一、Tiger组件介绍
1.1 Tiger组件背景
全球光伏发电补贴和PPA的不断下降，客观要求光伏发电LCOE持续下行。伴随Eagle, Cheetah和Swan组件的推广，组件高功率，高效率的特性叠加双面技术可以带来单位面积更高的发电量以及系统端更低的BOS成本，因此“高能量密度”成为了晶科未来产品的发展方向。秉承着这一理念，晶科能源在2019年10月23日，澳洲All Energy展会上重磅推出了Tiger系列高效叠焊单晶组件。
Tiger组件采用了多主栅+叠焊+半片的先进工艺技术，配合晶科自产高效电池，组件正面最高输出功率可达475W，效率高达21.16%。Tiger组件包含单双面两种版型，双面Tiger组件目前主推含杜邦Tedlar结构的透明背板，在保证了双面5%-30%发电增益的同时，集合了透明背板组件轻质的特点，有效降低光伏发电的度电成本。
1.2 Tiger组件产品介绍
Tiger组件分为单面和双面两大类。单面组件包含66片普通单面组件、66片全黑单面组件（适用分销项目）以及78片普通单面组件；双面组件包含78片的透明背板/双面双玻两种版型。图一是Tiger组件的产品分类和功率路线图，2020年量产功率可达465w。
1.3Tiger组件核心技术
1.3.1行业领先的多主栅技术
晶科Tiger组件创新性的采用了多主栅技术，告别了传统5主栅焊接的模式，通过增加电池片的主栅数来起到降低内部损耗，增加组件功率的效果；通过升级的圆丝焊带，有效对斜射光进行二次反射，大幅提升IAM。
在众多的栅线数目选择中，晶科通过多次试验，结果如图2所示，组件功率随着主栅数量的增加呈先增加后降低的趋势，且拐点基本都处于9主栅位置，此时对应功率为最佳选择。并且随着组件主栅数增加，在工艺制程的精度以及准度上，对组件厂家都是极大的挑战，良率较9主栅相比有明显劣势。综合以上两点，晶科选择9主栅作为Tiger组件的技术路线，实现最高功率输出的同时，有效保证组件可靠性。
1.3.2叠焊技术助力组件提效
在提高功率输出的同时，Tiger组件也创新性的采用了叠焊技术，细节如图3所示。晶科研发通过特殊工艺将电池片进行叠加，告别传统组件的电池片间隙，组件效率＞20.7%。高功率+高效率，契合了“高能量密度”的组件发展趋势，助力平价上网。
叠焊组件的关键技术点有三个：
1.重叠区焊带减薄：Tiger组件使用了柔性的圆丝焊带，在重叠区域对焊带进行压扁设计，整体厚度低于非重叠区域和常规组件。
2.重叠区焊带整形：整形后的焊带形状为变形的”Z”字形，可以有效解决电池片重叠区域与焊带接触面积小的问题，防止碎片及不良。
3.特制的EVA/POE层压后进行重叠区域填充：电池片串接完成后，在层压过程中使用特制的EVA/POE，高温下有效填充重叠区域电池片与焊带之间的缝隙，给电池片提供缓冲作用，保障组件可靠性。
对于叠焊组件，晶科内部进行了严格的单倍/双倍IEC标准测试，结果如图4所示。
结果显示，单倍/双倍IEC标准的测试结果远低于IEC标准要求的5%功率衰减，甚至优于常规组件。叠焊技术在提效的同时，保证了组件优异的可靠性，确保客户电站30年稳定高效的运行。
Tiger组件在面积扩大的同时，亦保持了优异的载荷特性。在动态机械载荷测试中，通过在组件前表面动态施加±1000Pa的压力完成1000次循环，正面功率衰减率仅有0.6%，背面功率衰减率1.68%，远低于IEC标准要求的5%；在静态机械载荷测试中，将组件安装于载荷测试试验台上，对组件正面加压5400Pa，反面加压2400Pa，加压6次每次保持1h，正面功率衰减仅有0.3%，背面功率衰减1.82%，远低于IEC标准要求的5%。
1.3.3半片技术
晶科Tiger系列在采用了新型的多主栅和叠焊组件技术的同时，保持了传统的半片设计，降低组件内部电流和电学损耗，具备高功率和高可靠特性，较常规整片电池组件正面功率提升达15Wp。且户外热斑风险更低。如图5所示，户外正常工作时，半片组件较整片组件，具有更低的工作温度，且同一片组件内部的温度差更低（低约1.8℃），即半片组件能够使热斑发生的概率更小。
