光伏组件即太阳电池组件,是光伏电站最重要的组成部件,其成本占光伏电站建设总成本的40%以上。光伏组件选型的好坏将直接关系到整个光伏电站的质量、发电量、使用寿命和收益率等。
随着光伏产业的快速发展,运用高效组件来降低度电成本已成为行业共识,新型高效光伏组件也不断涌现,不同组件的转换效率、衰减特性、温度特性等有所差异。
本研究对不同类型的光伏组件进行特性和技术指标分析,并结合案例对不同规格的光伏组件的系统经济性进行对比评价,为光伏组件设备的选型提供技术参考。
光伏组件对不同区域的适用性与当地辐照资源的关系不大,而与当地的建设条件、气候条件有一定关系。因此,要因地制宜进行光伏组件的选型。
在大型光伏电站设计中,度电成本 LCOE 是衡量项目的核心指标,光伏组件选型的核心逻辑必须围绕LCOE,从而确保光伏电站在整个生命周期内提供成本最低的电力,LCOE的计算公式见式(1)。
i为折现率;Yn为第n年的发电量;An为第n年的运营成本;Dn为第n年的折旧;Pn为第n年的利息。
以主流的 210 mm 规格 660 Wp(方案一)组件和 182 mm 规格 540 Wp(方案二)组件为例,进行系统配置,并对比分析其度电成本。
以内蒙古地区某项目为例,项目所在地的纬度为北纬 39.270 6°,最高气温为 40.2 ℃、最低气温为 -36.6 ℃、平均气温为 9.6 ℃。组件搭配 196 kW组串式逆变器,其度电成本对比详见表4。
表4 项目经济性对比
由表4可知,210 mm规格660 Wp组件在支架、基础、电缆等方面均比 182 mm规格 540 Wp组件有所节省,折算到 20 a 的度电投资中,210 mm 规格660 Wp 组件比182 mm 规格 540 Wp 组件具有更优的度电成本。
分布式光伏项目根据屋顶装机规模可分为三类,即小型户用、大型户用及中小型工商业、大型工商业。三种分布式光伏项目经济性对比详见表5。
表5 分布式光伏项目经济性对比
由表 5可知,小型户用分布式项目设计的核心理念是装机容量越高,收益越大。大型户用及中小型工商业项目介于小型户用和大型工商业之间,可利用的面积适中、安装条件略微宽松,高功率组件带来的低成本开始逐渐体现,但其核心逻辑依然是利用有限的面积来提升装机容量。大型工商业屋顶系统重点考虑高功率高效率组件带来了成本的降低。
从表 5 中的三类分布式光伏项目经济性测算可以看出,因屋顶形式多样,不同应用形式对应的组件选型逻辑也不尽相同,并无一款产品能够同时在三类项目中达到最优,而相应的组件也并非尺寸越大就越好,要根据实际的屋顶情形因地制宜进行组件选型。
①根据目前市场供需情况来看,当前用于大型光伏电站的主流单晶硅光伏组件由166 mm、182 mm、210 mm 三种电池片型号进行组装,其产品规格为350~670 Wp。从区域特性来看,三类主流电池片型号均可适用于全国各个区域,不存在较大差异。但结合工程项目特性,在可靠性、适用场景和经济性方面存在着细微差别。
②大型光伏电站光伏组件选型以度电成本最优为原则,而目前主流的 210 mm规格 660 Wp组件在支架、基础、电缆等方面均比182 mm规格540 Wp组件有所节省。因此,大型光伏电站光伏组件应首选主流组件厂家的大尺寸大功率组件。
③在对分布式光伏项目光伏组件进行选型时,因屋顶形式、形状多样,不同的应用形式对组件选型的逻辑不尽相同,并无一款产品能同时在三类项目中达到最优,而相应的组件也并非尺寸越大越好,要根据实际屋顶情形因地制宜进行组件选型。
原文始发于微信公众号(光伏产业通):光伏组件选型原则