Wafeli za Photovoltaic: Mageuzi kutoka 100mm hadi 210mm

Jibu la haraka: Wefa za photovoltaic zimekua kutoka urefu wa kingo wa 100 mm na 125 mm kupitia 156 mm hadi miundo ya leo ya 182 mm na 210 mm. Kila hatua ilisukumwa na hesabu ile ile: wefa kubwa hutoa wati nyingi zaidi kwa kila seli, na seli kubwa hupunguza idadi ya seli, viungo vya solder na hatua za kushughulikia kwa kila moduli, ambayo hupunguza gharama kwa wati hata wakati wefa yenyewe inagharimu zaidi. Mpito haukuwa tu kuhusu wefa. Kuhamia 210 mm kulilazimisha mabadiliko katika ushughulikiaji wa stringer, urefu wa ribbon, ukubwa wa chumba cha laminator na ufungashaji wa usafirishaji, na kulisukuma nguvu ya moduli kutoka takriban 400 W kuelekea 600 W na zaidi. Kwa kiwanda kinachochagua vifaa, swali la kiutendaji ni muundo gani mstari wako unapaswa kujengwa kuzunguka, kwa sababu stringer iliyobainishwa kwa familia moja ya muundo haiwezi kubainishwa upya kiotomatiki kwa ile inayofuata.

Utengenezaji wa Moduli za PV · na Jerry, Ooitech

Utangulizi wa Bidhaa

Ikiwa umefuatilia maendeleo ya wafer za photovoltaic, utajua kwamba urefu wa kingo wa wafer za sola umekua kutoka 100mm hadi 125mm, kisha hadi 156mm, na hadi kufikia 210mm ya leo.

Tunaweza kuona wazi kwamba kadiri tasnia ya photovoltaic inavyokomaa, ukubwa wa wafer unaendelea kuongezeka. Kwa hivyo ukubwa mkubwa wa wafer huleta athari gani kwa mnyororo mzima wa tasnia ya PV? Na mabadiliko haya ya ukubwa yanategemea nini hasa?

Athari kwa Mnyororo wa Tasnia ya PV

1) Watengenezaji wa Wafer

Ukubwa mkubwa wa wafer husaidia kampuni za wafer kupunguza gharama tatu kuu: nyenzo za silicon, kuvuta kioo, na kukata.

Vifaa vya msingi vya utengenezaji wa wafer (kama vile tanuru za kioo kimoja na mashine za kukata) kwa kawaida hupimwa kwa "makundi kwa saa" au "vipande kwa zamu ya mashine". Ukubwa mkubwa unamaanisha tanuru moja au mashine moja huzalisha wafer nyingi zaidi kwa mzunguko mmoja. Kwa mfano, eneo la wafer ya 210mm ni takriban mara 1.82 ya ile ya 156mm, hivyo ikiwa mavuno ya kukata yanabaki sawa, pato la saa la mashine moja ya kukata linaweza kuongezeka kwa zaidi ya 80%.

Gharama zisizobadilika kama vile kushuka kwa thamani ya vifaa, matumizi ya nishati, na nguvu kazi hugawanywa katika eneo kubwa la wafer, hivyo gharama isiyo ya silicon kwa wafer (kama umeme na nyenzo) hupungua kwa kiasi kikubwa. Kulingana na data ya tasnia, kuboresha kutoka 156mm hadi 210mm kunaweza kupunguza gharama isiyo ya silicon ya hatua ya wafer kwa takriban 20%-30%.

2) Watengenezaji wa Seli

Wafer kubwa hupunguza "upotevu wa kingo" wa seli, kwa kuwa eneo kubwa la wafer hupunguza uwiano wa maeneo batili ya kingo.

"Kasi ya mstari" wa uzalishaji wa seli kwa kawaida hubaki sawa (kama vile muda wa mzunguko wa PECVD na uchapishaji wa skrini), hivyo ukubwa mkubwa huongeza pato la seli la mstari mmoja wa uzalishaji kwa uwiano, na hupunguza gharama ya matumizi ya silver paste, malengo, na nyenzo nyingine kwa kila seli. Kwa mfano, matumizi ya silver paste ya seli ya 210mm ni takriban mara 1.3 ya seli ya 182mm, lakini eneo ni mara 1.82 kubwa, hivyo gharama ya silver paste kwa wati hupungua kwa takriban 28%.

3) Watengenezaji wa Moduli

Seli zilizotengenezwa kutoka kwa wafers kubwa hulazimisha ukubwa wa moduli kukua, jambo ambalo huwaruhusu watengenezaji wa moduli kupunguza gharama za ufungashaji na kufikia msongamano wa juu wa nishati.

