“光伏產業行業也並不缺乏創新,比如提升矽晶體的純度,減少原材的浪費,壓縮電池制造成本等等,但問題是,矽電池效率的理論極限已經能一眼看到頭了,這時候再投入大量資源,在矽電池領域進行小修小補式創新,真的劃算嗎?答案是哪怕是1%提升,都非常劃算的,因為這1%目前更緊扣光伏產業降成本的核心命題。”
半導性屬性的光伏
因為碳中和、碳達峰的要求,新能源需求得以巨大增長。新能源包括太陽能、風能、水能、核能等。相比於風能、水能,太陽能受到的環境制約更小,應用前景更廣闊,相比於核能,太陽能更安全、環保。
同時再進一步看,太陽能有更明確的一點獨特,那就是光伏產品本身具有半導體屬性,會有類似摩爾定律的指數效應:隨工藝技術的長期直線發展,性能不斷提升,成本不斷下降。光伏累計產量每增加一倍,其制造成本就會下降約20%,這就使得太陽能能源的獲取,一下子從資源采集變成了製造生產,而製造業恰恰正是中國的強項。
尋找適時適合的降本方案
在去年4月13日的《自然》雜志上,就同時刊登了兩篇提高發電效率的論文。一篇是來自德國的研究團隊,他們使用了一種叫“鈣鈦礦有機疊層”的新型電池,把發電效率提高到了24%。另一篇論文,來自美國麻省理工大學的研究團隊,他們通過一個比較冷門的光伏領域——熱光伏發電,把發電效率一下子提高到了將近40%。遠遠超過了普通光伏技術,很是讓人驚訝。
出現了更好的新技術,我們為什麽不用呢?其實也是基於成本這一產業核心命題。之前也提到:發電站不會因為報告中說它的性能好就選擇升級,只有等這種新技術已經有了N個大規模使用的現成案例,甚至已經連續正常工作了5-10年,而且收益真的比上一代好很多的時候,電站才會在下一次不得不升級改造時引進這項新技術。
甚至在原料端,近一兩年還出現了技術倒退,說的是過去幾乎被市場拋棄的老技術——顆粒矽,現在又重新得到了市場的青睞。之所以這樣,主要也是出於成本考慮,塊狀矽現在每公斤的生產成本是30-35元,而顆粒矽會再低20%左右。
效率提升1%的意義
做做算術題目,先給結論:電池效率提升1%,組件成本大致會下降15%。
每投資100元的光伏電站,組件成本就去到30元,這里還會包含15元的電池片成本。假如組件的轉換效率提升1%,相當於增加了4.5%的發電量,等價於減少了4 .5%投資就能獲取同樣的發電量,因此投資成本變為100-4.5=95.5元。
如果要通過降低制造成本來節省4.5元,組件端需要降4.5/30=15%,電池片端需要降本4.5/15=30%。而且,如果組件在成本占比中繼續下降的話,15%的比例還要繼續放大。
可以通過提升電池效率提升1%,所帶來成本下降的15%,意義與切換電池原料,撫平市場波動有一致的效果,至少在下一代產業革命性改變之前。反映在市場上,發電效率1%的提升,電池等級提高一級,售價也相應地提高20%。
那麽有哪些技術能夠迅速提升電池效率呢?答案是數字化,下面分享訊能集思怎麽幫助一家太陽能電池制造商數字化轉型的案例。
太陽能電池製造廠案例
圖片這家客戶希望透過數字化手段達到提升良率、提高發電效率以及降低報廢等效益。訊能集思提供的是生產精進循環方案,通過AI增強分析+業務建模+仿真優化實現整合制程監控、關鍵問題的分析以及參數模擬與優化,讓生產質量不斷上升。
數據分析的全流程展示:
數據採集、特征與分析建模流程展示:
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實施過程首先是將生產工單、制程參數等設備數據的采集與串接到JarviX平台,在平台監控檢測成果;實時根因分析;通過模擬與預測找到影響的關鍵因子,進而回饋到產線,實現循環優化。
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最終在導入JarviX後,為廠商帶來了發電效率05-1%的提升,整體分析效率80%的提升,並帶動了數據可用性的提升、分析流程的透明化、客戶滿意度的提升。
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不僅僅是半導體產業,訊能集思的生產精進循環在幫助制程良率的優化上,同樣適用於面板、光電、手機、計算機系統周邊、自動化設備制造等產業。
一項技術從發明到真正徹底改變生活,中間經歷的周期可能跨越百年,在如此漫長的叠代之路中,現在的產業難題很可能就是20年後的常規問題,但對於商業環境而言,用20年去等待革新未免又太長,此次案件,讓我們看到技術創新的可能性——數據分析帶來的小修小補式創新同樣可以意義非凡。
關於SYNERGIES
由張宗堯博士在 2016 年時創立於美國波士頓,核心AI技術源于麻省理工學院。全球首創中文對話式決策AI,2019年發表JarviX數據分析全流程平台,透過頂尖AI增強分析技術,降低人員大數據分析門檻,輕量化和標準化企業冗長的分析流程,減少IT(資訊單位)、DT(數據科學家)和OT營運端的溝通成本及組織斷層,大幅提升企業數據決策品質和速度,加速企業數位轉型。Synergies曾獲Gartner評選為亞洲最佳工業AI新創,2021-22年連續獲Gartner Market Guide肯定為全球最佳數位轉型平台之一,成功案例橫跨500強企業及中小企業。