Pin mặt trời vs Tấm pin mặt trời: Những gì tên máy không nói

Câu trả lời nhanh: Câu trả lời ngắn gọn: tấm pin mặt trời và tấm quang điện mặt trời được sản xuất bởi hai ngành công nghiệp khác nhau trong hai nhà máy khác nhau. Sản xuất tấm pin bắt đầu với một tấm wafer silicon và sử dụng lò khuếch tán, PECVD và máy in lụa để tạo ra một thiết bị khoảng 0,5 V đến 0,6 V, và khoảng 95% tấm pin thương mại là silicon tinh thể. Sản xuất tấm quang điện, hay module, bắt đầu với các tấm pin đã hoàn thiện và sử dụng máy hàn chuỗi, trạm xếp lớp, máy ép laminate, máy đóng khung và máy kiểm tra để lắp ráp 60 đến 144 tấm pin thành một module kín có công suất 400 W đến 700 W. Nhà máy sản xuất tấm pin cần lò trên 800 °C và điều kiện phòng sạch; dây chuyền module hoạt động ở nhiệt độ ép laminate gần 150 °C trong một nhà xưởng công nghiệp thông thường. Ooitech xây dựng dây chuyền module từ 5 MW đến 1,2 GW và không sản xuất thiết bị chế tạo tấm pin. Sự nhầm lẫn về tên gọi là có thật ngay cả trong danh mục của chúng tôi, nơi những máy xử lý tấm pin trong quá trình lắp ráp module lại mang tên tấm pin mặt trời.

Bởi Jerry, Tiếp thị Sản phẩm tại Ooitech

Tôi nhận được một phiên bản của câu hỏi này gần như mỗi tuần: một người mua hỏi liệu chúng tôi có sản xuất tấm pin mặt trời không, và thứ họ thực sự muốn xây dựng là một dây chuyền module. Đôi khi họ đã so sánh báo giá nhà máy sản xuất tấm pin một thời gian trước khi có ai đó hỏi cái gì đi vào ở đầu quy trình của họ.

Điều này xảy ra liên tục, và đó không phải lỗi của người mua. Máy móc của chính chúng tôi được gọi những cái tên như Máy Cắt Laser Tấm Pin Mặt Trời và Máy Hàn Chuỗi Tấm Pin Mặt Trời. Chúng xử lý tấm pin, và chúng nằm trong một nhà máy sản xuất tấm quang điện.

Hai nhà máy, hai ngành kinh doanh khác nhau

Tấm pin mặt trời là một thiết bị quang điện đơn lẻ — kích thước khoảng 16 đến 23 cm, tạo ra khoảng 0,5 đến 0,6 vôn. Một tấm quang điện mặt trời chứa nhiều tấm pin được nối nối tiếp để tăng điện áp, sau đó nối song song để tăng dòng điện.

Đó là toàn bộ mối quan hệ. Hai sản phẩm được sản xuất bởi hai ngành công nghiệp.

Chúng tôi tại Ooitech cung cấp dây chuyền sản xuất tấm quang điện từ 5 MW đến 1,2 GW. Chúng tôi không sản xuất lò khuếch tán, hệ thống PECVD hay máy in lụa. Nếu bạn đang xây dựng một nhà máy sản xuất tấm pin, tôi là người sai để hỏi.

Nơi sản xuất tấm pin kết thúc

Sản xuất tấm pin bắt đầu với polysilicon và kết thúc với một hộp tấm pin đã kiểm tra. Năm bước, đại khái.

Polysilicon được nấu chảy và hoặc đúc thành thỏi đa tinh thể hoặc kéo thành thỏi đơn tinh thể bằng quy trình Czochralski. Các thỏi được cắt thành wafer, làm sạch và tạo nhám bề mặt để chúng bắt được nhiều ánh sáng hơn.

Tấm pin mặt trời đơn tinh thể cắt đôi với các thanh busbar, trước khi lắp ráp module

Sau đó là pha tạp. Boron và phốt pho được khuếch tán vào để tạo ra một mối nối p-n, và đường dẫn điện hình thành quanh mép wafer được loại bỏ để ngăn ngừa đoản mạch. Tiếp theo là lớp phủ chống phản xạ, thường là silicon nitride được lắng đọng bằng lắng đọng hơi hóa học tăng cường plasma. Cuối cùng, các tiếp điểm kim loại được in lụa bằng bạc hoặc bột đồng và nung.

Khi quá trình đó kết thúc, bạn có một tấm pin. Nó được kiểm tra, phân loại theo dòng điện, đóng gói và bán. Đó là sự kết thúc của một ngành công nghiệp.

Khoảng 95% tấm pin PV thương mại là silicon tinh thể, và phần còn lại chủ yếu là màng mỏng cadmium telluride. Chế tạo tấm pin đòi hỏi vốn lớn và bị chi phối bởi một số ít ông lớn. Mỗi lần thay đổi thế hệ, từ Al-BSF sang PERC và từ PERC sang TOPCon, đều được thúc đẩy bởi cùng một nhóm nhà sản xuất tập trung. Riêng PERC đã tăng thêm khoảng 12% sản lượng năng lượng so với cấu trúc Al-BSF cũ hơn.