Gharama za msingi za ufungashaji wa moduli ni vifaa vya ziada kama glasi, kifuniko filamu, fremu, na sanduku la makutanoes, pamoja na gharama za kazi na vifaa vya michakato kama kuunganisha na kuweka tabaka. Ukubwa mkubwa unamaanisha vifaa vya ziada vichache hutumika kwa wati, na gharama ya kazi kwa wati pia hupunguzwa.

4) Wawekezaji wa Mitambo ya Nishati

Moduli kubwa zinaweza kutoa msongamano wa juu wa nishati (kwa mfano, moduli za seli za 210R zimefikia 600W+, na moduli za 700W+ zilizotengenezwa kutoka seli za 210 tayari ziko katika uzalishaji wa wingi), kupunguza idadi ya moduli, kiasi cha miundo ya kuwekea, na urefu wa nyaya ambazo mtambo unahitaji, jambo ambalo hupunguza kwa njia isiyo ya moja kwa moja gharama kwa wawekezaji wa mitambo ya nishati.

Ukuaji unaoendelea wa ukubwa wa wafer kimsingi ni uboreshaji wa ushirikiano wa "kupunguza gharama na kuboresha ufanisi" kwa watengenezaji wa wafer, upimaji wa seli, watengenezaji wa moduli, wawekezaji wa mitambo ya nishati, na wadau wengine wengi. Kwa kuongeza ukubwa wa kitengo cha uzalishaji na kupunguza gharama kwa kitengo, faida hupitishwa chini ya mnyororo kwa wadau wa chini.

Vigezo vya Kiufundi

Faida za Kiufundi

• Wafeli kubwa hupunguza gharama za malighafi ya silikoni, kuvuta kioo, na kukata katika hatua ya utengenezaji

• Mashine moja ya kukata inaweza kuongeza uzalishaji wa kila saa kwa zaidi ya 80% wakati wa kuhama kutoka 156mm hadi 210mm

• Gharama isiyo ya silikoni ya hatua ya wafeli inaweza kushuka kwa takriban 20%-30% wakati wa kuboresha kutoka 156mm hadi 210mm

• Kupunguza upotevu wa pembezoni na gharama ndogo ya kuweka fedha kwa wati (takriban 28% chini kwa seli za 210mm)

• Moduli zenye msongamano wa juu wa nishati hupunguza idadi ya moduli, miundo ya kuweka, na urefu wa kebo unaohitajika

Matumizi ya Bidhaa

Historia ya Maendeleo ya Wafeli ya PV

Kwa kuwa wafeli za photovoltaic awali zilitoka kwa nyenzo za kioo kimoja za semiconductor, tasnia ya PV kwa muda mrefu imefuata ukubwa wa wafeli za semiconductor za inchi 6 na inchi 8 (kipenyo), zinazolingana na kile kinachojulikana kama wafeli ya inchi 5 (125mm) na wafeli ya inchi 6 (156mm) kwa urefu wa pembezoni.

Kadiri tasnia ya PV ilikua na mahitaji ya wafeli na seli yaliongezeka, na pamoja na maendeleo ya vifaa vya ndani vya kuvuta kioo, kukata, na uzalishaji wa seli, wafeli ya inchi 5 (125mm) hatua kwa hatua iliondoka kwenye mnyororo wa PV. Baada ya 2012, isipokuwa kwa watengenezaji wa seli moja au mbili maalum, wafeli ya 125mm kimsingi iliondolewa na soko.

Wafeli za 156mm (ukuaji wa kioo wa inchi 8) kisha zikawa ukubwa wa kawaida. Baada ya hapo, tasnia ilianza kujaribu ongezeko dogo kwenye jukwaa la ukuaji wa kioo wa inchi 8. Mwishoni mwa 2013, kampuni tano ikiwemo Zhonghuan na Longi kwa pamoja zilitoa viwango vya wafeli vya M1 (156.75-φ205mm) na M2 (156.75-φ210mm). Bila kubadilisha ukubwa wa moduli, M2 iliongeza eneo la wafeli (kwa 2.2%) na kuongeza nguvu ya moduli kwa zaidi ya 5W, na haraka ikawa kawaida ya tasnia na kubaki imara kwa miaka kadhaa.

Katika miaka iliyofuata, watengenezaji wakuu wa wafeli walitumia maboresho ya kiufundi kwa msingi wa M1 na M2 ili kuendelea kuongeza urefu wa pembezoni wa wafeli hadi 158.75, 161.7, 166mm na ukubwa mwingine. Faida ya wafeli ya 158.75mm ni kwamba uwezo wote wa ndani uliopo unaweza kuboreshwa kupitia urekebishaji wa kiufundi kwa gharama ndogo. Hata kwa mitambo ya seli ya zamani sana, gharama ya urekebishaji ya 1GW ilibaki ndani ya kiwango kinachokubalika.

