隆基乐叶李绍唐：P型双面组件助推度电成本下降
2018-10-31 12:14:07
摘要：隆基乐叶光伏科技有限公司高级产品经理李绍唐博士在 “光伏领袖对话”论坛上作了“P型双面组件助推度电成本下降”的主题演讲。
以下为李绍唐演讲文字实录：
李绍唐：各位专家、来宾，大家下午好！我来分享的报告是关于隆基的P型双面组件，这个产品从去年上半年开始推广了一年多，不断地把它进行升级换代。
首先，这个报告分为三个部分，一个是关于P型双面组件的PERC技术简介。再一个是双面电站的系统设计，因为这个产品相对于以前的产品，实际上是一个比较大的革命，从单面发电向双面发电，从技术上有很多需要解决的问题。最后是双面PERC组件应用案例，从各个场景的应用，展示一下大范围场景是可以应用的，代替单面组件的趋势。
这里是一个单面电池和双面电池背面的图形。可以看到右边的结构图，单面电池是全覆盖的铝层，把光遮挡住了，所以背面是无法受光的。双面PERC的铝，也可以起到减反射的作用，下表面是一层很薄的氧化铝，下面比较厚的一层也是氮化硅。这种电池结构最早是2015年由ISFH研究所报道出来的双面嗲吃，其他的双面电池很早就有，从80年代，比如说N型的PERC双面，还有异质结的电池，这也是双面电池。PERC双面电池是低成本的电池，和单面电池是一样的，只是微小的改变了一个结构，传统双面电池背面都是使用银，它是用铝，成本是非常低的，因此意义非常重大。这里是一些数据展示，就不赘述了。最早的双面电池双面率在70%左右，现在已经提升到接近80%了，做成组件的双面率也就到80%的水平，把P型双面组件跟N型双面组件相当的情况，双面的组件在标准情况下进行测试，测试的情况下它的背面测出来的功率遮住正面侧边面。在双面率提高的基础上，正面的效率主要是在今年年中Q3有一个很大的提升，由原来21.5%提升到22%的水平，引入了以选择性发射机为主的技术，通威等等技术都有这样的提升，使双面PERC成为目前最优竞争力的技术。这里给出了文献当中的技术提升，PERC的技术还在提升过程当中，效率还有望发展，至少隆基也给出了自己的电池效率路线图，希望把量产的效率也能从22%提升到23%。右边是我们统计了第三批领跑者实际供货的产品比例，可以看到，这里单晶的PERC和PERC双面占据了一半的份额。我在上午其他会场的报告，领跑者对双面没有照顾，但实际上客户从度电成本，从收益率的选择上，虽然说双面达到了17%，平价上网补贴下降加速了双面组件的应用。
这里是关于标准。双面标准之前一直缺失，争论比较多。CQC中国质量认证中心在6月下旬已经推出了这么一个标准，在标准方面的争论只是在个别点上。典型的话，背面的辐照度按照正面的10，也就是100瓦/平方米，在这样的情况下考虑功率是多少，这样定义为双面组件比较有特征的功率。前几天参加的会议了解到，IEC在双面组件测试标准在韩国釜山已经敲定了，在今年年底或者明年初发布出来，双面组件的应用在标准上已经再无障碍了。
这里是隆基的双面组件的一些测试结果。我们的应用是比较早的，去年年初有一些组件投入到了应用当中，经过了接近一年的情况，可以看到前面的一批组件在10个月衰减了1.18%，在台州的两批组建分别衰减了1.8和1.4%，都处于隆基的首年2%以内衰减的质保范围内，在双面组件的衰减方面也是无须担忧的。
接下来双面组件的电厂设计。最直观的是地表反射率，反射率越高发电越好，其次是需要达到一定的高度，整个组件对受的光的均匀度，包括受的光的辐照量都会有效提高，比较临界的辐照度在不同地表情况下有所不同，可能在2米水平，超过这个值增益就小一点。第三点是辐照条件，直射辐照和散射附着，因为双面组件不仅可以利用地表辐射光还可以空气散射光，散射光越高增益越高，在早晚会有很高的增益。因此在辐照不佳的地区，比如说三类地区也会更好的受益。本身辐照虽然不高，但是散射光比例很高，发电增益带来的总发电会让它也有一个比较理想的回报。第四点是正列间距。
这里给出了一些典型的场景反射率，除了水面略微差一点，可能在接近10%，像新的草地、干土地、水泥地都有比较好的反映。有雪的条件下是非常好的，单面组件就不能发电了，而双面组件背面会受光，使雪尽快熔化滑下来，在冬天的收益非常高。综合来说，双面组件可以适用于各种应用环境，包括风草地、沙地、水泥地等等。屋顶分布式上，对于平屋顶的话，我们也推荐在地表做反光处理，贴反光膜来增益，如果是平铺的还可以用原来的单面。
