Fotovoltaik Valf Boyutlarının Evrim Tarihi

Ürün Tanıtımı

Fotovoltaik hücrelerin gelişimini takip ettiyseniz, güneş hücrelerinin kenar uzunluğunun 100mm'den 125mm'ye, ardından 156mm'ye ve günümüzde 210mm'ye kadar büyüdüğünü bilirsiniz.

Fotovoltaik endüstrisi olgunlaştıkça hücre boyutlarının giderek büyüdüğünü açıkça görebiliyoruz. Peki daha büyük hücre boyutu tüm PV endüstri zincirine ne tür bir etki getiriyor? Ve bu boyut değişiklikleri aslında neye dayanıyor?

PV Endüstri Zincirine Etkisi

1) Hücre Üreticileri

Daha büyük hücre boyutları, hücre şirketlerinin üç ana maliyeti düşürmesine yardımcı olur: silikon malzeme, kristal çekme ve dilimleme.

Hücre üretimi için temel ekipman (tek kristal fırınları ve dilimleme makineleri gibi) genellikle "saat başına parti" veya "makine vardiyası başına dilim" ile ölçülür. Daha büyük boyut, tek bir fırının veya tek bir makinenin çalışma başına daha fazla hücre üretmesi anlamına gelir. Örneğin, 210mm hücrenin alanı 156mm olanın yaklaşık 1.82 katıdır, bu nedenle dilimleme verimi aynı kalırsa, tek bir dilimleme makinesinin saatlik çıktısı %80'den fazla artabilir.

Ekipman amortismanı, enerji tüketimi ve işçilik gibi sabit maliyetler daha büyük bir hücre alanına yayılır, bu nedenle hücre başına silikon dışı maliyet (elektrik ve malzemeler gibi) belirgin şekilde düşer. Sektör verilerine göre, 156mm'den 210mm'ye yükseltme, hücre aşamasının silikon dışı maliyetini kabaca %20-%30 oranında düşürebilir.

2) Hücre Üreticileri

Daha büyük hücreler, hücrelerin "kenar kaybını" azaltır, çünkü hücre alanı ne kadar büyükse, geçersiz kenar bölgelerinin oranı o kadar düşüktür.

Hücre üretiminin "hat hızı" temelde sabittir (PECVD ve serigrafi baskı döngü süreleri gibi), bu nedenle daha büyük boyut, tek bir üretim hattının hücre çıktısını orantılı olarak artırır ve hücre başına gümüş macunu, hedef ve diğer malzemelerin sarfiyat maliyetini düşürür. Örneğin, 210mm hücrenin gümüş macunu tüketimi 182mm hücrenin yaklaşık 1.3 katıdır, ancak alan 1.82 kat daha büyüktür, bu nedenle watt başına gümüş macunu maliyeti aslında yaklaşık %28 düşer.

3) Modül Üreticileri

Daha büyük gofretlerden yapılan hücreler, modül boyutunu büyümeye zorlayarak modül üreticilerinin paketleme maliyetlerini düşürmesine ve daha yüksek güç yoğunluğu elde etmesine olanak tanır.

Modül paketlemenin temel maliyetleri cam, kapsülleme filmi, çerçeveler ve bağlantı kutuları gibi yardımcı malzemeler ile şeritleme ve laminasyon gibi işlemlerin işçilik ve ekipman maliyetleridir. Daha büyük boyut, watt başına daha az yardımcı malzeme kullanılması ve watt başına işçilik maliyetinin de düşmesi anlamına gelir.

4) Enerji Santrali Yatırımcıları

Daha büyük modüller daha yüksek güç yoğunluğu sağlayabilir (örneğin, 210R hücre modülleri 600W+ seviyesine ulaştı ve 210 hücreden yapılan 700W+ modüller seri üretimde), bu da bir santralin ihtiyaç duyduğu modül sayısını, montaj yapısı miktarını ve kablo uzunluğunu azaltarak enerji santrali yatırımcıları için maliyeti dolaylı olarak düşürür.

