高效組件對推動平價上網的探討

李春陽 黃興發 陳亮 陳玉茹

摘? 要：高效組件是平價上網環境下性價比較高的新產品，與常規組件相比，高效組件具有更高的轉換效率。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，進一步分析發電量、BOS系統成本差異。結果表明高效組件能較明顯降低光伏電站的BOS系統成本，提高項目的收益率，有效加速光伏項目的平價上網。

關鍵詞：高效組件;發電量;成本

中圖分類號： TM615? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

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

在平價上網的大環境下，如何降低建設成本，提高電站發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，平衡系統成本（以下簡稱BOS成本）。組件成本占光伏系統總成本的比例目前處于45%上下，目前光伏組件經過幾輪降價后價格趨于穩定。為應對平價上網，各制造廠家的研究方向是如何提高組件的轉換效率。

光伏組件可通過光學匹配、電學改善、系統改進等措施提高轉換效率。光伏制造產業鏈各環節均有各自提升發電效率的不同手段：在硅料、長晶切片環節主要金剛線切割;電池片環節有PREC技術、薄膜異質結技術、多主柵技術。組件環節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換效率，象雙玻雙面、半片、疊瓦技術。

該文選取位于浙江地區4.1 MW分布式項目進行測算。該項目于2017年4月并網投入使用。該項目選用的組件為多晶常規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。其參數見表1。

根據表可以得出，高效組件較常規組件轉化效率有3%～4%的提升。

2 工程應用方案

項目位于浙江義烏，參考義烏地區氣溫，根據極限溫度下電壓校驗及MPPT跟蹤范圍計算，多晶常規260組件每20塊組件串聯成一串，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個光伏發電單元，光伏發電單元排布參數如下，詳見表2。

采用高效組件后，可大幅降低占用土地面積，利于節省成本。

原工程設計方案共設2個10 kV并網點，具體為1#并網點：安裝多晶260組件8 880塊，經4臺500 kW集中式并網逆變器后交流輸出，交流電壓再經2臺1 000 kVA雙分裂干式變壓器升壓至10 kV，2個發電單元各以1回10kV ZC-YJV22-8.7/15kV-3×70高壓電纜接至廠區內新增光伏開關站1，高壓匯流后再以1回ZC-YJV22-8.7/15kV-3×120高壓電纜接至廠區用戶高配房內新增光伏接入柜1PV;2#并網點：安裝光伏組件6 900塊，經2臺500 kW集中式并網逆變器和1臺630 kW集中式并網逆變器后交流輸出，再分別經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高壓電纜接至廠區用戶高配房內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。材料差異主要體現在組件數量、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 經濟分析

3.1 發電量測算

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

相比于常規組件，作為升級版的PERC高效組件具有更為突出的發電優勢。

從國內領跑基地項目中運行效果來看，實際發電量也與PVsyst測算結果吻合。山西大同領跑者項目共采用2種類型組件：PERC單晶單面組件（300 W）和常規多晶組件（270 W）。從2016年9月到2018年 10月，PERC單晶單面組件發電量比常規多晶組件高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多晶組件，PERC組件的衰減特性優于常規多晶組件。

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

3.2 經濟測算（表6、表7）

4 結論

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

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

參考文獻

[1]李英姿.高效光伏組件對電氣系統設計的影響[J].建筑電氣，2019（3）：6-12.

[2]王斯成.光伏發電系統綜合量化評價體系探討[J].太陽能，2018（3）：12-22.

[3]孫杰.PERC單晶組件光伏電站案例分析[J].上海節能，2019（3）：232-235.