5.光伏电站高性价比技术的探讨(投资协会王淑娟)

光伏电站高性价比技术的探讨王淑娟2016.11.11领跑者项目中哪些先进技术值得关注？以投标电价、技术先进性为最重要中标条件的领跑者项目竞争，1）2016年领跑者竞标有效地推动了我国光伏项目电价的下降；（全球67个国家的光伏项目分配都采用了竞标的方式）2）加速了光伏组件技术的升级！说明：上表中国内电价按照人民币美元最新汇率价格6.64元计算

乌海项目英利0.45元/kWh领跑者项目中哪些先进技术值得关注？高效光伏组件1500V系统跟踪式支架具备潜力的高性价比的新技术！1）新技术，能代表技术先进性2）高性价比，使项目度电成本更具有竞争力领跑者中被广泛采用的技术应该具有两个特点：高效光伏组件应用对项目经济性的提升高效光伏组件的应用主流光伏组件光电转换效率过去多年里，国内主流光伏组件的效率一直保持5W/年的速度增长；2016年达到265W的水平2017年，这个增速突然加快，在2017年底，许多企业开始主打300W+的产品！高效光伏组件的应用准入要求普通领跑者（6.5GW）超级领跑者（1.5GW）转换效率组件功率转换效率组件功率转换效率组件功率多晶组件16%265W17%280W18%295W单晶组件16.8%280W17.8%295W18.9%310W差距0.8%15W0.8%15W0.9%15W国家能源局、工信部以及国家认监委联合下发《关于提高主要光伏产品技术指标并加强监管工作的通知》国家能源局《关于推进光伏发电“领跑者”计划实施和2017年领跑基地建设有关要求的通知》19.4%20.4%320W335W15W1%国电投采购招标中：单晶295W及以上；单晶正面295W及以上高效光伏组件的应用协鑫集成：高效多晶黑硅PERC电池量产效率已突破20.5%（折合组件约285~290W，超过普通领跑者280W要求），年底产能将达2GW；隆基乐叶：单晶PERC电池转换效率最高水平已达到23.26%（折合组件约330W），

2017年300W+产能1GW，2018年底将达6GW；晶科能源：P型单晶PERC多栅电池效率最高水平已达到23.45%

（折合组件约335W，满分），2018年300W+产能将达3GW；中环股份：P型单晶PERC组件，起点为310W林洋：N型多晶PERC双面组件达到340W以上（单面310W）天合国能：年产能达到2.4GW的12BB电池产线年底投产南京日托：P型多晶黑硅PERC的MWT组件可以做到300W，让多晶进入3.0时代；单晶可以做到320W高效光伏组件的应用组件先进技术PERC叠片IBCMBB双面HITMWT高效！在同等的光照条件下，双面组件的背面发电量能达到正面的80%~90%。双面组件是最有效提高组件综合转换效率的方式！半片19.6%，320W高效光伏组件的应用1）设备费2）建筑工程费（0.5~0.6元/W）3）其他费用（0.4~0.6元/W）4）基本预备费（0.03~0.06元/W）（0.01~0.02元/W）与容量相关与容量相关与容量相关普通，非跟踪、农光、渔光项目与面积相关的费用大约在1.7~2.5元/W之间高效光伏组件的应用1）BOS成本（汇流箱、直流电缆、支架、基础等配套设备）降低光伏组件转换效率提高1个百分点，BOS成本下降5%左右2）土地成本、屋顶租金下降光伏组件转换效率提高1个百分点，占地面积下降6%左右3）电缆减少，线损降低因此，采用高效组件，主要会有以下效果：高效光伏组件的应用表：不同BOS成本（不含逆变器）时的成本降低(单位：元/W)以270W光伏组件为基础，不同效率组件的BOS成本降低高效光伏组件的应用表：不同租金时的成本降低(单位：元/W)以270W光伏组件为基础，按照8%的折现率、20年租金计算，不同效率组件的屋顶租金降低高效光伏组件的应用双面组件是最有效提高组件综合转换效率的方式！N型双面组件：英利、中来、林洋等P型双面组件：晶澳、乐叶等数据来源：TUVNORD宁夏户外实证基地TUVNORD宁夏户外实证基地验证双面组件的发电性能高效光伏组件的应用表：290W（17.7%）双面组件的功率提升使用双面组件1）固定式最佳倾角如何设计？2）和逆变器应该如何匹配？高效光伏组件的应用1、光伏组件输出功率

