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        高效組件對推動平價(jià)上網(wǎng)的探討

        2019-10-09 14:47:15李春陽黃興發(fā)陳亮陳玉茹
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年13期
        關(guān)鍵詞:成本

        李春陽 黃興發(fā) 陳亮 陳玉茹

        摘? 要:高效組件是平價(jià)上網(wǎng)環(huán)境下性價(jià)比較高的新產(chǎn)品,與常規(guī)組件相比,高效組件具有更高的轉(zhuǎn)換效率。該報(bào)告以浙江4.1 MW的分布式電站為例,通過選用市面已有的高效組件,分析光伏電站的占地面積和主要設(shè)備材料用量,進(jìn)一步分析發(fā)電量、BOS系統(tǒng)成本差異。結(jié)果表明高效組件能較明顯降低光伏電站的BOS系統(tǒng)成本,提高項(xiàng)目的收益率,有效加速光伏項(xiàng)目的平價(jià)上網(wǎng)。

        關(guān)鍵詞:高效組件;發(fā)電量;成本

        中圖分類號: TM615? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        0 引言

        2019年1月7日國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于積極推進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電無補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)有關(guān)工作的通知》。2019年4月8日發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電無補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)的工作方案》征求意見稿。在2019年已經(jīng)開展第一批光伏平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目申報(bào),推進(jìn)建設(shè)不需要國家補(bǔ)貼執(zhí)行燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的風(fēng)電、光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目。

        在平價(jià)上網(wǎng)的大環(huán)境下,如何降低建設(shè)成本,提高電站發(fā)電量成為每個(gè)光伏電站建設(shè)投資單位亟待解決的問題。

        1 高效組件

        光伏電站的建設(shè)成本主要包括兩大塊:光伏組件成本,平衡系統(tǒng)成本(以下簡稱BOS成本)。組件成本占光伏系統(tǒng)總成本的比例目前處于45%上下,目前光伏組件經(jīng)過幾輪降價(jià)后價(jià)格趨于穩(wěn)定。為應(yīng)對平價(jià)上網(wǎng),各制造廠家的研究方向是如何提高組件的轉(zhuǎn)換效率。

        光伏組件可通過光學(xué)匹配、電學(xué)改善、系統(tǒng)改進(jìn)等措施提高轉(zhuǎn)換效率。光伏制造產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均有各自提升發(fā)電效率的不同手段:在硅料、長晶切片環(huán)節(jié)主要金剛線切割;電池片環(huán)節(jié)有PREC技術(shù)、薄膜異質(zhì)結(jié)技術(shù)、多主柵技術(shù)。組件環(huán)節(jié)則通過各種不同的封裝工藝提升組件的輸出功率或增加組件轉(zhuǎn)換效率,象雙玻雙面、半片、疊瓦技術(shù)。

        該文選取位于浙江地區(qū)4.1 MW分布式項(xiàng)目進(jìn)行測算。該項(xiàng)目于2017年4月并網(wǎng)投入使用。該項(xiàng)目選用的組件為多晶常規(guī)260Wp組件,該文中選用市面常見的多晶PERC多主柵半片360、單晶PERC多主柵半片385進(jìn)行對比分析。其參數(shù)見表1。

        根據(jù)表可以得出,高效組件較常規(guī)組件轉(zhuǎn)化效率有3%~4%的提升。

        2 工程應(yīng)用方案

        項(xiàng)目位于浙江義烏,參考義烏地區(qū)氣溫,根據(jù)極限溫度下電壓校驗(yàn)及MPPT跟蹤范圍計(jì)算,多晶常規(guī)260組件每20塊組件串聯(lián)成一串,多晶PERC 多主柵半片360、單晶PERC,多主柵半片385組件18塊組件串聯(lián)成一串。組件均采用15°傾角安裝,組件均為雙列橫排,前后排間距為2 928 mm。