这是PVsyst软件，后面经过模型的修改，把双面组件在固定支架上的模拟已经模拟的非常好了，现在从科学的角度，因为刚才的影响因素很多，我们还是推荐可以参照的软件来对发电进行评估。这里是我们模拟了中国的5个城市，不同的城市直射、散射的比例，包括辐照的情况纬度不同，可能增益都会有所不同，但是整体都还是有明显的增益。按照双面率的比例，像我们的组件一般增益7.5%是问题不大的。这里的展示高度，随着高度的提升，组件背面受的辐照量是非常大的，正列凉州道路比较宽，前后的辐照会略高一些，设计单位在设计中可以考虑用不同的支柱。
在支架方面，早期的双面组件的应用，比如说在大同领跑基地，双面组件的应用都是有遮挡的，随着后面大批P型双面组件进入市场的话，支架厂商提供了很多解决方案，包括平单轴、斜单轴。右边给出了在国外应用比较多的（英文）支架，把一个组建放在转轴上来运动，下面会有个轴，它自己也对双面组件进行了优化，提升了轴相对组件的距离，在表面做一个喷漆，提高反射率。隆基今年新发布了双面半片，在组件上有空隙，降低了背面的影响。最后是逆变器，逆变器的情况主要是因为传统的逆变器组串的最大电流可能在10安，超过了就会调整跟踪点，无法最大发挥组件功效。从长期来讲，随着碟片组件将来也户得到应用，组件的电流都会有一个提升，因此新一代逆变器预期都会按照12.5安的逆变器来设计。
接下来是隆基的组件应用的案例。这个是在台州自己的基地，增益已经比较明显了。在水泥地增益是在11%，这个是从去年9月到今年6月，增益还是比较稳定的，除了在今年1月份有雪的情况下增益比较高。反光膜1.5米、2米都做了。增益是相对于市面上最常见的常规多晶相比的。这里给出了一天和多个月的情况。一天的情况可以看到，在整个白天当中发电增益是很稳定的，早晚的主要原因，在电站还是有一定的遮挡，没有完全体现出双面组件的增益，否则两边的黄色曲线会翘的比较明显。这个是扶贫电站，左边是单面M01，右边是M02，两个多月的发电增益是（26%），在全年预计达到7.5%，我们预期的平均水平是完全没有问题的。这个项目体现出在屋顶做反光处理之后的发电增益的提升，非常明显，如果从收益的角度来讲一定是涂白漆的处理方式是非常合理的。屋面是水泥的情况下是5.7%，右边是18.3%，多出来5%的发电增益是非常客观的。
接下来是在水面上，水面上也是我们比较依赖，水面上的增益达到了7.39%，我们认为，一般根据模拟增益在3%-4%，得到这么高的增益，跟我们本身PERC组件有弱光和温度技术上的增益是分不开的。在合肥地区空气中的散射光比例也相对高，在水面上也有较好的发电增益，组件上的成本相差不。
最后一个是隆基应用在支架上面的一个项目，在去年5月份安装成功，我们统计了一年的数据，规模不大，是336千瓦，配合了背面无遮挡的斜单轴支架。可以看到一年的发电增益，刚才我讲了夏天的增益比较高，冬天的增益比较小，因为用到支架统一周期要从一年夏至日跟后年的夏至日。综合来看的话，双面+跟踪支架的增益是26.7%，旁边有类似的跟踪支架，增益是在10.3%，双面组件在沙地上的增益也在15%以上。因此，双面组件在全球的应用都是非常划算的，这里引用了两篇文章里的数据。左边是在固定支架上的发电模拟，在全球都有非常好的增益，在10%，这里面用的双面率可能接近了90%，在全球模拟出来的增益都是在10%以上。右边是双面组件在跟踪系统上的增益，额外用上双面组件还是能获得额外收益。这里面还把拉萨地表反射率也考虑了进来，背面辐照的增益都接近10%，个别地区甚至达到了20%。因此，用这样一个革命性的技术可以大大降低度电成本。我们做了一个简单的计算，条件如上面所述，在这个理想条件下，我们带入二类光伏园区，考虑双面310的组件可以节省成本，又可以多发10%的电，这样算出来的度电成本，一个是0.37%，一个是0.263%，组件价格也展示了。组件在3毛5的情况下，度电成本还要降0.6%。
我的报告就到这里。谢谢大家！
注：本文系能源新闻网整理自全国工商联新能源商会常务副会长单位、 隆基乐叶光伏科技有限公司高级产品经理李绍唐博士在第十二届中国新能源国际高峰论坛（NEX2018）“光伏领袖对话”论坛所作演讲，未经其本人审阅。
