光伏板双面发电比单面要好吗?
摘要 你好,是更好点的,光伏双面组件比传统单面组件发电增益更多 与常规光伏组件背面不透光不同,双面组件背面是用透明材料(玻璃或者透明背板)封装而成,除了正面正常发电外,其背面也能够接收来自环境的散射光和反射光进行发电,因此有着更高的综合发电效率。归纳起来,背面的光电转换效率是正面的60%-90%,系统集成后系统发电功率相对于传统单面组件电站的增益约为4%-30% 咨询记录 · 回答于2021-11-06 光伏板双面发电比单面要好吗? 你好,是更好点的,光伏双面组件比传统单面组件发电增益更多与常规光伏组件背面不透光不同,双面组件背面是用透明材料(玻璃或者透明背板)封装而成,除了正面正常发电外,其背面也能够接收来自环境的散射光和反射光进行发电,因此有着更高的综合发电效率。归纳起来,背面的光电转换效率是正面的60%-90%,系统集成后系统发电功率相对于传统单面组件电站的增益约为4%-30% 那一种衰减率低一点 光伏板双面 30年的衰减率大约在0.5%左右
不是。
光伏双面双玻组件是由两片玻璃和太阳能电池片组成复合层,电池片之间由导线串、并联汇集到引线端所形成的光伏电池组件。普通组件不能直接做电源使用。作电源须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。
双玻组件具有生命周期更高的发电量,比普通组件高出21%;双玻组件的玻璃耐磨性很高,而且玻璃法人绝缘性较优于背板,满足更高的系统电压;适合用于居民住宅、化工厂、海边、水边、酸雨或者盐雾大的地区的光伏电站;双玻组件不需要铝框。
光伏双面组件注意事项
光伏组件离地高度越高,背面增益效果越明显,当组件离地高度在 1.3m 以上时,背部接收到的辐照度增幅减缓,如果综合考虑支架负荷、成本、维护等因素,组件离地高度最好在0.7-1.2m 之间。
地面反射率对发电量的影响:双面光伏组件背面能利用来自地面等的反射光发电,地面反射率越高,电池背面接收的光线越强,发电效果越好。
表征双面光伏组件的主要参数除了转换效率之外,还有一个重要的指标是双面率(Bifaciality),即背面效率与正面效率的百分比。
n-PERT 双面光伏组件具有少子寿命高、无光致衰减效应、弱光响应佳、温度系数低的特点且其双面率可达到90%,远高于p-PERC 双面光伏组件,背面发电量增益更高。在有限的安装面积中,n-PERT 双面光伏组件能提供更高的电力输出。n-HIT 双面光伏组件结合了晶体硅光伏组件和硅基薄膜光伏组件的优点,此类组件具有结构对称、低温制造工艺、开路电压高、温度特性好、光照稳定性好、双面发电等特点。
面积相关成本是指:光伏电站建设过程中和组件的面积直接相关的成本;例如光伏电站的运输、安装、线缆、支架、运维、土地等均为面积相关成本。面积相关成本与我们所熟悉的BOS成本有很大重叠部分,但也有诸多不同,例如逆变器成本算入BOS成本,但是逆变器属于容量相关的成本,功率越高逆变器成本就越大,所以选用高功率组件并不能摊低逆变器的成本;再例如运维成本属于电站建设好以后正常运营的支出,例如清洗维护成本、线缆更换、支架更换等维修成本。运维成本和面积相关,例如清洗面积越大清洗成本越高。但是运维成本并不算入BOS成本中。所以面积相关成本和BOS成本的区别以及共同点如下表:
面积相关成本 BOS成本
共同点 共同包含运输、安装、支架等成本
不同点 不包含逆变器成本
但包含运维成本 不包含运维成本
但包含逆变器成本
面积相关成本以单块组件所需为单位,不同电站类型、不同建设区域以及不同的劳动力成本都会导致面积相关成本有很大不同。但是综合各地、各种类型电站建设成本,我们会发现面积相关成本往往介于400元/片~800元/片之间。这就是说,电站建设过程中一片60型组件的运输、安装、支架、桩基、土地所需最少成本也在400元以上。所以提高发电功率摊低单位面积的相关成本成为急需解决的问题,也是高功率组件价格更贵的经济合理性基础。
由于不同组件封装形式不同、硅片质量不同、电池路线不同会导致功率有较大差异,目前普通多晶组件功率为275W,而单晶perc组件功率已经普遍达到300W+甚至310W的水平。我们选取单块组件面积相关成本为500元的常规电站为例,功率275W的组件单瓦需要摊销面积相关成本为500÷275=1.81元;功率达到305W的组件单瓦所摊销面积相关成本为500÷305=1.64元。功率更高的组件单瓦摊销面积相关成本更低,这是合理价差的根本来源,于是:
合理价差=500÷275-500÷305=0.17元。
按照上面的思路,我们可以先得到一个基本的计算合理价差的公式:
但是上述简单的计算公式有一个重大缺陷,那就是没有考虑perc大约3%的发电量增益。就是说305W的单晶perc组件等效于305W×1.03=314W的常规组件。单晶perc组件发电量有增益是有实证数据支持的,而且其理论原因也比较清晰,主要是由于:
1、单晶perc组件弱光效应好,由于能更好的吸纳弱光,电站每天启动时间更早、关闭时间更晚,相当于是每天早起晚睡勤劳的好同志。
2、第二个原因是工作温度低,由于单晶perc组件转化效率更高,工作时以热的形式耗散的能量少,正午艳阳高照下单晶perc组件相较于常规组件工作温度更低,我们都知道高温不利于组件正常发电,组件一般温度系数为0.46%,就是意味着组件温度每升高1度,发电量就会减少0.46%。更低的工作温度是提升发电量的又一关键原因。