        光伏電站分為4個(gè)光伏發(fā)電單元,光伏發(fā)電單元排布參數(shù)如下,詳見表2。

        采用高效組件后,可大幅降低占用土地面積,利于節(jié)省成本。

        原工程設(shè)計(jì)方案共設(shè)2個(gè)10 kV并網(wǎng)點(diǎn),具體為1#并網(wǎng)點(diǎn):安裝多晶260組件8 880塊,經(jīng)4臺500 kW集中式并網(wǎng)逆變器后交流輸出,交流電壓再經(jīng)2臺1 000 kVA雙分裂干式變壓器升壓至10 kV,2個(gè)發(fā)電單元各以1回10kV ZC-YJV22-8.7/15kV-3×70高壓電纜接至廠區(qū)內(nèi)新增光伏開關(guān)站1,高壓匯流后再以1回ZC-YJV22-8.7/15kV-3×120高壓電纜接至廠區(qū)用戶高配房內(nèi)新增光伏接入柜1PV;2#并網(wǎng)點(diǎn):安裝光伏組件6 900塊,經(jīng)2臺500 kW集中式并網(wǎng)逆變器和1臺630 kW集中式并網(wǎng)逆變器后交流輸出,再分別經(jīng)1臺1 000 kVA雙分裂干式變壓器和1臺630 kVA雙繞組干式變壓器升壓至10 kV,此2個(gè)發(fā)電單元各以1回10 kV ZC-YJV22-8.7/15kV-3×70高壓電纜接至新建光伏開關(guān)站2,高壓匯流后再以1回ZC-YJV22-8.7/15kV-3×95高壓電纜接至廠區(qū)用戶高配房內(nèi)本期新增光伏接入柜2PV。采用多晶PERC 多主柵半片360、單晶PERC,多主柵半片385組件后的單元配置及材料與原方案的差異詳見表3和表4。材料差異主要體現(xiàn)在組件數(shù)量、匯流箱及直流電纜長度、支架及支墩用量方面。因安裝容量相同,箱變至用戶高壓配電房接入柜部分設(shè)備材料相同,該文不一一羅列。

        3 經(jīng)濟(jì)分析

        3.1 發(fā)電量測算

        該文采用PVsyst6.7.9軟件版本,項(xiàng)目地址:東經(jīng)29.1°,北緯119.6°,海拔47 m。組件采用15°傾角安裝,雙橫排布置。組件數(shù)量和安裝容量根據(jù)電氣設(shè)備選擇在排布結(jié)果上進(jìn)行微調(diào),具體結(jié)果見表5。

        相比于常規(guī)組件,作為升級版的PERC高效組件具有更為突出的發(fā)電優(yōu)勢。

        從國內(nèi)領(lǐng)跑基地項(xiàng)目中運(yùn)行效果來看,實(shí)際發(fā)電量也與PVsyst測算結(jié)果吻合。山西大同領(lǐng)跑者項(xiàng)目共采用2種類型組件:PERC單晶單面組件(300 W)和常規(guī)多晶組件(270 W)。從2016年9月到2018年 10月,PERC單晶單面組件發(fā)電量比常規(guī)多晶組件高3.2%。主要是由于PERC組件的弱光損耗和高溫?fù)p耗要明顯低于常規(guī)多晶組件,PERC組件的衰減特性優(yōu)于常規(guī)多晶組件。

        對多晶PERC,多主柵半片,360組件發(fā)電量高于單晶PERC,多主柵半片,385組件主要有以下2個(gè)原因:1)現(xiàn)有的PVsyst模型計(jì)算不能體現(xiàn)出單晶PERC,多主柵半片,385組件轉(zhuǎn)換效率比多晶PERC,多主柵半片,360高1.2%的優(yōu)勢;兩者發(fā)電量比較接近。2)多晶組件的衰減性能優(yōu)于單晶組件。

        3.2 經(jīng)濟(jì)測算(表6、表7)

        4 結(jié)論

        (1)采用高效組件后,發(fā)電量有了明顯提升。多晶PERC 多主柵半片360、單晶PERC 多主柵半片385較多晶常規(guī)260組件有3.3%的發(fā)電量提升。

        (2)采用高效租價(jià)后,BOS成本有明顯降低,土地成本下降。光伏組件轉(zhuǎn)換效率提高1個(gè)百分點(diǎn),BOS成本下降3%~5%。光伏組件轉(zhuǎn)換效率提高1個(gè)百分點(diǎn),占地面積下降5.5%左右。

        參考文獻(xiàn)

        [1]李英姿.高效光伏組件對電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響[J].建筑電氣,2019(3):6-12.

        [2]王斯成.光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合量化評價(jià)體系探討[J].太陽能,2018(3):12-22.

        [3]孫杰.PERC單晶組件光伏電站案例分析[J].上海節(jié)能,2019(3):232-235.

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