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PERC电池的效率提升潜力与实际发电能力

看着发电数字一直往上跳,蒙山县高堆村的村民心里的底气也格外足。“通过多次实践和比对,我们村的扶贫项目最终决定选择一线厂商的高效单晶产品,因为该高效单晶组件对比普通组件产品,收益高出20%。”质朴的话语间,透露着对脱贫的信心,也流露出对高效单晶组件的青睐之意。据大同中电发电公司段涛介绍,单晶PERC在大同中电光伏发电项目中表现也十分优秀,可以多发2.61%电量。

经过1年左右的产业化发展,PERC的效率提升潜力与实际发电能力已远远超出行业最初的预期,被公认为未来3~5年内最具性价比,最有发展潜力的技术。更为重要的是,户外各种测试结果均表明单晶PERC电池具有相当的发电优势,具有更好的单瓦发电量(kwh/w)。

多发电性能与生俱来

技术的不断成熟,PERC也迎来了产能的爆发期,一线厂商如隆基乐叶、晶科、天合光能、晶澳、阿特斯、通威、广东爱康等均在积极扩产。业内专家介绍,PERC组件多发电的原理在于其优秀的低辐照性能,更好的功率温度系数以及首年光衰问题的解决。

1.优秀的低辐照性能(低辐照条件下的转换效率更高)。与AM1.5同样光谱分布的低辐照测试当中,PERC组件具有更高的相对转换效率,因小于标准光强下的相对效率主要由开路电压的变化来决定,常规电池的相对开路电压低于PERC电池,且光强越弱,两电池的暗饱和电流密度相差越大,短路电流相差越大,相对效率相差越多;更重要的是PERC电池红外波段的量子效率显著提高,尤其在1100~1200nm波段增加的发电不计入到标称功率当中。因PERC组件在正常辐照下由于低辐照特性可以多发电,而在阴雨天以及早晚,相对常规组件的多发电优势更加明显。

2.更好的功率温度系数(温度对发电影响小)。一方面PERC电池的红外波段量子效率高,其电流温度系数略高;另一方面PERC电池的开路电压更高,电压温度系数(绝对值)更低。

3.初始光衰的解决(首年衰减小)。晶硅组件都存在光致衰减(LID)问题,从组件厂家的质保承诺来看,首年功率衰减一般不高于2.5%或3%,主要原因是p型硅片中的硼与氧在室外光照后产生的“B-O对”导致组件功率降低。降低LID的措施包括:降低硅片氧含量;改变掺杂剂;对电池进行退火处理。通过以上措施可以将PERC电池的光衰显著降低,单晶PERC组件可以达到2%以下的首年功率衰减。

基于以上,各种数据均表明,在电站实际测试中,PERC组件比常规组件每瓦发电量高出3%左右。

实践中PERC单晶最优

我国地域广阔,气候条件复杂,为了使PERC发电能力实验结果具有说服力,中国电器科学研究院工业产品环境适应性国家重点实验室在西北吐鲁番和南方三亚分别选取了两个极端气候实验点对于PERC组件发电能力进行验证。

两个实证基地的实验数据表明:当辐照度较低时(日发电量少),PERC组件系统的发电量提升格外明显。在交流侧,单晶PERC组件的单瓦发电量比260Wp多晶组件的单瓦发电量分别高3.77%和3.64%。经数据分析,主要原因为:1.单晶PERC组件的弱光性能好,在低辐照度下发电量明显增加,且每天开始发电平均早54秒、停止发电平均晚6分3秒。2.相对于环境温度的温升少,温度系数低。3.峰值功率电压高,输出电压在逆变器MPPT电压范围内的比例更高。

中国电力科学研究院黄晶生的研究数据表明,单晶PERC发电时长高出常规组件2.8%左右。在大同领跑者基地里,单晶占63%,多晶占37%,涉及到技术的路线有:单晶常规,单晶+perc,单晶+双玻,单晶+N型+双玻双面,多晶常规,多晶+黑硅,多晶+无栅,多晶+黑硅+双玻等。对最近两个月做了发电量和发电时长做了统计,单晶功率比较大的组件发电量明显要多,据计算,常规组件的均值按照时长算是304.96,PERC为313.73,高出常规组件约2.8%。

据中科院光伏检测中心刘海涛介绍,2016年10月到2017年4月份,在青海共和实证基地,对一些新类型的组件进行了研究。户外测试结果显示:单晶PERC组件显示优秀的发电性能优势。

“双面+”发电趋势显现

基于PERC电池技术中还有另外一种技术叫双面PERC。而双面PERC可以保持原先单面PERC的高转换效率,同时背面也可以发电,目前双面PERC电池的双面率在75%左右,甚至有的达到80%左右。

大量PERC双面组件发电项目的发电量被收集与对比,在不同发电季节、不同气候区下,不同背垫面的情况下,报道了5~46%(含跟踪)的发电增益。这就意味着,在生产制造成本没有明显增加的情况下,系统端的发电量却增加了5~46%,无疑明显地降低了系统的度电成本。

无论是单晶PERC还是PERC双面,发电能力相对于常规组件有很大优势,对于客户来说,有着极大的吸引力。按双面PERC相对常规组件多发3%的电来计算,在系统投资相同,装机容量相同的情况下,PERC单晶收益率提高约1.5%,双面PERC收益率提高4~5%。PERC单晶度电成本降低约2分,双面PERC度电成本降低约7分,对于推动平价上网,PERC特别是“PERC双面+跟踪系统”发挥着至关重要的作用。



18-02-01 12:57    回复
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