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仅以尺寸论英雄?系统最优才是正道

发表时间:2020-03-21 09:45

硅片尺寸之争从2019年延烧到现在,多数一线电池和组件企业将主流尺寸改为158.75mm、隆基主推166mm、中环引领210mm,这场尺寸变革如火如荼,尚未形成统一的国际标准。对市场而言,究竟哪款产品更会被市场认可?

  “尽管大硅片尺寸与技术备受市场热议,但回归到组件产品上,易于被市场认可与接受才是王道。”行业内总有一些声音,让大众回归理性。对于电站投资人来说,一味放大组件尺寸而牺牲组件效率及安装运输便捷并不可取,产品的高能量密度和高可靠性能依旧是首要考虑因素,选择领先技术产品的最终目的始终是降低度电成本(LCOE)。


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  降低BOS成本,增加发电量,是降低LCOE的重要途径,其中,组件的单瓦发电能力与组件寿命/可靠性对于增加系统发电量至关重要。不少投资人认为,在众多硅片尺寸与电池技术的结合中,158.75mm直角单晶电池+多主栅+半片产品最符合要求。一方面,158.75mm尺寸组件最兼容当下光伏系统,相比原有M2尺寸,158.75mm组件可以降低安装成本、支架成本等,明显摊薄单瓦成本。另一方面,158.75mm直角单晶电池+多主栅+半片拥有超高功率,目前一些行业龙头企业72版型组件量产功率已经达到410W,78版型组件量产功率可以达到445W。

  更重要的是,在发电表现方面,158.75mm也有相当的优势。数据显示,与166mm组件相比,158.75mm组件工作温度更低,具有更好的系统匹配性,可以设计出更高容配比,发电性能更为稳定,系统效率(PR值)更高。


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  从实验中看出,158.75mm组件的CurrentIsc-Low低电流组件工作温度相比166mm组件的CurrentIsc-High低约5℃。166mm组件具有高电流,高工作温度,高热斑风险,影响发电性能和寿命。数据显示,158.75mm组件的输出效率更高,比166mm组件提高了约2%。

  组件封装材料的使用寿命受工作温度影响很大。根据阿伦尼乌斯方程式,工作温度每提高10℃,老化速度提高一倍,使用寿命降低一半。158.75mm组件工作温度低5℃以上;相比166mm组件,158.75mm组件寿命和可靠性更高。

  记者了解到,目前主流组串逆变器的最大输入直流电流为13A,依照逆变器的保护逻辑,在组串超出逆变器的最大输入直流电流时,会通过调大工作点电压来降低工作电流输出,因此在辐照较好的时段,166mm双面组件在工作时段会存在限发情况,也就是通常说的削峰弃光,削峰主要因组串输出电流超出逆变器额定输入电流,逆变器保护动作,调整组串输出偏离最大功率工作点,进而降低输出电流和输出功率的状态运行。158.75mm组件则不存在这个现象,158.75mm组件完美匹配当下主流组串逆变器。

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  另外,如何在安全范围内设计出高容配比的系统对于降低度电成本很关键。容配比的提升可以降低BOS成本(与DC/AC容配比相关的系统成本,包含逆变器、箱变、其他升压设备、线路等),约占系统总成本的33%。据推算,容配比每提升5个百分点,系统成本降低0.035~0.05元/Wp。而166mm组件在集中逆变器使用时,容配比不如158.75mm设计灵活。在国内某项目的设计方案中,78版型158.75mm+多主栅半片组件容配比明显高于M6组件(具体设计方案如下),78版型158.75mm+多主栅半片最容易实现系统单位投资的降低。

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  在平单轴系系统发电小数时模拟实验中,在考虑弱光修正电压的情况下,158.75mm组件PVSYST模拟发电小时数最多,M6组件表现较弱。在系统效率方面,166mm组件比158.75mm组件低0.7%左右。使用158.75mm将有助于提升光伏系统的整体效益。

  与G1尺寸相比,166mm组件设计时需考虑支架的承重能力。同时,还要考虑运输与安装的便利性。

  此外,对于半片组件采用特殊的并串结构,可以使组件在纵向排布提高支架与土地利用率的同时减少阴影遮挡造成的发电量损失。相关研究数据显示,半片组件纵向排布比全片组件在阴影遮挡方面发电量可提高3-4%,降低度电成本。

  综合来说,158.75mm+多主栅+半片组件可以实现更稳定的发电性能,更低的度电成本,更高的内部收益率。158.75mm在系统端的优秀表现也使得158.75mm这个尺寸备受组件企业青睐,获得市场端的高度认可。

  2020年是光伏行业摆脱补贴依赖的关键之年,只有不断降低系统成本、增加系统发电量,降低度电成本,光伏全面平价时代才能加速到来。业内专家呼吁,行业应充分考虑哪种尺寸最能兼容当下主流系统,对于降低度电成本最为明显,一切思考都应回归理性。





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