在采用竖向安装时，半片组件能够有效抵御阴影遮挡。半片组件采用上半部分和下半部分并联的设计，在早晚阴影遮挡组件的下半部分时，半片组件的上半部分仍能够工作，实现50%的功率输出，而全片组件输出功率为0（图6所示）。此外，半片设计有效降低组件内部的热损耗，从而降低温度系数，晶科半片组件温度系数为-0.35% W/℃，全片组件为-0.37% W/℃，在温度较高地区，组件工作温度可能高达75℃，此时半片组件将比全片组件功率高5%。
二、 Tiger组件系统设计
2.1 Tiger组件与1500V兼容性
Tiger组件优化了组件制作工艺，在保证组件功率和效率优势的同时，降低了开路电压，确保在单个组串中可以连接更多的组件，节省BOS成本。在不同的项目地，单个组串可以接入的组件数和当地的辐照以及电池温度有直接关系，因此，我们对460w的Tiger单面组件进行了不同辐照和电池温度下的开路电压模拟与测试，综合结果图7所示。
上表中绿色标记出来的部分是可以至少安装29块的情况。我们根据环境温度和电池温度的换算公式：Tcell = Tamb + (1/U) * G_POA* Alpha* (1-efficiency)。
公式里U（传热系数）=Uc+Uv*Vwind, Uc=系统传热系数, Uv=风传热系数，Vwind=项目地风速，G_POA=当地实际辐照量（直射光+散射光），Alpha=光吸收率，Efficiency=实际组件效率（考虑阴影遮挡等因素）
以澳洲项目为例，达到逆变器启动电压时，假设辐照为200W/m2,环境温度在0℃。此时的电池温度可以根据公式计算。项目地Uc=29W/m2k, Uv=1.6W/m2k, Alpha=0.9, efficiency=20.71%，计算得到电池温度为6.28℃。从表中的数据可以看到，安装29片是完全符合要求的。
对于Tiger组件的1500V系统设计，客户可以根据项目地详细的辐照、风速和温度等情况来确定每串组件可以接入的组件数，来最大程度发挥系统端优势。晶科也会联合逆变器厂家来对组串进行技术审核，确保设计满足1500V系统安全要求。
2.2 Tiger组件与支架兼容性
Tiger高效组件，可实现主流支架类型兼容，并有效降低支架的成本；目前行业中主要存在固定支架和跟踪支架两种主流类型。
1.固定支架（图8所示），具有高度定制型，基本是针对电站项目实际条件进行骨架设计，支架的设计核心就是迎风和积雪的承载面积。而Tiger高效组件，可实现单位面积更高能量密度，和发电能力；两者结合来看，相同发电量的电站设计，使用Tiger组件，可大幅度降低组件总面积；而如果组件的总体面积下降，那承载面积也会大幅度下降，所以支架的结构设计强度也可以大幅度下降，从而降低成本；
举例说明，如果100MW项目，采用19.6%左右的普通单晶PERC组件，需要100MW/19.6%=510000平方米；采用20.7%左右的高效Tiger组件，需要100MW/20.7%=483091平方米；降低了5.3%的受风和积雪面积，简化理论模型分析，固定支架的总体用钢量可以降低5.3%；同时，固定支架因为考虑恶劣气候，需要设计承载能力更高，而总体面积的下降，有利于部分项目降低设计风险系数，从而进一步节约成本；
2.跟踪支架（图9所示），在Tiger设计之初，就与各主流跟踪支架厂商进行交流，也得到积极效应，具备了兼容性来匹配Tiger高效产品；即使Tiger产品的长边长度较常规组件略有增加，但还是得益于效率的提升，一样可以有效降低迎风和积雪的承载面积，从而给予各跟踪支架厂商优化结构设计的空间来进行成本的下降；
举例说明，采用单排跟踪支架，如果安装常规405W组件19.78%效率，一排30个，总功率是12.15KW，受风和积雪面积需要12.15KW/19.78%=61.4平方米；而如果安装Tiger465W组件，12.15KW仅需安装26个就可以实现；受风和积雪面积需要12.15KW/20.43%=59.5平方米；两者对比，相同功率可实现面积下降3%，这样结构设计的钢用材也可以得到下降；跟踪支架会逐渐优化设计来实现最优匹配；
同时，跟踪支架具备旋转调节性，可以在高风速区域及时调整角度，比如放平设置来降低风压对组件的影响；雪压也可以通过加大倾斜角度，降低雪在组件表面的积累，从而降低雪载对组件的影响；进一步降低组件变大所带来的成本增加幅度；
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