Gofret boyutlarının sürekli büyümesi, esasen gofret üreticileri, hücre testi, modül üreticileri, enerji santrali yatırımcıları ve diğer birçok taraf için "maliyet düşürme ve verimlilik artırma" konusunda işbirlikçi bir yükseltmedir. Üretim birimi boyutunu büyüterek ve birim maliyeti düşürerek, kazançlar zincir boyunca aşağı akıştaki oyunculara aktarılır.

Teknik Parametreler

Teknik Avantajlar

• Daha büyük gofretler, üretim aşamasında daha düşük silikon malzeme, kristal çekme ve dilimleme maliyetleri sağlar

• Tek bir dilimleme makinesi, 156mm'den 210mm'ye geçerken saatlik çıktıyı %80'den fazla artırabilir

• 156mm'den 210mm'ye yükseltme yapıldığında gofret aşamasının silikon dışı maliyeti yaklaşık %20-%30 oranında düşebilir

• Azaltılmış kenar kaybı ve watt başına daha düşük gümüş macun maliyeti (210mm hücreler için yaklaşık %28 daha düşük)

• Daha yüksek güç yoğunluklu modüller, gereken modül sayısını, montaj yapılarını ve kablo uzunluğunu azaltır

Ürün Uygulaması

PV Gofret Gelişiminin Tarihçesi

Fotovoltaik gofretler başlangıçta yarı iletken tek kristal malzemelerden geldiğinden, PV endüstrisi uzun süre 6 inç ve 8 inç (çap) yarı iletken gofret boyutlarını takip etmiş, kenar uzunluğu olarak sözde 5 inç gofret (125mm) ve 6 inç gofret (156mm) karşılık gelmiştir.

PV endüstrisi büyüdükçe ve gofret ve hücre talebi arttıkça, yerli kristal çekme, dilimleme ve hücre üretim ekipmanlarındaki ilerlemeyle birlikte, 5 inç gofret (125mm) kademeli olarak PV zincirinden çıkmıştır. 2012'den sonra, bir veya iki özel hücre üreticisi dışında, 125mm gofret piyasa tarafından temelde aşamalı olarak kaldırılmıştır.

156mm (8 inç kristal büyütme) gofretler daha sonra ana akım boyut haline gelmiştir. Bundan sonra endüstri, 8 inç kristal büyütme platformunda küçük artışlar denemeye başlamıştır. 2013 sonunda, Zhonghuan ve Longi dahil beş şirket ortaklaşa M1 (156.75-φ205mm) ve M2 (156.75-φ210mm) gofret standartlarını yayınlamıştır. Modül boyutunu değiştirmeden M2, gofret alanını (%2.2) artırmış ve modül gücünü 5W'den fazla yükselterek hızla endüstri standardı haline gelmiş ve birkaç yıl boyunca istikrarlı kalmıştır.

Sonraki yıllarda, büyük gofret üreticileri M1 ve M2 temelinde teknik yükseltmeler kullanarak gofret kenar uzunluğunu 158.75, 161.7, 166mm ve diğer boyutlara çıkarmaya devam etmiştir. 158.75mm gofretin avantajı, mevcut tüm iç kapasitenin düşük maliyetle teknik yenileme yoluyla yükseltilebilmesidir. Çok eski hücre tesislerinde bile 1GW yenileme maliyeti kabul edilebilir bir aralıkta kalmıştır.

166.00mm'lik gofretin avantajı, alanının M2'den %12.22 daha büyük olması ve bu gofreti kullanan 72 hücreli modüllerin 420-430W'a ulaşabilmesidir. Aynı zamanda bu boyut, mevcut ekipmanların kapasite sınırına yakındı ancak aşmıyordu, bu nedenle yenileme maliyeti kontrol edilebilir kaldı.

