Bacaan akhir pekan: Modul lebih besar, ya, tapi lebih baik…?
Ini sekarang sudah menjadi tren yang mapan. Setelah peralihan ke ukuran wafer yang lebih besar terjadi pada tahun 2019, tahun ini hampir semua produsen PV terbesar memperkenalkan modul baru dengan dimensi di atas 2 meter, dan dengan daya lebih dari 500 W – dalam beberapa kasus, setinggi 800 W. Seiring modul-modul ini mulai diproduksi dalam jumlah yang lebih besar, sangat penting untuk melihat tantangan dan peluang yang mereka bawa ke desain sistem, instalasi, dan pengoperasian jangka panjang.
JA Solar memamerkan modul Jumbo 745-810 W mereka di pameran dagang SNEC pada bulan Agustus lalu. Dari modul-modul yang dipajang di stan pameran, jelas terlihat bahwa tren format yang lebih besar kini sudah mapan.
Gambar: JA Solar
Dari Majalah PV 11/2020
Bagi produsen modul Tier-1, peralihan ke format yang lebih besar memiliki manfaat yang jelas dalam hal struktur biaya – dengan adaptasi peralatan, mereka dapat memproduksi modul 600 W dalam waktu yang sama dengan waktu yang dibutuhkan untuk memproduksi modul 400 W, sehingga secara efektif meningkatkan kapasitas produksi mereka. Langkah ini juga dapat meningkatkan pangsa pasar, meninggalkan produsen kecil yang kekurangan modal awal untuk mengadaptasi peralatan guna memproses wafer yang lebih besar, karena mereka tidak mampu menyamai peringkat daya tersebut.
Meskipun peningkatan daya yang sangat besar ini terlihat mengesankan di atas kertas, sering dikatakan bahwa hanya sedikit inovasi di baliknya – hanya peningkatan ukuran. Ada benarnya juga – tanpa peningkatan ukuran, kita hanya akan melihat peningkatan dalam kisaran puluhan watt, bukan ratusan. Tetapi inovasi sel setengah potong (half-cut cells) lah yang benar-benar memungkinkan hal ini. Banyak kerja keras juga telah dilakukan untuk strategi interkoneksi baru, serta upaya untuk mengurangi celah antar sel untuk lebih meningkatkan luas permukaan aktif.
Bagi para produsen yang telah berinvestasi dalam kapasitas produksi yang sangat besar untuk sel dan modul PERC, mungkin hanya ada sedikit pilihan lain yang tersedia, karena cara-cara baru untuk meningkatkan efisiensi semakin sulit ditemukan, dan teknologi sel baru mulai mendekati PERC dalam hal biaya per watt. Dan karena peralihan ke format yang lebih besar ini menjanjikan peningkatan hasil energi dan penurunan LCOE di tingkat proyek, dapat dikatakan bahwa hal ini sama berharganya dengan inovasi lainnya.
Janji, kekhawatiran
Para produsen modul ini menjanjikan bahwa ini bukan hanya pengoptimalan biaya bagi mereka. Sepanjang tahun ini, peluncuran modul baru yang menggabungkan sel 182 mm atau 210 mm telah disertai dengan banyak kemeriahan, dan janji bahwa perubahan tersebut akan menurunkan biaya di tempat lain dalam desain sistem, dan pada akhirnya akan menghasilkan biaya listrik rata-rata yang lebih rendah di tingkat proyek.
Pertama-tama, ada klaim bahwa modul yang lebih bertenaga akan menurunkan biaya untuk sistem pelacak atau rak. Dengan orientasi modul yang tepat, sistem rak hanya perlu diperpanjang sedikit agar dapat menampung lebih banyak modul, dan lebih banyak watt per tumpukan.
Klaim lain yang umum pada sebagian besar modul format besar baru adalah bahwa kombinasi sel yang dipotong, interkoneksi multibusbar, dan desain modul "kembar" mengurangi tegangan modul, sehingga memungkinkan perancang sistem untuk memasang kapasitas energi yang lebih besar dalam ruang yang sama.
“Tegangan rangkaian terbuka yang rendah dan koefisien suhu modul Tiger kami dapat meningkatkan jumlah modul pada tingkat string,” jelas Roberto Murgioni, Kepala Layanan Teknis untuk Eropa di JinkoSolar. “Dan jika kapasitas sisi DC proyek diketahui, jumlah total string dalam proyek dapat dikurangi, yang memungkinkan kepadatan daya sebesar 214 watt per meter persegi.” Meningkatkan jumlah modul per string pada gilirannya akan mengurangi jumlah kabel dan kotak penggabung yang dibutuhkan, sehingga semakin menurunkan biaya BOS.