Faida ya wafer ya 166.00mm ni kwamba eneo lake ni 12.22% kubwa zaidi kuliko M2, na moduli za aina ya 72 zinazotumia wafer hii zinaweza kufikia 420-430W. Wakati huo huo, ukubwa huu ulikuwa karibu na lakini haukuzidi kikomo cha uwezo wa vifaa vilivyopo, hivyo gharama ya uboreshaji ilibaki inayodhibitiwa.

Kutoka 156mm hadi 166mm, watengenezaji wote katika hatua hii walikuwa wakiongeza eneo la wafer kupitia maboresho ya kiufundi kwenye jukwaa lililopo la ukuaji wa kioo la inchi 8.

Mnamo Agosti 2019, Zhonghuan ilifanya mabadiliko makubwa na kutoa wafer ya kioo kimoja ya G12 yenye urefu wa ukingo wa 210mm, ikitumia moja kwa moja vipimo vya ukubwa wa wafer ya semiconductor kwenye PV. Lengo lilikuwa kufikia mabadiliko makubwa katika nguvu ya moduli na kupunguza zaidi gharama ya utengenezaji kupitia wafer kubwa. Lakini wakati huo, wafer ya 210 ilikuwa karibu haina msaada wa tasnia ya juu au chini katika mnyororo wa PV, na tasnia nyingi zilikuwa na shaka kuhusu 210.

Mnamo 2019, Trina na Zhonghuan, waanzilishi wa mapema wa wafer ya 210, walitoa kizazi kijacho cha bidhaa mpya za moduli. Kulingana na toleo la 50 la wafer ya 210, nguvu ya juu ilifikia 500W, ambayo pia ilikuwa bidhaa ya kwanza ya 500W katika tasnia ya PV. Kwa kikomo cha vipimo vya kioo cha PV wakati huo, moduli haikuweza kufanywa kuwa safu 6 za seli na inaweza tu kufanywa kuwa idadi isiyo ya kawaida ya safu 5, na mpangilio wa safu isiyo ya kawaida ulimaanisha moduli ilibidi itumie muundo wa waya wa kuruka. Pia kwa kikomo cha mkondo wa inverter wakati huo, seli hazikuweza kutumia nusu-kukata ambayo ilikuwa maarufu katika tasnia, na zinaweza tu kufanywa kuwa theluthi.

Kwa kutolewa kwa wafer ya urefu wa ukingo wa 210 ya Zhonghuan na faida kwamba moduli za 210 zinaweza kufikia nguvu ya 500W+, kufikia mwisho wa 2019, viongozi wa moduli wakiwakilishwa na Jinko, JA Solar, na Longi waliingia katika mawazo mazito. Kwa upande mmoja, kampuni hizi zilitaka bidhaa ya kukabiliana na athari ya moduli ya 500W; kwa upande mwingine, hazikutaka kutengeneza bidhaa zenye safu isiyo ya kawaida na miundo ya theluthi-kukata.

Kwa hivyo kampuni hizi tatu hazikuchagua 210, na wote kwa bahati mbaya walifikiria kutumia mpangilio wa jadi wa seli wa safu 6 zenye idadi sawa kufikia bidhaa za 500W+. Kwa kweli, vipimo vya hizo tatu hazikuwa sawa mwanzoni. Jinko na JA Solar takriban walikubaliana juu ya ukubwa wa wafer wa 180mm mwishoni mwa robo ya kwanza ya 2020, wakati Longi awali iliamua ukubwa wa 17X. Baada ya mawasiliano na majadiliano, kampuni hizo tatu hatimaye ziliunganisha ukubwa kuwa 182mm, na mnamo Juni 2020, kampuni hizo tatu zinazoongoza, pamoja na watengenezaji wengine 7 katika tasnia, kwa pamoja walitoa wafer ya kioo kimoja ya M10 kulingana na vipimo vya 182mm.

Ukubwa wa seli wa 183.75*182.2 unaotumika leo unatokana na msingi wa kiufundi wa 182mm. Kama vile urefu wa ukingo wa 156mm ulivyoendelea kuongezeka hadi 158.75, huongeza eneo la seli kupitia maboresho ya kiufundi bila kubadilisha ukubwa wa moduli, na hivyo kuboresha ufanisi wa kuzalisha umeme.