当我们把单晶perc组件这3%发电增益也纳入考量带入计算公式时,结果就会大有不同。考虑3%的发电增益后主要带来两个变化:
1、等效功率变大,305W的单晶perc组件实际上相当于305×1.03=314W的常规组件。进而可以使面积相关成本摊低更多。
2、由于组件销售时还是按照305W的功率来计价,多发电相当赠送了一定功率的组件。就是说314W-305=9W相当于是赠送的。按照当前普通多晶组件2.45元/W的价格计算,价值相当于2.45×9=22元。由于组件功率是305W,则每瓦对应的价值为22÷305=0.072元。
考虑上述两个因素以后,对于一个每片60型组件面积相关成本为500元的电站项目,275W多晶组件和305W单晶组件的单瓦合理价格差为:
500÷275 - 500÷(305×1.03)+0.072=0.297元
这个公式可以分为三个部分来理解:
1、500÷275 是指面积相关成本500元的电站选用275W组件,单瓦所需摊销的成本。
2、500÷(305×1.03)是指一块组件面积相关成本为500元的电站项目选用305W功率的组件并且考虑3%的弱光效应发电增益后,单瓦功率要摊的成本。
3、0.072是指305W的单晶perc组件考虑3%的发电增益以后等效于314W的组件,但是组件销售的时候还是按照314W来计算,所以实际相当于“赠送”9W的功率,按照当前多晶组件每瓦售价2.45元计算,9W功率价值2.45×9=22.05元,对于一个305W的组件单瓦带来的价值提升为22.05÷305=0.072。
最后值得我们特别注意的是:这个公式最终结算得出的0.297元是该类电站最大可承受的价格差,如果此时单晶perc组件与常规多晶组件价格差<0.297元,则从经济理性的角度理应选择单晶perc组件,因为虽然价格贵一些但在电站假设过程中带来的摊销价值更大;但是如果单晶perc组件价格差>0.297,则从经济理性选择的角度,选择常规多晶组件更合适一些。
其实这个思维模型可以推而广之,可以用来计算双面组件的合理价差,对于有条件使用双面组件且假设背面功率增益为7%,面积相关成本为500元的电站项目,275W普通单面组件和300W双面组件的合理价差计算公式为:
500÷275 - 500÷(300×1.1)+0.245=0.548元
同样道理,这个公式也可以分为三个部分来解释:
1、500÷275 是指面积相关成本500元的电站选用275W组件,单瓦所需摊销的成本。
2、500÷(300×1.1)是指一块组件面积相关成本为500元的电站项目选用300W功率的组件并且考虑3%的弱光效应发电增益,以及7%的背面发电增益效应(合计10%的增益),单瓦功率要摊的成本。
3、0.245是指300W的双面组件,考虑弱光效应增益3%以及背面增益7%以后,等效于300×(1+3%+7%)=330W,相当于赠送30W功率的组件。按照当前组件价格2.45元计算,价值为73.5元,单片组件功率300W,则单瓦价值为73.5÷300=0.245元。
考虑这三个部分的增益以后,得出的结论我自己都是吃惊的,300W的单晶perc组件比275W的多晶组件卖贵0.5元都是合理的!所以对于地面电站有条件使用双面组件的项目,我的建议是能使用双面组件就选用双面。
大逻辑:
最近这些年,人力成本是不断上涨的,即便是印度地区,由于经济的发展,长期看人力成本也都是上涨趋势。再看看电站建设过程中所使用到的钢材、线缆等大宗商品,也是出在不断上涨的趋势中。这样的大格局下,要想继续降低光伏电站的建设成本,除了降低组件价格以外,最有效的办法便是提升组件效率了。有一些电站项目,面积相关的成本在项目总成本中占比突破一半,未来提效率带来的降本效果很可能远大于单纯降低组件价格所带来的效果。这也是我笃信单晶技术路线的最为核心、最为重要的原因。
我们再把这个思维模型推广到未来N型HIT电池路线,得到的效果就更加不可思议了,据说海外已经有优秀厂商可以把HIT组件正面功率做到360W,而且HIT同等容量的发电增益效果更加显著,双面率可以轻松做到90%+,那么360W的叠瓦双面HIT组件与当前275W的普通多晶组件合理价差是多少呢?
500÷275 - 500÷(360×1.15)+0.36=0.97元
就是说如果当前能生产出正面功率360W的HIT叠瓦双面组件,其每瓦卖贵0.9元以上都是完全合理的。高效高功率所体现出来的威力显露无遗,高效化几乎是未来的必然选择,理清这一事实,推广产业相关认知是本文期待的意义所在。
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效率方面,双面组件能够吸收地面反射光及折射光,实现正背面同时发电,其中背面光电转换效率约为正面的60%~90%,因此综合发电效率更高。根据隆基股份在全球三地户外实。
双面组件就是要让组件的背面也能发电,因此会采用透明材质,可以是透明背板,但一般是双玻的形式。
双面双玻组件优点多多,主要有以下几个方面。
1、光伏玻璃本身的耐久性和寿命就很长,相比光伏背板有一定优势,也就不用在背板最外层添加薄膜来保证组件效率和寿命。同时玻璃的阻隔性能也很好,防潮能力好,进一步保证了组件的效率。
2、双面双玻组件的结构对称,重量一致性好,可有效提高机械强度,更好的保护电池片。
3、使用材料更简单,五层结构只采用了三种材料,有利于后期降低成本和解决回收问题。
4、双面双玻组件不需要边框,可避免金属材料上涨带来的组件成本上升。双面双玻组件还迎合了BIPV的发展趋势,在提高发电量的同时,保证了室内的采光。