Saat meluncurkan modul Seri 7 barunya bulan lalu, Canadian Solar mempresentasikan perhitungan bahwa modul baru tersebut, yang berbasis pada wafer 210 mm, memungkinkan para insinyur untuk meningkatkan jumlah modul per string menjadi lebih dari 30. Hal ini mendorong daya per string hingga 20,2 kW, dibandingkan dengan 12,2 kW dari string sekitar 26 modul mono-PERC generasi lama Canadian Solar.
Peluncuran modul-modul ini juga menimbulkan beberapa kekhawatiran terkait peningkatan ukuran. Beberapa pihak mencatat bahwa meskipun ukurannya bertambah, produsen tidak membuat kaca depan lebih tebal, sehingga modul menjadi sedikit lebih rapuh. Namun, Trina Solar melaporkan bahwa mereka telah mengatasi masalah ini dengan memperkuat rangka logam, dan produsen lain melaporkan bahwa modul mereka mampu menahan uji beban mekanis 5.400 pascal yang ditentukan dalam standar IEC. Dengan tegangan yang lebih rendah, arus juga meningkat, yang menyebabkan beberapa pihak menyuarakan kekhawatiran tentang titik panas yang dapat menurunkan kinerja. Sebagai tanggapan terhadap hal ini, produsen menunjuk pada desain setengah sel dan modul kembar, serta celah yang lebih kecil antar sel, sebagai strategi mereka untuk mencegah arus terlalu tinggi. Dan dengan celah yang lebih kecil antar sel – dalam beberapa desain modul, sel-sel sedikit tumpang tindih – pembuangan panas yang lebih baik juga dapat membantu mengurangi kemungkinan terbentuknya titik panas.
Beberapa pihak juga menyatakan kekhawatiran bahwa ukuran dan berat modul-modul ini akan menimbulkan masalah dalam pengiriman dan bagi para pemasang. Para produsen melaporkan bahwa dengan mengemas modul secara vertikal ke dalam peti pengiriman, dan mengeksplorasi optimasi lainnya, mereka mampu mengirimkan volume tinggi tanpa masalah. Dan dari sisi pemasangan, Tomaso Charlemont, pemimpin pengadaan tenaga surya global di pengembang proyek RES Group, mengatakan kepada pv magazine bahwa modul PV baru terbesar biasanya memiliki berat sekitar 35 kg. Ini mirip dengan modul Seri 6 dari First Solar, yang belum menimbulkan masalah besar bagi para pemasang sejak diperkenalkan beberapa tahun lalu.
Bagi para insinyur dan pengembang proyek, masih terlalu dini untuk bekerja dengan modul-modul ini. Dan meskipun banyak klaim produsen tampak valid, ada lebih banyak faktor yang berperan yang baru akan terungkap setelah kita melihat modul-modul tersebut digunakan dalam proyek-proyek nyata. Tino Weiss, kepala pengadaan di BayWare Solar Projects, mengatakan bahwa ia dapat melihat pengurangan biaya kabel yang akan terlihat di lapangan. Pengurangan biaya pada sistem pelacak/rak juga kemungkinan akan terjadi, tetapi akan ada batasan seberapa panjang/lebar kabel yang dapat digunakan tanpa meningkatkan biaya struktur, katanya. Dan ia memperingatkan bahwa peningkatan arus dapat mengakibatkan perlunya sekering dengan rating yang lebih tinggi, sehingga meningkatkan harga kotak penggabung (combiner box). “Pertanyaan sebenarnya adalah berapa banyak penghematan BOS ini yang akan habis dimakan oleh harga modul,” kata Weiss. “Pada akhirnya, apakah Anda dapat mengandalkan penghematan BOS ini akan selalu bergantung pada desain sistem Anda.”
Besar, dan kemudian lebih besar lagi
Munculnya wafer yang lebih besar, dan kemudian format modul yang lebih besar, telah menyebabkan industri dengan cepat terbagi menjadi dua kubu utama, yang mempromosikan wafer 182 mm atau 210 mm. Para produsen tentu saja memastikan bahwa lini sel dan modul baru mampu memproses ukuran hingga dan bahkan melampaui 210 mm, tetapi hal ini dipandang oleh sebagian orang sebagai upaya untuk mengantisipasi kemungkinan harus melakukan peningkatan mahal putaran kedua dalam beberapa tahun ke depan. Dalam hal rencana produksi aktual, industri tampaknya terbagi antara mereka yang memandang peningkatan output daya yang lebih besar yang dimungkinkan oleh wafer 210 mm sebagai tujuan yang layak dikejar segera, dan mereka yang menghargai peningkatan bertahap ke 182 mm sebagai jalur yang kurang berisiko dan mengganggu untuk mencapai hasil energi yang lebih tinggi dan LCOE yang lebih rendah.