156mm'den 166mm'ye kadar, bu aşamadaki tüm üreticiler mevcut 8 inçlik kristal büyütme platformunda teknik yükseltmeler yaparak gofret alanını artırıyordu.

Ağustos 2019'da Zhonghuan bir sıçrama yaparak 210mm kenar uzunluğuna sahip G12 tek kristal gofreti piyasaya sürdü ve yarı iletken gofret boyutu spesifikasyonunu doğrudan PV'ye uyguladı. Amaç, daha büyük gofretler aracılığıyla modül gücünde bir sıçrama ve üretim maliyetinde daha fazla düşüş sağlamaktı. Ancak o zamanlar 210 gofretinin PV zincirinde neredeyse hiçbir yukarı veya aşağı yönlü endüstri desteği yoktu ve sektörün çoğu 210'a şüpheyle yaklaşıyordu.

2019'da, 210 gofretini en erken benimseyenlerden Trina ve Zhonghuan, bir sonraki nesil yeni modül ürünlerini piyasaya sürdü. 210 gofretinin 50 versiyonuna dayanan maksimum güç 500W'a ulaştı ve bu aynı zamanda PV endüstrisindeki ilk 500W ürünüydü. O zamanki PV cam spesifikasyonlarıyla sınırlı olan modül, 6 sütun hücre haline getirilemedi ve yalnızca tek sayıda 5 sütun halinde yapılabildi; tek sütun düzeni, modülün uçan tel tasarımı kullanması gerektiği anlamına geliyordu. Ayrıca o zamanki invertör akımıyla sınırlı olan hücreler, sektörde yaygın olan yarı kesim kullanılamadı ve yalnızca üçte bir oranında kesilebildi.

Zhonghuan'ın 210 kenar uzunluğuna sahip gofretinin piyasaya sürülmesi ve 210 modüllerinin 500W+ güce ulaşabilme avantajıyla, 2019'un sonunda Jinko, JA Solar ve Longi tarafından temsil edilen modül liderleri derin düşüncelere daldı. Bir yandan bu şirketler 500W modülün etkisine karşı koyacak bir ürün istiyordu; diğer yandan tek sütunlu ve üçte bir kesimli tasarımlara sahip ürünler yapmak istemiyorlardı.

Bu nedenle bu üç şirket 210'u seçmedi ve hepsi tesadüfen 500W+ ürünler elde etmek için geleneksel çift sayılı 6 sütunlu hücre düzenini kullanmayı düşündü. Aslında üçünün spesifikasyonları başlangıçta aynı değildi. Jinko ve JA Solar, 2020'nin ilk çeyreğinin sonunda kabaca 180mm'lik bir gofret boyutuna karar verirken, Longi başlangıçta 17X boyutunu belirledi. İletişim ve müzakere sonrasında üç şirket sonunda boyutu 182mm'de birleştirdi ve Haziran 2020'de üç lider şirket, sektördeki diğer 7 üreticiyle birlikte 182mm spesifikasyonuna dayalı M10 tek kristal gofretini ortaklaşa piyasaya sürdü.

Bugün kullanılan 183.75*182.2 hücre boyutu, 182mm teknik temeline dayanmaktadır. Tıpkı önceki 156mm kenar uzunluğunun 158.75'e yükselmesi gibi, modül boyutunu değiştirmeden teknik iyileştirmelerle hücre alanını artırarak enerji üretim verimliliğini yükseltir.

182 kenar uzunluğundaki wafer'ın mantığı, 210 kenar uzunluğunun sıçramalı tanıtımından farklıdır. 182, sektörün mevcut sınır koşullarına dayalı ters tümdengelim mantığıyla oluşturuldu. Ana sınır koşulları, nakliye konteynırının yüksekliği ve cam fırınının genişliğiydi. Bu iki nokta, modül genişliğinin üst sınırının 1133-1134mm arasında olduğunu belirledi ve bu da 6 sütunlu hücre düzeni için 182mm hücre boyutuna yol açtı.