Nơi sản xuất tấm quang điện bắt đầu

Các tấm pin mặt trời đã phân loại đi vào dây chuyền lắp ráp module trên băng tải

Lắp ráp module tiếp nhận hộp tấm pin và biến nó thành một sản phẩm. Sáu trạm, theo thứ tự.

Nó bắt đầu với một laser cắt tấm pin theo kích thước cho các định dạng cắt đôi và shingled. Laser đặt quá nóng sẽ làm hỏng mép tấm pin, và vết nứt vi mô mà nó để lại vẫn vô hình cho đến khi kiểm tra điện phát quang — lúc đó module đã được niêm phong. Sau đó máy hàn chuỗi hàn dải ribbon lên mỗi tấm pin và nối chúng thành một chuỗi nối tiếp. Trên AM050FH của chúng tôi, phạm vi tấm pin chạy từ 161 mm đến 230 mm, tỷ lệ vỡ tấm pin dưới 0,2% và năng suất hàn trên 95%. Cả hai lỗi đều không thể sửa chữa ở công đoạn sau. Một tấm pin bị nứt đi vào máy ép laminate sẽ ra ngoài dưới dạng phế phẩm, không phải hàng sửa lại.

Đầu hàn đặt dải ribbon đồng lên tấm pin mặt trời

Máy hàn chuỗi tấm pin mặt trời tự động trong nhà máy sản xuất module

Xếp lớp là nơi chồng vật liệu được ghép lại: các chuỗi được đặt trên kính, với chất đóng gói (EVA) ở trên và dưới và tấm lưng ở trên cùng. Sau đó máy ép laminate hút chân không, tạo áp lực và giữ chồng vật liệu ở gần 150 °C cho đến khi EVA liên kết ngang thành một khối kín. Cửa sổ nhiệt độ đó hẹp hơn so với các tài liệu quảng cáo thiết bị gợi ý, và một tấm ép có góc lạnh sẽ để lại chất đóng gói chưa đóng rắn sẽ bong tróc nhiều năm sau. Bản thân máy ép laminate là nơi tập trung phần lớn rủi ro đó. Đóng khung, hộp nối và kiểm tra cuối cùng hoàn thiện module, và hai cổng kiểm tra thuộc dạng nội tuyến thay vì ở cuối dây chuyền. Một nhà máy chỉ kiểm tra module thành phẩm đã ép laminate mọi lỗi hàn chuỗi vào một sản phẩm mà nó không thể sửa lại.

Kiểm tra điện phát quang các chuỗi tấm pin đã hàn

Mọi máy trong danh sách đó đều nằm trên một dây chuyền module, kể cả những máy được đặt tên theo tấm pin.

Phía tấm pin được viết riêng trong hướng dẫn quy trình sản xuất tấm pin mặt trời TOPCon.

Tại sao sự nhầm lẫn lại tốn tiền

Hiểu sai điều này sẽ thay đổi kế hoạch vốn của bạn theo cấp số nhân.

Một nhà máy sản xuất cell cần lò nhiệt độ cao, thiết bị lắng đọng chân không và môi trường đạt chuẩn phòng sạch. Một nhà máy sản xuất module cần một nhà xưởng công nghiệp, nguồn điện vừa phải và một đội ngũ kỹ thuật có thể được đào tạo trong vài tháng. Với cùng một sản lượng danh nghĩa, mức đầu tư chênh lệch khoảng một cấp số nhân. Khoảng cách đó thể hiện ở tòa nhà bạn thuê, kết nối điện bạn xin, giấy phép, kỹ năng bạn tuyển dụng và thời gian bạn chờ đợi trước khi module thương mại đầu tiên rời khỏi cửa. Những người mua dự trù ngân sách cho sai loại nhà máy hoặc huy động vốn quá nhiều mà không thể triển khai, hoặc huy động quá ít và đình trệ giữa chừng với một cái vỏ nhà xưởng trống không thiết bị.

Có một cái bẫy thứ hai. Các nhà cung cấp báo giá theo MW mỗi năm, và MW mỗi năm một phần là phép tính công suất watt. Lấy một máy xử lý 24 module mỗi giờ. Định mức module ở 275 W và bạn có khoảng 57 MW một năm. Định mức cùng module đó ở 550 W và cùng chiếc máy đó đột nhiên sản xuất 114 MW. Không có gì trong buồng, máy bơm hay chu trình thay đổi. Khi so sánh báo giá, hãy yêu cầu số module thương mại được mỗi giờ và tự quy đổi sang MW bằng sản phẩm bạn thực sự sẽ sản xuất.

Công suất PV lắp đặt toàn cầu đạt khoảng 1.185 GW vào cuối năm 2022, cung cấp hơn 6% điện năng thế giới, và chi phí điện mặt trời đã giảm khoảng 85% kể từ năm 2010. Sự tăng trưởng như vậy kéo rất nhiều người mới tham gia vào lắp ráp module, đó chính là lý do vì sao rất nhiều người mua lần đầu đặt ra câu hỏi cell hay panel.