Dalam webinar pv magazine baru-baru ini, Trina Solar mempresentasikan studi kasus berdasarkan sistem kemiringan tetap 100 MW, 1500 V, membandingkan modul Vertex miliknya, yang menggunakan sel 210 mm, dengan modul pesaing yang menggunakan sel 182 mm. Hal ini menunjukkan bahwa modul Trina memungkinkan hingga 36 modul dalam satu rangkaian, dibandingkan dengan 27 untuk pesaing, dan peningkatan daya per rangkaian sebesar 35,8%. Dan ini selanjutnya berdampak pada pengurangan 62 tiang penyangga, 3,5 kg baja, dan 1 kilometer kabel per megawatt yang terpasang.
Namun, perubahan yang lebih besar berarti lebih banyak ketidakpastian dan risiko yang lebih tinggi. Modul surya baru yang terbesar dan paling canggih ini sudah memerlukan desain ulang di pemasok pelacak dan inverter, serta tata letak sistem secara keseluruhan, agar pengembang proyek dan investor dapat menuai manfaatnya. Meskipun potensi keuntungannya sedemikian rupa sehingga beberapa orang pasti akan mengambil risiko, dibutuhkan setidaknya beberapa tahun untuk membangun rekam jejak dan agar perubahan tersebut diterima dan dipahami oleh lebih banyak investor.
Sementara itu, modul berbasis wafer 182 mm masih mencapai daya keluaran jauh di atas 500 W, dan sebagai perbandingan, hanya memerlukan sedikit optimasi pada komponen dan tata letak pabrik yang ada. “Modul 182 mm adalah produk yang paling matang dan menguntungkan,” ujar Murgioni dari JinkoSolar. “Dan ini menawarkan hasil dan kapasitas produksi yang terjamin untuk proses pembuatan sel dan modul yang ada di industri.”
Setidaknya dalam jangka pendek, mereka yang mengerjakan sistem lengkap lebih menyukai jalur yang kurang mengganggu. Bayware mengatakan bahwa modul yang menggunakan sel 182 mm dalam tata letak setengah potong tampaknya merupakan solusi optimal.
Tomaso Charlemont dari RES Group juga mengatakan bahwa tanpa rekam jejak, teknologi 210 mm akan terlalu mengganggu bagi perusahaan untuk dipertimbangkan saat ini, meskipun ia tidak akan mengesampingkannya di masa depan. “Ketika mereka memberi tahu Anda bahwa Anda dapat membuat rangkaian lebih dari 30 modul, seluruh desain proyek akan terpengaruh, misalnya, pelacak perlu disesuaikan dan inverter membutuhkan perlindungan sekering yang berbeda,” jelasnya. “Ini melibatkan tata letak yang sama sekali berbeda. Itu tidak akan terjadi dalam semalam.”
Namun, Charlemont selanjutnya menjelaskan bahwa dengan menggunakan modul 182 mm, RES telah mampu mengambil proyek yang sudah ada yang awalnya direncanakan dengan modul M6 (166 mm), dan menghitung ulang untuk format 182 mm yang lebih besar. Dan perhitungan baru tersebut menunjukkan penghematan biaya modal sekitar $0,01/W.
“Anda tetap berada dalam batasan yang dapat Anda evaluasi dengan cepat bersama para produsen inverter dan struktur pemasangan menggunakan solusi terkini. Kami dapat membawa modul 182 mm ke investor dan memberi tahu mereka 'ini adalah angka yang telah divalidasi, disetujui oleh seorang insinyur independen.' Ini adalah modul yang berbeda tetapi implementasinya mudah,” jelas Charlemont. “Anda dapat memahami mengapa para produsen begitu yakin, karena mereka tahu bahwa apa yang telah kami lakukan adalah pekerjaan yang mudah dan menguntungkan secara finansial.”
Pergeseran ke wafer 210 mm dan modul dengan daya 600 W atau lebih tinggi merupakan langkah ke wilayah baru, dan diperlukan rekam jejak kinerja agar investor dapat melihat sistem yang dirancang dengan modul ini sebagai investasi yang layak. Namun, industri telah memperhatikan hal ini, dan beberapa pemain besar kemungkinan akan bersedia mengambil risiko pada iterasi baru dari teknologi yang sudah ada dan dipahami dengan baik seperti ini. Pemasok tracker dan inverter juga bekerja cepat untuk mengoptimalkan penawaran mereka agar sesuai dengan modul terbesar, dan produsen telah melaporkan penjualan modul 182 mm dan 210 mm, dan tampaknya sangat yakin bahwa langkah ini akan sukses.
Untuk saat ini, baik 182 mm maupun 210 mm, tampaknya format wafer dan modul yang lebih besar akan tetap ada. Analis termasuk Wood Mackenzie (lihat grafik di hal. 34) dan PV InfoLink memperkirakan kedua ukuran ini akan mewakili sekitar 90% pasar pada tahun 2025, dengan 210 mm mulai mendapatkan keunggulan di tahun-tahun berikutnya – mencerminkan waktu yang dibutuhkan agar tren baru ini mapan dan mencapai kelayakan investasi.
Berita ini bersumber dari majalah pv