Bir yandan, 182 modülün gücü önceki 50 versiyon 210 modülden daha yüksektir. Daha da önemlisi, 182 modül, olgun 6 sütunlu düzen ve 2 kesimli hücre teknik çözümünü tamamen sürdürdü, daha iyi ürün performansı ve olgun bir destekleyici yukarı ve aşağı akış tedarik zinciri ile. Sektörün o zamanki düşünce mantığına göre, 210, 6 sütunlu hücre düzenine dönüştürülemezdi, çünkü hem cam fırını desteklemiyordu hem de konteynır desteklemiyordu. Görünüşe göre 210 başarısız bir çözüm olacaktı.

Ancak, 210 kampının lideri Trina, çoğu sektör uygulayıcısının sabit düşüncesini kırdı ve geleneksel tasarım mantığını altüst ederek, 6 sütunlu hücre düzeni ve 2 kesimli hücrelere dayalı 60 hücreli 210 modül ürününü hızla piyasaya sürdü ve modül gücü 600W'a kadar ulaştı (boyutu 2172*1303 olan modül).

Trina'nın fikri şuydu: konteynır 6 sütunlu 210 modülün iki katlı yan yerleşimini desteklemiyorsa, modülleri konteynıra dikey olarak yerleştirin; cam fırını desteklemiyorsa, cam fabrikalarıyla el ele verip üretim hattını yükseltin; 2 kesimli 210 hücre akımı invertör için çok yüksekse, invertör üreticileriyle işbirliği yaparak yeni nesil ürünler geliştirin. 2020'nin ikinci yarısında Trina, tüm 210 endüstri zincirinin koordineli tanıtımını sağlamak amacıyla 600W+ endüstri ittifakını kurmak için bir grup üreticiye liderlik etti.

210 modülün 6 dizili versiyonu 1303mm genişliğe ulaştı ve yalnızca konteynıra dikey olarak yerleştirilebiliyordu. Dikey yerleştirme bazı senaryolarda belirli sorunlara neden oldu ve birçok müşteri bu yöntemi sevmedi. Bu sorunla karşı karşıya kalan Trina, 2022 ortalarında cesurca dikdörtgen wafer çözümünü önererek 182mm'lik bir210mm dikdörtgen levha. Dikdörtgen levhaya dayalı modülün genişliği 1134mm olup, geleneksel 182 modül genişliğiyle uyumludur, uzunluğu ise 238X'tir. Ardından 2023'te Jinko, JA Solar ve Longi dahil 9 lider şirket, dikdörtgen levha modülünün boyutunu ortaklaşa duyurdu ve 2382 olarak onaylandı.1134.

2382*1134 boyutundaki modül için, geçmiş makaleyi görüntülemek üzere metne tıklayın: 2382*1134 neden modüller için altın boyuttur?

Günümüz 2026'da, birkaç yıllık boyut tartışmalarının ardından, PV endüstrisinde şu anda üç ana levha standardı bulunmaktadır: 183.75182.2mm, 210182.2mm ve 210210mm. Bunlar arasında, 183.75182.2mm levha, 182 serisinin gelişmiş versiyonu olarak, mevcut kapasite avantajına sahiptir; 210'dan yapılan modül182.2mm levha altın boyut olarak adlandırılır, PV ihracatında daha düşük nakliye maliyetleri sağlar ve 182 serisi modül üretim hatlarıyla uyumludur; 210'un pazar payı210mm levha da giderek artmaktadır.

Ooitech Görüşü

Ooitech şuna inanıyor: PV levha boyutlarının 100mm'den 210mm'ye evrimi, temelde tüm endüstri zincirinde işbirlikçi bir yükseltmedir, üretim birimlerini ölçeklendirerek birim maliyetleri düşürür ve faydaları aşağı yönlü aktarır.