系统效率差额高达6%! 分布式光伏电站的关键技术在哪?

这是光伏们2024-07-24 09:17:40  140

众所周知,自 2021 年平价时代开启后分布式焕发新生,经济性带动户用和工商业光伏渗透率持续提速,如今已与集中式平分天下。今年一季度,我国分布式光伏新增装机容量达到23.81GW,占新增光伏总装机容量的52.06%。

据国家电网预测,分布式光伏最大装机潜力有望超过 8 亿千瓦,即使河南、山东等高渗透率分布式省份,技术开发潜力仍为当前装机量数倍,随着并网消纳问题痛点逐步解除,全国分布式光伏装机前景广阔。

但在发展迅速的同时,分布式电站项目的良莠不齐成为行业关注的重点,例如,部分经销商盲目通过低价抢占资源,以牺牲设备、材料质量性能为代价来降低成本,把大量积压的库存和一些低端的组件低价抛向市场,导致收益下降和产生安全隐患。根据第三方运维公司统计,在去除异常项目数据之后,分布式光伏电站系统效率差额高达6%,远高于地面电站。

当分布式光伏成为主力军后,电站质量也应该引起行业重视,无论是工商业还是户用光伏都与人身安全、收益回报率息息相关。一旦出现大面积问题极容易引起社会舆情,损害行业形象。要改变这些问题、确保行业健康发展,分布式的市场价值必须得到重新定位。而真正赶走低质低效组件的万全之策,则是让高效、优质组件占领市场,发挥市场的力量,让“良币驱逐劣币”。

随着行业发展,分布式光伏已经由过去的粗放式、外延式发展向精细化、内涵式发展转变,高效率、低成本的产品受到行业的青睐,产品升级需求进一步提高。考虑到分布式光伏项目的生命周期长达20年以上,其长期回报率的不确定性仍然是投资者的主要担忧,而电站收益的多少则直接由电站的发电量决定。

因为发电量未达预期的案例不在少数,在山东省聊城市中级人民法院鲁15民初167号建设工程施工合同纠纷案中,被告曾向原告承诺本案光伏电站“25年内年平均发电量不低于2400万kW·h”,最终人民法院对于发电收益保证条款予以确认,同时结合《光伏制造行业规范条件》推算本案所涉光伏电站的首年发电量应不低于2680万kW·h,继而据此计算相关损失,并判决被告赔偿因工程逾期、发电量不达标等造成的经济损失合计7000万元。

发电量不达标导致的经济损失案例屡见不鲜,在光伏系统的全生命周期中,电池片扮演着重要角色。

在一般情况下,理论发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转化效率,这里面有两个因素:电池面积和光电转化效率,转化效率线性衰减对电站的发电量影响是直接的。

在分布式光伏常见项目问题分析中,组件的热斑、隐裂、短路占据了绝大多数,这些问题都与电池片的质量息息相关。其中,电池片的PID效应(在高湿度环境下,光伏组件内部积累电荷,导致电池片性能下降的现象)导致电站发电量损失,可能高达30%。

上图所展示的是某电站安装的组件,虽然安装时间不超过4年,但是已经出现了很严重的PID现象,而光伏组件通常要使用20年,甚至25年。据了解,在实际光伏电站中,光伏组件通过串联提升组串系统电压,以降低电能传输成本和输电损耗。这导致组件内电路与传统金属边框之间存在高电势差,进而引发PID效应,导致电性能衰减现象。

同时,光伏电池失效会导致整个发电系统的运维成本增加。为了确保发电系统的正常运行,需要定期对光伏组件进行检查、维修和更换。这些运维工作会增加企业的运营成本,降低光伏发电的经济性。

并且电站建设成本由非技术成本、关键设备成本、建安费用和组件成本构成,其中组件成本占46%左右,非技术成本约14%,关键设备成本和建安费用合计占40%。组件的品质和工艺,在很大程度上决定了整个电站的发电效率和寿命。高品质的组件通常具有更高的转换效率和更长的使用寿命,能够在更长时间内保持稳定的发电能力。

细微之处见真章。作为光伏组件的核心部件,电池片的性能直接决定了整个系统的效率和寿命。业主在选择组件的同时,不仅需要关注组件的工艺,更要并确保电池片的性能可靠、辅材的可靠性等。在相同的辅材和封装工艺的前提下,优质的电池片才能够提供更可靠的发电量。

近年来,光伏电池技术的路线之争日渐激烈,而TOPCon由于其高转换效率、低衰减性能、高量产性价比等明显优势,逐步成为行业主流。据统计,2023年国内电池总产量约540GW,其中TOPCon约100GW,今年TOPCon电池占比将达到70%,成为新一代电池技术。

以TOPCon为代表的N型组件在低辐照条件下表现出更优异的发电性能,能有效应对清晨或傍晚等光照不足情况。国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)2023年度数据显示,经过两年实证,2022年、2023年TOPCon的发电量分别较PERC高2.4%、2.87%。

目前TOPCon组件主流功率档580—585W,对应的电池效率范围为24.7%—24.9%,2278*1134尺寸的TOPCon 组件功率 75%比例在580—585W,最高功率595W,对电池片的效率要求来到25.3%,这也是电池片厂商优秀与否的分水岭。

面对N型技术的快速发展,行业内多家领先企业积极布局创新。其中,专业电池片制造商捷泰科凭借前瞻性布局,较早实现了N型TOPCon的大规模量产。同时,我们在SNEC展会上,看到捷泰科技推出了针对终端客户的创新合作模式——JT Inside联合品牌战略,展出了天合、晶澳、正泰、阳光、英利等头部组件厂商的组件产品。通过这种方式,为终端用户在选择光伏产品时提供了更明确的指引,与下游优质组件厂商携手并进,提供更可靠、更高效的整体解决方案。

这种创新的联合品牌模式有利于整合产业链资源,提升产品品质。对于分布式光伏项目来说,这无疑提供了更可靠的质量保证。作为专业化电池厂商,捷泰科技在全行业一体化的潮流中另辟蹊径,不再满足于仅仅提供高质量的电池片,而是希望通过与产业链上下游的协同发展,为终端用户创造更大的价值。这一品牌理念,充分体现了捷泰科技作为领先电池片制造商的责任担当,也为分布式光伏市场的高质量发展提供了新的动力。

这类针对终端客户的品牌联合模式的大面积推广,为后续分布式电站的资产评估和投资收益测算提供了坚实的硬件保障;以往的分布式电站常因产品失效比例高、运维失效以及组件产品质量差等问题或能得到解决。

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