Mantiki ya wafer ya urefu wa ukingo wa 182 ni tofauti na uanzishaji wa kuruka kwa urefu wa ukingo wa 210. 182 ilitokana na mantiki ya kutoa kinyume kulingana na mazingira ya mpaka yaliyopo ya tasnia. Mazingira makuu ya mpaka yalikuwa urefu wa kontena la usafirishaji na upana wa tanuru ya kioo. Mambo haya mawili yaliamua kwamba kikomo cha juu cha upana wa moduli ni kati ya 1133-1134mm, ambayo inasababisha ukubwa wa seli wa 182mm kwa mpangilio wa safu 6 za seli.

Kwa upande mmoja, nguvu ya moduli ya 182 ni kubwa kuliko moduli ya awali ya toleo la 50 la 210. Muhimu zaidi, moduli ya 182 iliendeleza kikamilifu mpangilio ulioiva wa safu 6 na suluhisho la kiufundi la seli zilizokatwa mara 2, ikiwa na utendaji bora wa bidhaa na mnyororo wa ugavi wa juu na chini unaounga mkono ulioiva. Kwa mantiki ya kufikiri ya tasnia wakati huo, 210 haikuweza kufanywa kuwa mpangilio wa safu 6 za seli, kwa sababu tanuru ya kioo haikuunga mkono na kontena halikuunga mkono. Ilionekana kama 210 ilikuwa karibu kuwa suluhisho lililoshindwa.

Hata hivyo, Trina, kiongozi wa kambi ya 210, alivunja mawazo yaliyowekwa ya wengi wa wataalamu wa tasnia na kupindua mantiki ya jadi ya kubuni, akizindua haraka bidhaa ya moduli ya 210 ya seli 60 kulingana na mpangilio wa safu 6 za seli na seli zilizokatwa mara 2, na nguvu ya moduli kufikia 600W (moduli yenye ukubwa wa 2172*1303).

Wazo la Trina lilikuwa: ikiwa kontena haliungi mkono uwekaji wa pande mbili wa moduli za 210 za safu 6, basi weka moduli wima ndani ya kontena; ikiwa tanuru ya kioo haiungi mkono, basi shirikiana na viwanda vya kioo kuboresha mstari wa uzalishaji; ikiwa mkondo wa seli ya 210 iliyokatwa mara 2 ni mkubwa sana kwa inverter, basi shirikiana na watengenezaji wa inverter kuunda kizazi kipya cha bidhaa. Katika nusu ya pili ya 2020, Trina pia aliongoza kundi la watengenezaji kuanzisha muungano wa tasnia wa 600W+, kwa lengo la kufikia uendelezaji ulioratibiwa wa mnyororo mzima wa tasnia wa 210.

Toleo la nyuzi 6 la moduli ya 210 lilifikia upana wa 1303mm na liliweza kuwekwa wima tu ndani ya kontena. Uwekaji wima ulisababisha matatizo fulani katika baadhi ya mazingira, na wateja wengi hawakupenda njia hii. Kukabiliana na tatizo hili, katikati ya 2022, Trina alipendekeza kwa ujasiri suluhisho la wafer ya mstatili, akizindua 182mmWafer ya mstatili ya 210mm. Moduli inayotokana na wafer ya mstatili ina upana wa 1134mm, sambamba na upana wa jadi wa moduli ya 182, wakati urefu ni 238X. Kisha mwaka 2023, makampuni 9 yanayoongoza ikiwa ni pamoja na Jinko, JA Solar, na Longi kwa pamoja walitoa ukubwa wa moduli ya wafer ya mstatili, iliyothibitishwa kama 23821134.

Kwa moduli ya ukubwa wa 2382*1134, bofya maandishi ili kuona makala ya awali: Kwa nini 2382*1134 ni ukubwa wa dhahabu kwa moduli?

Katika mwaka huu wa 2026, baada ya miaka kadhaa ya migogoro ya ukubwa, sekta ya PV kwa sasa ina vipimo vitatu vikuu vya wafer: 183.75182.2mm, 210182.2mm, na 210210mm. Miongoni mwa hizi, wafer ya 183.75182.2mm, kama toleo la juu la mfululizo wa 182, ina faida ya uwezo uliopo; moduli iliyotengenezwa kutoka wafer ya 210182.2mm inaitwa ukubwa wa dhahabu, ikiwa na gharama ndogo za usafirishaji katika mauzo ya nje ya PV, na inaoana na mistari ya uzalishaji ya moduli ya mfululizo wa 182; sehemu ya soko ya wafer ya 210210mm pia inapanda taratibu.

Mtazamo wa Ooitech

Ooitech inaamini: mabadiliko ya ukubwa wa wafer za PV kutoka 100mm hadi 210mm kimsingi ni uboreshaji wa ushirikiano katika mnyororo mzima wa tasnia, kukuza vitengo vya uzalishaji ili kupunguza gharama kwa kitengo na kupeleka faida kwa wateja wa chini.