【中玻網(wǎng)】針對第三批光伏發(fā)電“領(lǐng)跑者”項目大量采用“雙面雙玻光伏組件+單軸跟進(jìn)”技術(shù)方案的特點(diǎn)，進(jìn)行了技術(shù)性、經(jīng)濟性的研究，通過(guò)分析得出，該技術(shù)方案使未來(lái)光伏發(fā)電系統平價(jià)上網(wǎng)、脫離相關(guān)部門(mén)補貼成為可能。

　　1光伏發(fā)電系統的設計

　　根據通知中的技術(shù)要求，要建設擁有先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的光伏發(fā)電示范基地和先進(jìn)工藝技術(shù)應用的示范工程，此類(lèi)項目充分代表了行業(yè)先進(jìn)的設計技術(shù)，依托技術(shù)創(chuàng )新，一方面提高發(fā)電量，另一方面降低建設成本，從而達到降低光伏發(fā)電系統度電成本的目的。

　　1.1組件選擇

　　光伏發(fā)電系統中重要的發(fā)電單元是光伏組件，而光伏組件是由大量的太陽(yáng)電池組合構成的。在組件的選擇上，需考慮目前已商業(yè)化應用的各種光伏組件的產(chǎn)業(yè)形勢、技術(shù)成熟度、運行可靠性、未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢等，并參考“領(lǐng)跑者”項目的技術(shù)要求，通過(guò)技術(shù)性和經(jīng)濟性的綜合比較，選擇適合大型集中式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統使用的光伏組件類(lèi)型。

　　目前光伏組件的類(lèi)別主要有：晶體硅(包括單晶硅、多晶硅)光伏組件和薄膜(包括非晶硅、硒化銅銦、碲化鎘)光伏組件。當前市場(chǎng)生產(chǎn)和使用的光伏組件大多數是晶體硅光伏組件，其比例約占87%?！邦I(lǐng)跑者”項目中對于光伏組件的工藝要求主要集中在晶體硅電池及背電較鈍化技術(shù)(PERC)、異質(zhì)結技術(shù)(HIT)、叉指背接觸技術(shù)(IBC)、電較繞通背接觸技術(shù)(MWT)，以及硅片的黑硅、n型技術(shù)。但是由于電池的產(chǎn)業(yè)化要求和工藝復雜性，目前僅PERC工藝取得了商業(yè)化進(jìn)展，其他工藝還有待優(yōu)化。因此，目前折中的方法是對PERC工藝和HIT工藝進(jìn)行升級，采用以玻璃背板代替傳統PVC背板的雙面雙玻光伏組件。

　　雙面雙玻光伏組件的優(yōu)點(diǎn)主要為：1)雙面發(fā)電可以帶來(lái)更多的發(fā)電量;2)雙玻光伏組件可以帶來(lái)更高的耐用性，較傳統背板而言，其還具有零透水、抗UV老化和抗降解腐蝕的特征。在目前技術(shù)可行的情況下，第三批光伏發(fā)電“領(lǐng)跑者”項目的投標單位大部分都采用了雙面雙玻光伏組件。

　　1.2支架方式

　　光伏發(fā)電系統常見(jiàn)的支架方式分為固定傾角支架系統和自動(dòng)跟進(jìn)支架系統兩大類(lèi)別。其中，自動(dòng)跟進(jìn)支架系統可分為單軸跟進(jìn)支架系統和雙軸跟進(jìn)支架系統，按照控制方式又可分為主動(dòng)跟進(jìn)支架系統、被動(dòng)跟進(jìn)支架系統及復合式跟進(jìn)系統。

　　在第三批光伏“領(lǐng)跑者”項目中，為了滿(mǎn)足技術(shù)領(lǐng)跑的要求，在提升發(fā)電量方面，項目一般采用自動(dòng)跟進(jìn)支架系統。其中，單軸跟進(jìn)支架系統以佳傾角固定的方式自東向西跟進(jìn)每天的太陽(yáng)軌跡;雙軸跟進(jìn)支架系統在跟進(jìn)每天太陽(yáng)軌跡的基礎上，還可根據太陽(yáng)軌跡的季節性位置調節支架的傾角。

　　根據太陽(yáng)軌跡的季節性位置，不同緯度地區的佳傾角也不同，因此，采用不同的跟進(jìn)方式得到的發(fā)電量提升的程度也不同。根據以往的經(jīng)驗，以及大量已建成的光伏電站的發(fā)電量數據，結合目前幾種支架方式商業(yè)化設計的成熟度情況、占地面積及安裝運維情況等，對幾種支架方式進(jìn)行了比較，結果如表1所示。

　　由于大多數“領(lǐng)跑者”項目采用了雙面雙玻光伏組件，支架再選擇一種合適的跟進(jìn)系統，可以進(jìn)一步提升組件背面的發(fā)電量。從第三批“領(lǐng)跑者”項目的技術(shù)方案來(lái)看，大多數項目選擇了單軸跟進(jìn)支架系統。

