在光伏電站的建設過程中,產品選型是一個至關重要的環(huán)節(jié),其可靠性和經濟性直接影響著電站的長期運行效益和投資回報率。
國家電投集團黃河公司、大慶黃和光儲實證研究有限公司黨總支書記、執(zhí)行董事汪洋在2025光伏發(fā)電項目技術經濟性論壇上介紹,他們對電池組件、逆變器、跟蹤支架等零部件進行了全面實證實驗。實證數(shù)據(jù)顯示,在全年數(shù)據(jù)對比下,N型TOPCon組件平均單瓦發(fā)電量最高,分別較IBC、PERC組件高1.16%、2.87%。
報告指出,PERC組件具備低溫優(yōu)勢、溫度系數(shù)高,在≤25℃溫區(qū)發(fā)電增益顯著。但在夏季高溫時功率損失大,全年綜合表現(xiàn)受限。
從實證實驗數(shù)據(jù)看,TOPCon組件平衡性最佳,且溫度系數(shù)適中,雙面率可達80%以上,可通過雪地反射增益彌補低溫增益劣勢(冬季背面貢獻15%-25%)。加之系統(tǒng)適配性較高,低溫時Voc升幅可控,可減少組串超壓風險。
而IBC組件低溫增益高,溫度系數(shù)優(yōu)于PERC,但雙面率較低導致雪地背面增益不足,僅10%-15%,相較于TOPCon較低。但用過弱光補償,在晨昏時段弱光響應優(yōu)勢顯著,可部分彌補背面增益劣勢,發(fā)電量接近TOPCon。
汪洋總結,光伏組件發(fā)電性能主要受溫度、雙面率等綜合因素影響,產品選型應根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件選擇產品的參數(shù),組件雙面率越高背面增益越高。他建議,組件采購招標時,可對雙面率參數(shù)進行約定。尤其在高緯度地區(qū),早晚組件背面大陽直射或地面反射時間長強度大的項目,高雙面率組件對發(fā)電量增加尤為明顯,組件運行溫度低于25℃時,溫度系數(shù)越高溫升正增益越高,組件運行溫度高于25℃時,溫度系數(shù)越高溫升損失負增益越大,因此組件采購招標時需考慮當?shù)氐臏囟惹闆r。而對于土地成本較高的區(qū)域,可有限選擇大尺寸組件。
光伏逆變器實證結果顯示,發(fā)電量最高的是組串式逆變器,其次為集中式逆變器。不同廠家組串式逆變器最大發(fā)電量差異在1.7%范圍內,不同技術路線逆變器效率均達到98%以上,一線逆變器廠家發(fā)電量較為穩(wěn)定。
此外,受低負載條件的影響,當負載率低于30%時,逆變器的整體效率顯著下降。特別是當負載率僅為5%時,逆變器效率僅為85%,低于實驗室條件下達到的97%效率。值得注意的是,全年中有44%的時間逆變器運行在低于30%的負載率下,而在極端月份(6至7月),這一比例甚至超過50%。對于集中式逆變器而言,在低負載情況下,效率下降更為明顯。
汪洋表示,組串式逆變器發(fā)電量高的核心原因有兩點:
一是多路MPPT設計,組串式逆變器通常支持多路獨立MPPT,每路獨立跟蹤不同組串的最大功率點,可減少因陰影遮擋、組件老化或污染導致的失配損失。
二是在動態(tài)響應能力方面,組串式逆變器對輻照、溫度變化的響應速度更快,可避免集中式逆變器因多組串并聯(lián)造成的功率波動。
在光伏支架方面,不同類型支架雙軸支架年累計單位兆瓦發(fā)電量最高,其次是斜單軸支架、平單軸支架,分別較固定支架單位兆瓦發(fā)電量高22.52%、17.52%和5.09%,但固定支架度電成本最低,其次是柔性支架,最高是雙軸支架。
此外,跟蹤支架故障率明顯高于固定支架,增加運維成本。汪洋建議,支架選型應綜合考慮投資成本、運行成本,選取度電成本最低的支架類型,平單軸支架因低LCOE成為多數(shù)場景的性價比之王。
柔性支架則具備較高的場地適應性和投資優(yōu)勢,選擇柔性支架時應注重支架結構的優(yōu)化,尤其是在大風環(huán)境下柔性支架結構穩(wěn)定性,對于大跨距長排柔性支架,應增強端部斜拉基礎結構,同時應考慮基礎的施工和投資。柔性支架適用場景多為農業(yè)復合類等敏感性項目,需考慮政策占地風險。而固定可調支架發(fā)電量高于固定支架,但運行調節(jié)成本較高,應考慮自動化調節(jié)結構的實現(xiàn),同時對于寒溫帶土地存在凍拔凍脹的地區(qū),基礎不均勻沉降對支架穩(wěn)定性挑戰(zhàn)巨大,若選用固定可調支架,支架結構上應能應對基礎不均勻沉降的調節(jié)問題。
據(jù)悉,由國家電投集團黃河公司建設的國家光伏、儲能實證實驗平臺總規(guī)劃布置實證實驗方案已達640種,該平臺分期五年建成,每年不少于100種方案。實證實驗平臺涵蓋了光伏組件、逆變器、支架、儲能產品、儲能系統(tǒng)、設備匹配等實證實驗區(qū),定期將實驗數(shù)據(jù)成果全球對外發(fā)布,這些數(shù)據(jù)成果可為新技術、新產品、新方案實際應用效果提供科學的檢驗對照數(shù)據(jù)支撐。