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2020年 6月 24日，晶科、隆基、晶澳等7家企業(yè)聯(lián)合發(fā)布了“關(guān)于建立光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的聯(lián)合倡議“，倡議建立幾何尺寸“182mm*182mm(M10)”的硅片標(biāo)準(zhǔn)。“倡議”一經(jīng)發(fā)布，即引起行業(yè)熱議，可謂“一石激起千層浪”。對(duì)此，記者采訪了鑒衡認(rèn)證中心紀(jì)振雙副主任。

一、 硅片、電池、組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及需要解決的突出問(wèn)題

暫且不論M10硅片生產(chǎn)，以及使用此硅片量產(chǎn)電池和組件的條件是否成熟，“倡議”之所以引起熱議，實(shí)質(zhì)上反映出行業(yè)對(duì)扭轉(zhuǎn)硅片、電池和組件尺寸自行其事、雜亂無(wú)序狀態(tài)的期許。

下圖為近幾年，硅片尺寸、電池和組件形制和版式變化情況圖示。表 1、表 2、表 3為不同硅片、電池形制和組件版式，組件外形尺寸及與系統(tǒng)接口有關(guān)的電學(xué)參數(shù)示例。






從上面的圖、表中可以看出硅片、電池、組件尺寸和版式的雜亂。歸納起來(lái)，近幾年，組件及上游材料尺寸和版式演進(jìn)可分為 3 個(gè)階段：2017 年以前，M1/2 型硅片、60和72型單玻組件為主流形制，主流組件的尺寸相差無(wú)幾，相對(duì)統(tǒng)一；第二批領(lǐng)跑者基地啟動(dòng)以后，為達(dá)到所需效率，設(shè)備企業(yè)開(kāi)始在硅片和組件尺寸上做文章，但仍屬有限調(diào)整；2018 年下半年開(kāi)始，雙玻、雙面發(fā)電組件占比提高，半片、疊片、大硅片相繼出現(xiàn)，組件尺寸開(kāi)始進(jìn)入群雄逐鹿、雜亂、無(wú)序局面。

毋庸置疑，硅片和組件尺寸加大，有利于降低硅片、電池和組件企業(yè)的制造成本；多數(shù)情況下，也可以提高應(yīng)用端單位土地面積的能量密度，進(jìn)而降低 BOSS成本。另外，針對(duì)組件運(yùn)輸條件限制，企業(yè)也可以通過(guò)版型設(shè)計(jì)加以解決。問(wèn)題在于：現(xiàn)有硅片尺寸、電池和組件形制設(shè)計(jì)，并沒(méi)有充分考慮組件使用過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，例如：尺寸和形制過(guò)于雜亂給電站設(shè)計(jì)造成的困擾；尺寸過(guò)大、單塊組件過(guò)重、開(kāi)路電壓過(guò)高給組件安裝和維護(hù)帶來(lái)的問(wèn)題；形制過(guò)雜、更迭過(guò)快給電站運(yùn)營(yíng)期備件管理造成的困難。

能否更好地滿足使用需求，應(yīng)是判斷設(shè)備形制更改或調(diào)整適當(dāng)性的主要標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)組件而言，也應(yīng)重點(diǎn)從更好地滿足應(yīng)用需求角度，規(guī)范組件及上游材料的形制和尺寸。

二、標(biāo)準(zhǔn)化方面的初步想法

盡快制定有利于規(guī)范硅片、電池、組件尺寸和形制的標(biāo)準(zhǔn)，已是行業(yè)共識(shí)，以下就硅片、組件尺寸和形制標(biāo)準(zhǔn)化談兩點(diǎn)想法。

1. 有利于滿足電站使用和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)需要，應(yīng)是確定組件、電池、硅片結(jié)構(gòu)和尺寸的出發(fā)點(diǎn)。

電站需要長(zhǎng)期運(yùn)行，運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的電站或多或少都要更換一部分組件，有的還可能進(jìn)行升級(jí)改造；另外，組件裝卸主要靠人工完成。從安裝和維護(hù)角度，可互換、兼容、輕量、安全、尺寸適度是應(yīng)用端對(duì)組件的基本需求。長(zhǎng)遠(yuǎn)看，應(yīng)從更好地滿足電站使用需求的角度，確定組件機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的約束條件。

例如：

■ 按單一陣列組件數(shù)量（N）和排布方式，預(yù)設(shè)組串和組件基準(zhǔn)尺寸，并按 1/N 遞增或減少組件尺寸，再按組件版型倒算硅片和電池尺寸。以使不同形制組件在結(jié)構(gòu)上兼容，見(jiàn)下圖例；

■ 以目前常用 4mm? 組串線纜最大載流量，倒算組件短路電流的上限值；

■ 按 1000V、1200V、1500V 直流系統(tǒng)電壓等級(jí)，組串預(yù)設(shè)寬度可容納不同制式的組件數(shù)量，倒算組件開(kāi)路電壓的上限值。

需要說(shuō)明的是，上面的示例僅為說(shuō)明思路，并不準(zhǔn)確。

2.序列化、可兼容才是組件、電池和硅片尺寸和形制的發(fā)展方向。

土地資源已成為制約光伏發(fā)展的瓶頸之一，土地最大、最佳化利用，即追求單位土地面積產(chǎn)出最大化，將是未來(lái)光伏的方向之一。另外，光伏已是個(gè)多樣化的市場(chǎng)，站址條件會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，電站柔性、精細(xì)化設(shè)計(jì)也會(huì)成為趨勢(shì)，即使同一電站，也會(huì)根據(jù)站址條件，采用不同的設(shè)計(jì)方案，包括設(shè)備選型。

以下圖為例，“A”、“B”、“C” 三類站址條件，可能會(huì)選用不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括組件尺寸和版式。

談及上述問(wèn)題，想說(shuō)的是，應(yīng)用端的多樣化，必然導(dǎo)致設(shè)備需求的多樣化，不同于其他發(fā)電形式，組件及上游材料均為批量供應(yīng)的產(chǎn)品，像其他大宗工業(yè)品一樣，也不會(huì)是單一形制，重要的是序列化、可兼容。


 原標(biāo)題：專家訪談：亟待規(guī)范——從應(yīng)用角度談組件尺寸及版型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化