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1、光伏組件接線盒行業(yè)技術水平及特點
光伏組件接線盒是太陽能組件方陣和太陽能電氣控制設備之間的連接裝置,是光伏發(fā)電必不可少的重要組成部分。每塊太陽能電池組件都需要配備一套接線盒和一對連接器,其在組件之間的連接與保護起著關鍵作用,系光伏組件電流“調控中樞”,涉及電氣設計、機械設計與材料科學等多個學科知識的綜合運用。隨著電池組件功率的持續(xù)增長,電池轉換效率亦保持逐年提升,光伏系統(tǒng)內的工作電流顯著提升。
接線盒作為電池組件間重要的連接及保護設備,承擔著光伏組件功率輸出和線路保護,因此需具備更高的載流能力。而載流能力又與散熱性、傳導效率、可靠耐受性等多項指標密切相關。因此,光伏組件接線盒制造企業(yè)需保持同步技術革新,來適應電池片技術的快速發(fā)展,光伏組件接線盒朝更高電流承載能力、更優(yōu)良的散熱能力、更高的系統(tǒng)穩(wěn)定性、更低的生產成本等趨勢發(fā)展。
3、光伏組件接線盒行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及機遇
(1)政策環(huán)境有利于光伏行業(yè)持續(xù)發(fā)展
自 2016年《巴黎協(xié)定》簽署以來,全球包括我國在內已有超過 100個國家和地區(qū)相繼做出“碳中和”承諾,越來越多的國家及地區(qū)將碳中和提升至法律層面。此舉持續(xù)推動全球低碳發(fā)展與能源轉型,可再生的清潔能源成為全球能源改革的共同方向,其中風能、太陽能光伏與核能占了相當大的比重,而太陽能光伏產業(yè)以其清潔環(huán)保的優(yōu)勢成為了全球公認的最具發(fā)展前景的新能源技術之一。
在此背景下,各國政府紛紛出臺利好政策,鼓勵本國的太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展。2022 年 5 月,歐盟可再生能源計劃規(guī)定,2025 年前實現(xiàn)超過 320GW 的光伏并網目標,并到 2030 年進一步擴大到 600GW;在 2026 年后,新建及既有公共、商業(yè)、住宅建筑陸續(xù)強制安裝光伏。
美國政府亦在 2022 年的 8 月份通過的“降低通脹”法案中,明確將 3,690 億美元投向氣候變化和清潔能源領域,包括太陽能光伏組件的稅收減免等支持。在大力發(fā)展清潔能源的時代背景下,我國相關部門也持續(xù)出臺太陽能光伏行業(yè)的利好政策,助力光伏體系高質量建設,向光伏發(fā)電的全面平價時代邁進。
我國在“十四五”規(guī)劃當中提出 2025 年非化石能源在能源消費中的比重達到 20%左右,明確了光伏等可再生能源作為發(fā)展重點,建設清潔低碳、安全高效的能源體系。國家領導人在中共中央政治局第三十六次集體學習時強調:要把促進新能源和清潔能源發(fā)展放在更加突出的位置,積極有序發(fā)展太陽能光伏等可再生能源。在中央政府不斷出臺政策發(fā)出倡議之外,地方政府也陸續(xù)跟進推出一系列配套產業(yè)政策支持光伏企業(yè)進行技術革新,形成有利的政策環(huán)境。
(2)電池組件技術發(fā)展推動光伏組件接線盒技術革新
電池組件技術發(fā)展促進接線盒產品更新迭代。隨著電池組件功率的持續(xù)增長,光伏系統(tǒng)內的工作電流顯著提升?,F(xiàn)有的電池組件發(fā)展趨勢包括硅片大尺寸化,在組件封裝環(huán)節(jié)使用雙面/雙玻、半片、多主柵(MBB)、疊瓦等工藝。
不同技術路徑的電池片技術發(fā)展也使得組件功率顯著提升。根據 CPIA 發(fā)布的數(shù)據,目前 PERC p 型單晶組件(210mm)(66 片)的額定功率可達 660W。隨著光伏行業(yè)技術的持續(xù)發(fā)展及半片、疊瓦、雙面雙玻等高效大功率組件的應用,電流增大會對光伏組件接線盒及其內部的二極管產生影響。
光伏組件接線盒作為電池組件間非常重要的連接及保護設備,其質量和穩(wěn)定性卻大大影響光伏電站的收益,如果工作電流超出接線盒載流能力,輕則發(fā)生短路,降低光伏系統(tǒng)發(fā)電效率,嚴重會引起火災損壞系統(tǒng)。因此,光伏組件接線盒需具備更高的載流能力,而載流能力又與散熱性、傳導效率、可靠耐受性等多項指標密切相關。
從行業(yè)發(fā)展趨勢來看,光伏組件接線盒市場主流產品逐步由單體式接線盒向分體式接線盒轉變,分體式接線盒相對單體式接線盒體積更小、材料用量更少、載流能力更強,具有更優(yōu)異的散熱能力,成為市場主流類型,符合光伏組件大功率發(fā)展的趨勢。
(3)分布式光伏電站引領智能化發(fā)展
2021年全球分布式光伏新增裝機量占比已達46%,其中戶用光伏占比26%,份額連續(xù) 5 年提升。從 2019 年到 2022 年,中國的分布式光伏新增裝機量占比已經從 40%提升到了 59%,其中戶用光伏裝機占比更是提升到了 2022 年的 29%,成為光伏產業(yè)增長的主要驅動力。
集中式電站一般采用通用接線盒,符合大批量光伏系統(tǒng)建設降本增效的大趨勢,戶用與工商業(yè)應用場景的分布式光伏對于接線盒有更多定制化的智能化要求,尤其是與屋頂和建筑結合的光伏發(fā)電 BIPV,更加注重光伏發(fā)電產品的安全性以及使用的方便性。
在屋頂?shù)纫妆徽趽醯姆植际焦夥鼞脠鼍埃悄軆?yōu)化功能能夠有效地消除熱斑效應,降低組件發(fā)電效率的損失;智能關斷能夠在戶用組件因熱斑效應等原因出現(xiàn)電流快速升高的情況下實現(xiàn)快速關斷,從而保護電氣安全,包括美國、加拿大、德國和中國等多個國家紛紛提升了電站建設安全的安全標準,對戶用式光伏場景下智能關斷功能提出要求;智能監(jiān)控能夠實時監(jiān)控分布式光伏的運行情況,符合電網用電端智能化建設的發(fā)展趨勢。
由于技術含量高、研發(fā)投入大,產品成本仍然較高,目前的智能接線盒一般根據客戶需求選擇特定功能,而并不總是將所有功能匯總于單個產品中批量銷售。隨著光伏市場的技術革新和現(xiàn)有的產品升級,分布式光伏系統(tǒng)的普及以及光伏組件功率的提升,光伏組件接線盒的智能化技術將有更廣闊的市場空間。
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