創(chuàng)新讓這個光明的產(chǎn)業(yè)不但“走的快”,而且“走得穩(wěn)”??v觀光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展史可以看出:技術(shù)的升級換代始終要尊重科學(xué)實事求是,不以客戶價值為中心的“概念型”產(chǎn)品將被市場所淘汰。近期,關(guān)于組件尺寸的問題爭論不休,但我們應(yīng)當(dāng)認識到:組件尺寸的增大并不是行業(yè)公認的科技創(chuàng)新,而是“偽創(chuàng)新”。光伏“偽創(chuàng)新”不但不會給投資者帶來明顯的收益,反而會加大投資者在各種極端環(huán)境下面臨的風(fēng)險。先前已有多位業(yè)內(nèi)人士對超大尺寸風(fēng)險進行論證,并呼吁廣大業(yè)主不要被“概念”沖昏頭腦,今天,我們就從春夏季常見的“冰雹”角度來看超大尺寸的表現(xiàn)。冰雹災(zāi)害是由強對流天氣系統(tǒng)引起的一種劇烈的氣象災(zāi)害,它出現(xiàn)的范圍雖然較小,時間也比較短促,但來勢猛、強度大。歐洲、中國和美國是冰雹災(zāi)害頻繁發(fā)生的國家,冰雹每年都給人民生命財產(chǎn)帶來巨大損失。當(dāng)冰雹突襲面積超過 3 平米的超大組件時,其風(fēng)險相比常規(guī)尺寸組件將成指數(shù)型的提升。

全球冰雹發(fā)生的區(qū)域如上圖所示,已基本在 80%以上,這就意味著戶外運行發(fā)電數(shù)十年的光伏電站將不可避免遇到冰雹危害。
2019 年,美國德克薩斯州的 Midway 項目(178MW)發(fā)生嚴重的冰雹災(zāi)害,超過 40萬塊組件受損,帶來約 8000 萬美元的經(jīng)濟損失。當(dāng)超大組件在全生命周期內(nèi)遭遇冰雹危害的時候,其失效風(fēng)險分析如下。
光伏玻璃是研究組件“抗擊打”能力的關(guān)鍵。從雙玻時代最先的 2.5mm 厚度到現(xiàn)在的 2.0mm 厚度玻璃的大批量使用,底層邏輯是為了維持成本優(yōu)勢,玻璃厚度也變得越來越薄,最近已有廠家想開發(fā)更薄的玻璃。在這種嚴酷的環(huán)境下,目前組件的尺寸卻還在一直增加。超大組件的面積超過 3 平米,若繼續(xù)采用 2mm 厚度的玻璃,相比常規(guī)組件面積增大了 20-30%,這部分額外的面積將承受更多的冰雹襲擊。以 40mm 的冰雹為例,單個冰雹的沖擊動能達 10J,一般冰雹會持續(xù) 10 分鐘,這段時間內(nèi)超大組件將比常規(guī)組件多承受約 30000J 的動能沖擊,相當(dāng)于將一輛汽車舉起 2 米高的能量。
同時玻璃鋼化強度主要靠急冷段的溫度梯度實現(xiàn),超大組件的 1.3 米寬度增幅明顯,急冷段風(fēng)柵冷卻均勻度難度增加。因此隨著超大尺寸組件玻璃寬度的增加,邊緣鋼化度將下降,抵抗沖擊能力更加薄弱,其遇上冰雹襲擊時玻璃爆裂的風(fēng)險提升幾十倍。
綜上所述,超大尺寸組件因為面積的明顯增幅,遭遇冰雹襲擊時相比常規(guī)尺寸會承受更大的沖擊動能,變得異常脆弱,給業(yè)主帶來巨大的經(jīng)濟損失的概率提升數(shù)十倍。事實上,冰雹危害的風(fēng)險并非無法規(guī)避,一個理性的光伏投資者會謹慎考量潛在風(fēng)險,得出最適合自己項目的最優(yōu)解,在保證自己投資安全可靠的前提下,選擇合理尺寸的組件而非一味盲從所謂“超大尺寸”。持續(xù)不斷的技術(shù)革新是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堅實依靠,需要注意的是,未來的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展不應(yīng)該拘泥于超大尺寸的“偽創(chuàng)新”,而是應(yīng)將目標鎖定在效率提升和場景應(yīng)用的結(jié)合等方面的“真創(chuàng)新”上。“偽創(chuàng)新”是投機與急功近利心態(tài)的體現(xiàn),將會擠占市場資源,逆向淘汰正潛心攻關(guān)光伏技術(shù)難題的企業(yè);而“真創(chuàng)新”最終將會獲得光伏投資者的認可并為整個行業(yè)帶來新價值。