Vì sao sự nhầm lẫn vẫn tồn tại

Con số 95% khiến sản xuất cell nghe như một ngành rộng lớn trong khi thực tế nó hẹp và tập trung. Yếu tố lớn hơn lại gần gũi hơn. Các dây chuyền module mua cell, xử lý cell, cắt cell và kiểm tra cell suốt cả ngày, nên việc đặt tên thiết bị theo thứ nó chạm vào là điều tự nhiên. Thói quen đó trở nên vô ích ngay khi bạn đang cố tìm hiểu mình đang được bán cái gì.

Bốn điều cần hỏi trước khi so sánh báo giá

Hãy hỏi những điều này trước khi bạn so sánh bất kỳ hai báo giá nào.

Bắt đầu bằng việc yêu cầu danh sách trạm. Một báo giá dây chuyền module liệt kê máy hàn nối, máy xếp lớp, máy ép laminate, máy đóng khung và máy kiểm tra — toàn bộ trình tự ở đây — trong khi báo giá dây chuyền cell liệt kê lò, thiết bị lắng đọng và máy in. Chỉ một câu trả lời đó thường là đủ để phân định.

Nếu không, hãy hỏi cái gì được đưa vào ở đầu quy trình. Tấm wafer nghĩa là sản xuất cell; thùng cell thành phẩm nghĩa là lắp ráp module. Hãy hỏi tòa nhà trông như thế nào — một nhà xưởng đạt chuẩn phòng sạch với nguồn điện lớn chỉ ra một nhà máy cell, một nhà xưởng công nghiệp thông thường là dây chuyền module. Và hỏi sản lượng được đo bằng gì: module mỗi giờ là dây chuyền module, wafer mỗi giờ là dây chuyền cell.

Một nhà cung cấp không thể trả lời rõ ràng câu hỏi đầu tiên thì đã trả lời nó rồi.

Câu hỏi thường gặp

Có phải tấm pin mặt trời chỉ là nhiều cell mặt trời? Về mặt điện, đúng vậy — 60 đến 72 cell mắc nối tiếp, hoặc 144 ở dạng nửa tấm. Về mặt vật lý, nó là một sản phẩm khác từ một nhà máy khác. Các cell đến đã hoàn thiện và được phân loại; công việc của dây chuyền module là kết nối, đóng gói và bảo vệ chúng.

Một công ty có thể vận hành cả hai không? Một số nhà sản xuất lớn làm vậy, tại cùng một địa điểm. Chúng là những tòa nhà riêng biệt với thiết bị riêng và thường là đội ngũ riêng, và hầu hết các nhà sản xuất module mua cell từ các nhà sản xuất cell chuyên biệt.

Nhà cung cấp của tôi báo giá một "máy cell mặt trời". Nó dùng cho nhà máy nào? Hãy kiểm tra quy trình. Nếu nó hàn dải ribbon, cắt cell cho bố cục nửa tấm, hoặc kiểm tra module thành phẩm, thì đó là thiết bị dây chuyền module.

Cái nào có lợi nhuận cao hơn? Lắp ráp module, theo những con số tôi thấy, nhưng lợi thế mỏng hơn so với khoảng cách vốn gợi ý. Một dây chuyền module cần ít vốn hơn và đạt sản xuất trong vài tháng, nên nhiều nhà máy cạnh tranh cho cùng đơn hàng và biên lợi nhuận vẫn eo hẹp. Sản xuất cell cần vốn nhiều hơn hẳn và bị chi phối bởi một số ít chủ sở hữu, điều này giữ giá ổn định hơn nhưng khiến việc gia nhập gần như bất khả thi nếu không có bảng cân đối lớn. Dù thế nào, tỷ lệ sử dụng công suất quyết định kết quả từ rất lâu trước khi công nghệ làm điều đó.

Hiệu suất cell có giới hạn mức module của tôi có thể đạt được không? Có, và mức trần đó được cố định trước khi cell đến tay bạn. Một dây chuyền module có thể giữ nguyên hiệu suất cell hoặc làm mất nó, thông qua vết nứt vi mô, mối hàn nguội hoặc EVA không bao giờ liên kết chéo hoàn toàn. Nó không thể thêm hiệu suất mà cell vốn không có. Một dây chuyền module bảo vệ một mức trần mà nó không tạo ra.

Báo giá của tôi tính bằng MW mỗi năm. Liệu có thể so sánh được không? Chỉ khi cả hai báo giá dùng cùng công suất watt module và cùng giả định thời gian hoạt động. Trước tiên hãy quy đổi sang số module thương mại được mỗi giờ, rồi áp dụng công suất watt của sản phẩm bạn.

Cần làm gì tiếp theo

Lần tới khi bạn gửi yêu cầu, hãy đặt một dòng ở đầu: vui lòng bao gồm danh sách trạm đầy đủ kèm thời gian chu kỳ mỗi trạm. Những nhà cung cấp có nó sẽ gửi trong hai phút. Những nhà cung cấp không có sẽ gửi một con số MW mỗi năm thay vào đó.