背景與概要

光伏組件技術的長期發(fā)展方向是提高效率、降低內部損耗。組件內部損耗高一方面會降低功率與效率，另一方面還會導致光伏組件工作溫度提高，影響組件的發(fā)電性能。因此近年來業(yè)內廣泛應用了半片技術與多主柵技術、通過降低電流減少組件內部的熱損耗，這些技術的應用使得硅片尺寸的適度增大具有可行性，但片面追求超大電流絕非光伏技術的發(fā)展方向。

在半片技術的應用過程中，文獻報道以及隆基在中國研究院電器院海南實證基地的發(fā)電實證均顯示：半片組件相比大電流的整片電池組件通常具有發(fā)電優(yōu)勢，且輻照值、環(huán)境溫度越高該發(fā)電優(yōu)勢越明顯。采用G12硅片的超大電流組件，正面的短路電流可達18A以上，相比主流產(chǎn)品預期在發(fā)電性能上存在類似的現(xiàn)象。晶澳與TÜV北德在銀川國家光伏實證基地率先對比了182組件與超大電流組件(均為雙面組件)的發(fā)電性能，初步結果展示在《182組件產(chǎn)品聯(lián)合白皮書》中，后續(xù)的報道顯示182組件相對于超大電流組件的發(fā)電增益達1.9%(2021年2月~2021年8月)。隆基在西安、泰州也分別開展了實證研究，近期獲得的數(shù)據(jù)已可與上述研究相互印證：182組件在發(fā)電性能上相對超大電流組件在戶外發(fā)電性能上通常優(yōu)于超大電流組件，輻照越高的地區(qū)該優(yōu)勢越明顯。

西安眾森電站實證結果

西安的實證電站位于西安市經(jīng)開區(qū)眾森公司屋頂(北緯34.4度，東經(jīng)108.9度)，由第三方眾森公司依托其測試與實證平臺開展實證工作，采用了隆基182雙面組件(Hi-MO 5)與超大電流雙面組件各一塊，組件利用微型逆變器實現(xiàn)MPPT跟蹤，用電表精確計量直流側的發(fā)電量。組件經(jīng)一周曝曬、測試初始功率后開始實證，安裝方式、地表類型(灰色礫石)、光伏電纜長度等均保持一致。

圖1. 西安實證電站現(xiàn)場照片

該電站自2021年11月17日開始運行，截至2022年2月底，隆基182組件相比超大電流組件平均發(fā)電量高2.9%。如下圖所示，在輻照量高的日期，182組件的優(yōu)勢非常明顯，在輻照差的陰天，超大電流組件略有優(yōu)勢。由于在本實證中光伏電纜較長，排除不到2%的線損差別，182組件單瓦發(fā)電能力較超大電流組件高約1%。

圖2. 西安實證電站182組件與超大電流組件發(fā)電對比結果

泰州實證電站實證結果

泰州的實證電站位于隆基泰州產(chǎn)品研發(fā)中心實證基地(北緯32.5度，東經(jīng)120.0度)，采用組串式逆變器對比隆基182組件與超大電流組件的發(fā)電性能，兩款雙面組件各4塊，地表為草地。泰州實證電站利用電表就近采集直流側發(fā)電數(shù)據(jù)，排除了電纜線損的影響有利于對組件發(fā)電能力的精細研究。

圖3. 泰州實證電站現(xiàn)場照片

泰州實證于2022年2月23日正式投入運行，首批采集到的10天的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性：182雙面組件相比G12超大電流組件平均發(fā)電增益為0.96%，日發(fā)電量越高、環(huán)境溫度越高，182組件的發(fā)電增益越高。3月1日，日發(fā)電量3kWh/kWp時兩款組件的發(fā)電量相當。

圖4. 泰州實證電站182組件與超大電流組件發(fā)電對比結果

為進一步研究兩種組件的在各個輻照值下的表現(xiàn)，我們對兩款組件在泰州的單日功率曲線做了對比分析，圖5為2022年3月1、2、3、5日的分時數(shù)據(jù)(展示上午9點~下午3點，數(shù)據(jù)間隔為1分鐘)。在早晨輻照較低時，超大電流組件發(fā)電量優(yōu)于182組件，輻照達到600~700W/m2時，兩種組件發(fā)電量相當，隨輻照進一步增加182組件的發(fā)電優(yōu)勢顯著提高：輻照為800W/m2時，182組件的發(fā)電增益約1%，輻照900W/m2時，182組件發(fā)電增益約2%。而在下午時段，由于氣溫較高，182組件與超大電流組件發(fā)電相當?shù)呐R界輻照值在500W/m2左右。考慮到圖4中這10天的輻照水平優(yōu)于全年平均水平，氣溫水平略低于全年平均值，預估泰州電站全年的182組件發(fā)電增益稍低于0.96%。

圖5. 泰州實證電站182組件與超大電流組件單日發(fā)電曲線對比

結論

綜合隆基在西安與泰州的發(fā)電實證結果，結合晶澳TÜV北德在銀川的實證以及從前M2半片組件與整片組件的發(fā)電對比，可以確定較低的內部損耗使得182組件在通常情況下相對于超大電流組件具有明確的發(fā)電性能優(yōu)勢，該優(yōu)勢隨著項目地光資源的增加而增大。預計在光資源普通的地區(qū)182組件相對超大電流組件的發(fā)電優(yōu)勢為0.5~1%;而在光資源非常豐富的地區(qū)，雙面組件日均發(fā)電量可達5.5~6kWh/kWp，182組件相對超大電流組件的發(fā)電增益可達2%以上。

182組件的發(fā)電實證結果佐證了2021年5月所發(fā)布的《182組件產(chǎn)品聯(lián)合白皮書》中的論斷：182組件是綜合考慮組件全產(chǎn)業(yè)鏈制造情況、電站BOS成本、組件發(fā)電性能、組件生命周期可靠性等因素后可以實現(xiàn)最低度電成本的產(chǎn)品。