全球冰雹發(fā)生的區(qū)域如上圖所示,已基本在 80%以上,這就意味著戶外運行發(fā)電數(shù)十年的光伏電站將不可避免遇到冰雹危害。
2019 年,美國德克薩斯州的 Midway 項目(178MW)發(fā)生嚴重的冰雹災(zāi)害,超過 40萬塊組件受損,帶來約 8000 萬美元的經(jīng)濟損失。當(dāng)超大組件在全生命周期內(nèi)遭遇冰雹危害的時候,其失效風(fēng)險分析如下。

光伏玻璃是研究組件“抗擊打”能力的關(guān)鍵。從雙玻時代最先的 2.5mm 厚度到現(xiàn)在的 2.0mm 厚度玻璃的大批量使用,底層邏輯是為了維持成本優(yōu)勢,玻璃厚度也變得越來越薄,最近已有廠家想開發(fā)更薄的玻璃。在這種嚴酷的環(huán)境下,目前組件的尺寸卻還在一直增加。超大組件的面積超過 3 平米,若繼續(xù)采用 2mm 厚度的玻璃,相比常規(guī)組件面積增大了 20-30%,這部分額外的面積將承受更多的冰雹襲擊。以 40mm 的冰雹為例,單個冰雹的沖擊動能達 10J,一般冰雹會持續(xù) 10 分鐘,這段時間內(nèi)超大組件將比常規(guī)組件多承受約 30000J 的動能沖擊,相當(dāng)于將一輛汽車舉起 2 米高的能量。

同時玻璃鋼化強度主要靠急冷段的溫度梯度實現(xiàn),超大組件的 1.3 米寬度增幅明顯,急冷段風(fēng)柵冷卻均勻度難度增加。因此隨著超大尺寸組件玻璃寬度的增加,邊緣鋼化度將下降,抵抗沖擊能力更加薄弱,其遇上冰雹襲擊時玻璃爆裂的風(fēng)險提升幾十倍。

綜上所述,超大尺寸組件因為面積的明顯增幅,遭遇冰雹襲擊時相比常規(guī)尺寸會承受更大的沖擊動能,變得異常脆弱,給業(yè)主帶來巨大的經(jīng)濟損失的概率提升數(shù)十倍。事實上,冰雹危害的風(fēng)險并非無法規(guī)避,一個理性的光伏投資者會謹慎考量潛在風(fēng)險,得出最適合自己項目的最優(yōu)解,在保證自己投資安全可靠的前提下,選擇合理尺寸的組件而非一味盲從所謂“超大尺寸”。持續(xù)不斷的技術(shù)革新是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堅實依靠,需要注意的是,未來的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展不應(yīng)該拘泥于超大尺寸的“偽創(chuàng)新”,而是應(yīng)將目標鎖定在效率提升和場景應(yīng)用的結(jié)合等方面的“真創(chuàng)新”上。“偽創(chuàng)新”是投機與急功近利心態(tài)的體現(xiàn),將會擠占市場資源,逆向淘汰正潛心攻關(guān)光伏技術(shù)難題的企業(yè);而“真創(chuàng)新”最終將會獲得光伏投資者的認可并為整個行業(yè)帶來新價值。