高效組件對推動平價上網(wǎng)的探討

李春陽 黃興發(fā) 陳亮 陳玉茹

摘? 要：高效組件是平價上網(wǎng)環(huán)境下性價比較高的新產(chǎn)品，與常規(guī)組件相比，高效組件具有更高的轉(zhuǎn)換效率。該報告以浙江4.1 MW的分布式電站為例，通過選用市面已有的高效組件，分析光伏電站的占地面積和主要設備材料用量，進一步分析發(fā)電量、BOS系統(tǒng)成本差異。結(jié)果表明高效組件能較明顯降低光伏電站的BOS系統(tǒng)成本，提高項目的收益率，有效加速光伏項目的平價上網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：高效組件;發(fā)電量;成本

中圖分類號： TM615? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

2019年1月7日國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于積極推進風電、光伏發(fā)電無補貼平價上網(wǎng)有關(guān)工作的通知》。2019年4月8日發(fā)布了《關(guān)于推進風電、光伏發(fā)電無補貼平價上網(wǎng)項目建設的工作方案》征求意見稿。在2019年已經(jīng)開展第一批光伏平價上網(wǎng)項目申報，推進建設不需要國家補貼執(zhí)行燃煤標桿上網(wǎng)電價的風電、光伏發(fā)電平價上網(wǎng)試點項目。

在平價上網(wǎng)的大環(huán)境下，如何降低建設成本，提高電站發(fā)電量成為每個光伏電站建設投資單位亟待解決的問題。

1 高效組件

光伏電站的建設成本主要包括兩大塊：光伏組件成本，平衡系統(tǒng)成本（以下簡稱BOS成本）。組件成本占光伏系統(tǒng)總成本的比例目前處于45%上下，目前光伏組件經(jīng)過幾輪降價后價格趨于穩(wěn)定。為應對平價上網(wǎng)，各制造廠家的研究方向是如何提高組件的轉(zhuǎn)換效率。

光伏組件可通過光學匹配、電學改善、系統(tǒng)改進等措施提高轉(zhuǎn)換效率。光伏制造產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均有各自提升發(fā)電效率的不同手段：在硅料、長晶切片環(huán)節(jié)主要金剛線切割;電池片環(huán)節(jié)有PREC技術(shù)、薄膜異質(zhì)結(jié)技術(shù)、多主柵技術(shù)。組件環(huán)節(jié)則通過各種不同的封裝工藝提升組件的輸出功率或增加組件轉(zhuǎn)換效率，象雙玻雙面、半片、疊瓦技術(shù)。

該文選取位于浙江地區(qū)4.1 MW分布式項目進行測算。該項目于2017年4月并網(wǎng)投入使用。該項目選用的組件為多晶常規(guī)260Wp組件，該文中選用市面常見的多晶PERC多主柵半片360、單晶PERC多主柵半片385進行對比分析。其參數(shù)見表1。

根據(jù)表可以得出，高效組件較常規(guī)組件轉(zhuǎn)化效率有3%～4%的提升。

2 工程應用方案

項目位于浙江義烏，參考義烏地區(qū)氣溫，根據(jù)極限溫度下電壓校驗及MPPT跟蹤范圍計算，多晶常規(guī)260組件每20塊組件串聯(lián)成一串，多晶PERC 多主柵半片360、單晶PERC，多主柵半片385組件18塊組件串聯(lián)成一串。組件均采用15°傾角安裝，組件均為雙列橫排，前后排間距為2 928 mm。

光伏電站分為4個光伏發(fā)電單元，光伏發(fā)電單元排布參數(shù)如下，詳見表2。

采用高效組件后，可大幅降低占用土地面積，利于節(jié)省成本。

原工程設計方案共設2個10 kV并網(wǎng)點，具體為1#并網(wǎng)點：安裝多晶260組件8 880塊，經(jīng)4臺500 kW集中式并網(wǎng)逆變器后交流輸出，交流電壓再經(jīng)2臺1 000 kVA雙分裂干式變壓器升壓至10 kV，2個發(fā)電單元各以1回10kV ZC-YJV22-8.7/15kV-3×70高壓電纜接至廠區(qū)內(nèi)新增光伏開關(guān)站1，高壓匯流后再以1回ZC-YJV22-8.7/15kV-3×120高壓電纜接至廠區(qū)用戶高配房內(nèi)新增光伏接入柜1PV;2#并網(wǎng)點：安裝光伏組件6 900塊，經(jīng)2臺500 kW集中式并網(wǎng)逆變器和1臺630 kW集中式并網(wǎng)逆變器后交流輸出，再分別經(jīng)1臺1 000 kVA雙分裂干式變壓器和1臺630 kVA雙繞組干式變壓器升壓至10 kV，此2個發(fā)電單元各以1回10 kV ZC-YJV22-8.7/15kV-3×70高壓電纜接至新建光伏開關(guān)站2，高壓匯流后再以1回ZC-YJV22-8.7/15kV-3×95高壓電纜接至廠區(qū)用戶高配房內(nèi)本期新增光伏接入柜2PV。采用多晶PERC 多主柵半片360、單晶PERC，多主柵半片385組件后的單元配置及材料與原方案的差異詳見表3和表4。材料差異主要體現(xiàn)在組件數(shù)量、匯流箱及直流電纜長度、支架及支墩用量方面。因安裝容量相同，箱變至用戶高壓配電房接入柜部分設備材料相同，該文不一一羅列。

3 經(jīng)濟分析

3.1 發(fā)電量測算

該文采用PVsyst6.7.9軟件版本，項目地址：東經(jīng)29.1°，北緯119.6°，海拔47 m。組件采用15°傾角安裝，雙橫排布置。組件數(shù)量和安裝容量根據(jù)電氣設備選擇在排布結(jié)果上進行微調(diào)，具體結(jié)果見表5。

相比于常規(guī)組件，作為升級版的PERC高效組件具有更為突出的發(fā)電優(yōu)勢。

從國內(nèi)領(lǐng)跑基地項目中運行效果來看，實際發(fā)電量也與PVsyst測算結(jié)果吻合。山西大同領(lǐng)跑者項目共采用2種類型組件：PERC單晶單面組件（300 W）和常規(guī)多晶組件（270 W）。從2016年9月到2018年 10月，PERC單晶單面組件發(fā)電量比常規(guī)多晶組件高3.2%。主要是由于PERC組件的弱光損耗和高溫損耗要明顯低于常規(guī)多晶組件，PERC組件的衰減特性優(yōu)于常規(guī)多晶組件。

對多晶PERC，多主柵半片，360組件發(fā)電量高于單晶PERC，多主柵半片，385組件主要有以下2個原因：1）現(xiàn)有的PVsyst模型計算不能體現(xiàn)出單晶PERC，多主柵半片，385組件轉(zhuǎn)換效率比多晶PERC，多主柵半片，360高1.2%的優(yōu)勢;兩者發(fā)電量比較接近。2）多晶組件的衰減性能優(yōu)于單晶組件。

3.2 經(jīng)濟測算（表6、表7）

4 結(jié)論

（1）采用高效組件后，發(fā)電量有了明顯提升。多晶PERC 多主柵半片360、單晶PERC 多主柵半片385較多晶常規(guī)260組件有3.3%的發(fā)電量提升。

（2）采用高效租價后，BOS成本有明顯降低，土地成本下降。光伏組件轉(zhuǎn)換效率提高1個百分點，BOS成本下降3%～5%。光伏組件轉(zhuǎn)換效率提高1個百分點，占地面積下降5.5%左右。

參考文獻

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