达不到标称功率太阳能辐照度1000W/m2的时候很少2、光伏组件输出功率

90%以内达到逆变器系统效率＜1＋逆变器容量大部分时间处于未充分利用状态＋3、光伏组件功率不断衰减=超配成为中东部电站非常主流的设计思路高效光伏组件的应用双面组件尤其适合用在农光互补、渔光互补电站中表面反射率干草地0.15~0.25湿草地0.14~0.26干燥地0.1~0.2水面0.69沙丘沙0.37陈雪0.46~0.7新雪0.81数据来源：《太阳能光伏发电应用技术》高效光伏组件的应用农业大棚双面组件+高反射大棚双面组件尤其适合用在农光互补、渔光互补电站中高效光伏组件的应用数据来源：企业公开资料高效光伏组件的应用图：某项目中双面组件的发电量增加数据来源：企业公开资料固定式设计是否不太适合双面组件？双面组件的应用会不会推动跟踪式的应用？除了转换效率，我们还关注什么？高效光伏组件的应用新技术、新产品的可靠性！目前，所有的新技术产品都是近几年刚推出来，没有经过长时间的验证，可能存在很多我们没有想到、预测到的问题。双玻组件采用夹具安装，造成受力不均匀，长时间后组件易碎。注：广东永光新能源案例，非汉能组件早期格尔木薄膜双玻组件，一些渔光互补项目中都大面积出现。可调、跟踪支架应用对项目经济性的提升跟踪技术的应用可调、跟踪支架技术光伏项目安装方式固定式固定可调式平单轴跟踪斜单轴跟踪双轴跟踪据几家主要跟踪厂家的业绩统计，2017年预计全国的跟踪式总业绩达到2GW！跟踪技术的应用0.02.04.06.08.010.012.014.0123456789101112月份辐射量(kWh/m2/天)水平面固定倾纬度角单轴水平跟踪双轴全跟踪与最佳倾角的固定式安装相比，水平单轴跟踪的发电量能提升10%~20%，倾斜5°单轴跟踪的发电量能提升15%~25%，双轴跟踪的发电量能提升25%~33%。跟踪技术的应用最佳倾角固定式1万kW光伏方阵建设用地参考（单位：公顷）平单轴跟踪1万kW光伏方阵建设用地参考（单位：公顷）斜单轴跟踪1万kW光伏方阵建设用地参考（单位：公顷）双轴跟踪1万kW光伏方阵建设用地参考（单位：公顷）造价：0.4~0.5元/W造价：0.8~0.9元/W造价：1~1.2元/W造价：1.8~2.5元/W跟踪技术的应用表：275W组件在不同纬度采用不同安装方式时的占地面积（公顷）高纬度地区：平单轴占地面积略有增加；斜单轴、双轴占地面积大幅增加。在北纬40°地区，斜单轴、双轴的占地面积几乎为固定式的2倍。低纬度地区：占地面积增加相对不明显。跟踪技术的应用固定可调支架：增加0.07~0.1元/W(1.5%左右），发电量可大幅倾角降低时，夏季辐射量明显增加；倾角升高时，冬季辐射量明显增加。内蒙某地，纬度41°跟踪技术的应用2015年1~11月份2014年全年根据内蒙古电力公司的公开数据，采用固定可调提高发电量10%以上28%30%跟踪技术的应用跟踪技术的应用均匀调节，减少角度调整时对组件震动、减少组件隐裂的发生跟踪技术的应用固定可调在渔光互补项目中的应用跟踪技术的应用广东某地，纬度21.2°低纬度地区：倾角影响不明显，采用固定可调式意义不大。北纬30°以下地区，不建议采用固定可调式；而平单轴跟踪效果更好。低纬度地区不适合采用固定可调式支架，跟适合用平单轴跟踪技术的应用甘肃敦煌（纬度40°）项目5月中旬日发电情况在低纬度地区（光伏+主要应用地区），平单轴的0°高度角对发电量影响不大，但大幅提高早晚发电量。塌陷区的不均匀塌陷、水上光伏都会影响跟踪式的应用！跟踪技术的应用直接辐射辐射占比高的地方，更适合用跟踪式直接辐射量散射辐射量反射辐射量总辐射量DNI（

DirectNormalIrradiance）始终与太阳光线垂直的平面上接收到的直接辐射直射比=水平面直接辐射：水平面直接辐射跟踪技术的应用表：15地双轴跟踪式比固定式发电量提高理论测算值直射比与发电量提高相关性分析跟踪技术的应用1500V系统对项目经济性的提升1500V系统的应用以280W组件、2MW发电单元为例，对1000V和1500V系统进行简单对比∵P损=I2R电缆

又∵R电缆=ρL/S直流电缆的L变为原来的0.67、0.5倍

∴R电缆（1500Vdc）＜0.67R电缆（1000Vdc）因此，直流部分的1500V的P损在1000V的P损的0.67倍以内。项目1000V1500V对比单支路组件2232并联支路328变224电压升高1.5倍汇流箱2214减少36%组件~汇流箱直流电缆0.67倍汇流箱~逆变器支流电缆0.5倍1500V系统的应用1）设备要求提高与1000Vdc系统相比，电压提高到1500Vdc对断路器、熔断器、防雷器及开关电源等器件有重大影响，提出了更高的耐压、可靠性要求，从而设备单价会提高。问题2）安全要求更高电压提高到1500Vdc后，电气被击穿放电的危险提高，从而要提高绝缘保护和电气间隙；另外，直流侧一旦发生事故，将面临更为严重的直流灭弧问题。因此，1500Vdc系统使系统在安全防护方面的要求提高。1500V系统的应用3）增加PID效应的可能光伏组件串联之后，高压组件的电池片和地面之间形成的漏电流是造成PID效应的重要原因。电压从1000Vdc提高到1500Vdc后，显然电池片与地面间的压差增大，会增加PID效应的可能性。4）增加匹配损失光伏组串间存在一定的匹配损失，主要由下述几个原因造成：不同光伏组件出厂功率会有0~3%的偏差，运输、安装过程形成的隐裂会造成功率偏差安装后的不均匀衰减、不均匀遮挡，也会造成功率偏差。电压从1000Vdc提高到1500Vdc后，串联数量增加，不匹配损失会加大。问题1500V系统的应用1）光伏组件目前，阿特斯、天合、英利等主流组件企业都推出了1500Vdc的光伏组件，包括常规组件和双玻组件。设备现状2）逆变器目前主流厂家都推出了1500Vdc逆变器，容量1MVA~4MVA，已在示范电站中有所应用。1500Vdc的电压等级已经被