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光伏發電如何控制度電成本?

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人氣:-發表時間:2022-03-17 13:44【

如何提升光伏系統發電量降低LCOE(度電成本),總的來講我認為有三個方向需要努力:高效組件、高可靠性組件和智能化組件。我的報告簡單從三個方面來跟大家分享一下。

高效組件,包括了高效電池的研發和應用,這是技術上最核心的部分。這裡彙總了各種太陽電池技術的世界最高電池效率紀錄。這些結果,大家已經很清楚了,我就不再一一細講了,這些紀錄,反映了各種電池技術的潛力。

目前PERC電池已經開始進入了産業化的階段。我們來看一下PERC電池技術的研究曆程,從2022年到2022年,包括歐洲和亞洲的一些研究機構和企業研發團隊,對PERC電池做了一系列的實驗室研究,早在2022年時,多個機構已經實驗了大面積PERC電池效率達到20%以上的實驗室效率。為實現産業化轉移打下了基礎。

在2022年,天合光能的國家重點實驗室研發的可量産單晶156的PERC電池效率達到21.4%的紀錄,2022年SolarWorld宣布其PERC電池效率達到21.7廣州哪裡買頂級原單%。這是一個新的紀錄。信恒節能承建的光伏發電項目一般都采用天合品牌的光伏組件。PERC電池的産業化已經在台灣和中國大陸的一線企業得到規模化生産。PERC電池效率的産線水平在平均20.4%左右,電池效率還在持續優化提升中,規模也在快速增加。在今年5,6月份美國NREL公布的最權威的世界最高電高仿頂級奢侈品a貨網站池效率圖的更新版裡面,首次紀錄了天合光能在2022年研制的多晶PERC電池效率的世界紀錄20.8%,更新了2004年德國Fraunhofer ISE研制廣州皮具城哪個好a貨的小面積多晶PERC電池20.4%的紀錄。

除了PERC電池外,天合光能也在緻力于更高效的太陽電池的技術工藝研發,例如IBC,HJT電池等。提升組件系統的發電功率,可以從電池,組件,系統三個方面的光學性能及電學性能考量。這裡我列舉了幾個方向。例如,在組件端,光學優化的方案有聚光焊帶的開發,電學優化有低電阻焊接技術工藝的開發等。系統的溫度系數,工作溫度等都是影響實際發電量的要素。下面我會舉例說明各主要因素對高效發電的影響和解決方案。

低的LCOE主要有三個因素決定:高效率,高發電量,低成本。這裡我舉一個例子,對于一個10MW的項目來說,效率每提升0.25%,相當于功率提升約5W,可使BOS成本下降約0.8%,大約是2-3分人民币。效率的提升,一個重要的因素是溫度系數,電池的開壓高,溫度系數就低,這裡比較了普通電池,PERC電池,IBC電池由于開壓的不同對溫度系數的影響以及哪裡有賣高仿的包包價格一般多少最終對發電量的影響。所以說,高效電池開發,提升電池的開壓,對降低溫度系數有益,如何有效散熱降低系統工作溫度也是需要考量的因數。

這裡我們做了一個組件的工作溫度分布模型的模拟。另外,在低輻照的條件下,我們統計了各種電池的發電量的實際情況,發現IBC電池在200W每平方米的低輻照條件下發電量最高。剛才許博士也介紹了,高質量單晶電池,低輻照表現更好一些。我們可以看到,以常州地區的氣候條件為例,我們對普通多晶組件和高效組件,在溫度系數,工作溫度,低輻照,LID等幾個方面做了比較,高效組件的發電量有大約2%的優勢。

光伏組件和系統的可靠性問題

光伏組件的可靠性問題,很多是關鍵材料的問題。例如,EVA黃變和脫層、背闆開裂問題、焊帶發黃問題等,組件長期使用後的材料老化問題。關于組件功率的常年衰減問題,美國NREL有一個統計,大約每年衰減0.7%,這已經是共識。天合光能對自身的組件也做了功率衰減的檢測,從2022年來時的組件數據看,在0.7%的衰減率之内。功率衰減的内部原因,短期衰減主要跟電池相關,主要是PID,LID衰減。而長期衰減主要來自于封裝材料,造成黑斑,黑線,背闆開裂等可靠性問題。材料的老化以及引起EVA脫層以後,背闆開裂等引起的水透會發生。短期和白雲皮具城幾樓的貨好長期失效的模式是不一樣的。比如說,PID衰減可以在30%以上,有的甚至高達70%的衰減。常見的組件失效模式,我們做了一個歸類和發生率。熱斑,濕凍,濕熱是造成組件失效的主要原因。這個在TUV中國認證組件有數據分析,在美國NREL也有分析數據。熱斑問題,這裡做了一個失效機理的流程圖,遮擋引起的電池局部高溫,反向偏壓和漏電流造成的旁路二極管升溫,是兩個關鍵失效模式,最後可能把組件燒毀。

在組件系統可靠性研究方面,國際上已經有美國NREL,日本AIST,德國Fraunhofer等機構在積極開展,中國也正在積極參與這方面的研究。例如,PID機理的研究,已經作為國家863項目立項,由英利和天合共同承擔研究。對于耐濕熱的高可靠性組件産品,我們提出了雙玻組件的解決方案。因為無機材料玻璃的耐候性遠優于高分子背闆;玻璃不透水,高溫高濕下更好地保護電池片;國内lv複刻最好的廠組件不接地,對抗PID性能更加優異等優點。而耐熱沖擊的組件,我們認為采用導電膜材料,能改善性能。以前由于導電膜成本高沒法推廣。剛才我們上午聽專家報告了,導電膜的國産化已經有前景。如果能夠普遍的采用,将對組件的耐熱沖擊可大牌原單頂級一比一高仿靠性是有益的。

智能化組件

第三個方面,我想簡要談一下智能化組件,我們關注到,組件失配的短闆效應,其實隻發生在失配很嚴重的情況下,這個圖說明了隻有在填充因子FF越大,其失效的短闆效應月明顯。智能組件,需要一步一步優化,主要有組串或集中式優化,組件級功率優化,子串級功率優化幾個階段的産品,由于成本因素,需要分别開發和應用推廣。這裡做了一個在50%輻照遮擋的情況下,有優化器和普通不帶優化器的組件功率的IV曲線,其最大輸出功率的區别是很大的。最大可以達到20%的差别。

還有一個易安裝組件結構設計,是一個降低度電成本的方案之一。我們可以看到這個是我們傳統的組件,大家可以看到會面臨很多問題。那麼如果我們把安裝支架跟組件一體化,那就很方便,可以快速安裝,降低安裝成本,對屋頂的載荷也可以降低。并不破壞屋頂防水。這是易安裝組件的設計,也是天合的産品之一。

有專家研究了組件的最佳傾角問題。值得重視和需要系統計算奢侈品包原單和原版的。分布式系統的組件安裝的最佳傾角設計,需要考慮屋頂成本,例如單位面積租金,面積,等參數。這裡給出一個模拟和公式,可以對具體的情況計算出最佳的傾角設計,甚至允許有一點遮擋,找到最大發電量,找到最低度電成本的設計。