　　2系統技術(shù)方案的數據分析

　　通過(guò)實(shí)際光伏發(fā)電項目對“雙面雙玻光伏+單軸跟進(jìn)支架系統”技術(shù)方案(下文簡(jiǎn)稱(chēng)為“‘雙面雙玻+單軸跟進(jìn)’方案)的數據進(jìn)行分析。筆者于2017年7月12日對內蒙古自治區鄂爾多斯市杭錦旗獨貴塔拉鎮的億利200 MWp庫布其沙漠自然太陽(yáng)能治沙發(fā)電項目進(jìn)行了考察。該項目中有336 kWp采用了“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”的形式，筆者選擇此試驗區域進(jìn)行數據分析。

　　由于此“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”集成方案示范區在筆者去考察前的6月份剛剛并網(wǎng)，因此現場(chǎng)只收集了2017年6月24日～7月11日的發(fā)電量數據。將本方案的數據與同項目中采用“常規多晶硅光伏組件+固定傾角支架系統”技術(shù)方案(下文簡(jiǎn)稱(chēng)為“‘常規多晶硅+固定傾角’方案”)的部分進(jìn)行對比，具體情況如圖1所示。

　　從圖1可以看出，隨著(zhù)太陽(yáng)輻照度的變化，2種技術(shù)方案的發(fā)電量變化率也不相同。太陽(yáng)輻照度越低，2種技術(shù)方案的發(fā)電量差距越小;隨著(zhù)太輻照度的增強，2種技術(shù)方案的發(fā)電量差距也在加大。其中，“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”方案的優(yōu)勢明顯。

　　為了方便分析太陽(yáng)輻照度的變化與“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”方案增加的發(fā)電量的相關(guān)性，計算出同一天內“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”方案的發(fā)電量與“常規多晶+固定傾角”方案的發(fā)電量的電量差，然后用該差值與太陽(yáng)輻照度做出散點(diǎn)圖，以分析二者的相關(guān)性，具體如圖2所示。由圖2可知，二者之間的相關(guān)性基本可以證明之前提出的“采用單軸跟進(jìn)系統可以進(jìn)一步提升雙面組件的發(fā)電量”這一觀(guān)點(diǎn)。

　　從現場(chǎng)運維人員處了解到，在現有數據中，“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”方案的發(fā)電數據為逆變器側讀數，“常規多晶+固定傾角”方案為關(guān)口表讀數?？紤]到由逆變器到箱變、箱變到關(guān)口表的損耗，按常規設計時(shí)的線(xiàn)損計算，值為3%。

　　2種技術(shù)方案發(fā)電量提升比例的計算式為：

　　計算后可得出，發(fā)電量的提升區間為16.16%～23.9%。

　　3經(jīng)濟性分析

　　在第三批光伏發(fā)電“領(lǐng)跑者”項目中，選擇內蒙古自治區達拉特旗庫布其沙漠經(jīng)濟先導區光伏發(fā)電應用“領(lǐng)跑者”基地規劃為例進(jìn)行分析。該項目基地的投標報價(jià)均價(jià)為0.393元/kWh，其中，特變電工新疆新能源股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“特變電工”)的報價(jià)為0.32元/kWh。從報價(jià)結果來(lái)看，該基地基本具備平價(jià)上網(wǎng)的可能。

　　根據林洋新能源研究院[2]公布的數據顯示，截至目前，若采用“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”方案，基礎管樁數+跟進(jìn)支架的綜合造價(jià)為1.35元/Wp，雙面雙玻光伏組件的造價(jià)為3.2元/Wp。相同容量下，比采用傳統光伏組件時(shí)的建設成本增加了0.7元/Wp，再結合發(fā)電量16.16%～23.9%的提升區間，可推導出“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”方案的度電成本(LCOE)下降空間在0.03～0.09元/kWh之間。

　　根據以上分析，當時(shí)該項目還不足以支撐特變電工報出的0.32元/kWh的低價(jià)。支撐該公司報出低價(jià)的非常大可能原因是未來(lái)技術(shù)發(fā)展而引起的成本大幅降低。

　　4存在的問(wèn)題

　　雖然，第三批光伏發(fā)電“領(lǐng)跑者”項目普遍采用了“雙面雙玻+單軸跟進(jìn)”方案，但其還存在一定的限制條件，具體包括：

　　1)背面發(fā)電量的增益與地面反射介質(zhì)有關(guān)。采用該運行模式時(shí)必須對項目所在地的情況十分了解，才能將背面增益估計準確。

　　2)單軸跟進(jìn)支架系統安裝受地形限制。根據不斷雙向優(yōu)化，從而達到度電成本接近平價(jià)，為2020年光伏“去補貼”做好技術(shù)準備。

　　3)光伏行業(yè)自身正在通過(guò)技術(shù)的創(chuàng )新不斷進(jìn)行優(yōu)化設計，一方面，行業(yè)在不斷提升光伏電站的發(fā)電量;另一方面，行業(yè)在不斷控制電站成本。通過(guò)對度電成本計算式的分子、分母不斷雙向優(yōu)化，從而達到度電成本接近平價(jià)，為2020年光伏“去補貼”做好技術(shù)準備。

　　5總結

　　第三批光伏發(fā)電“領(lǐng)跑者”項目普遍采用了“雙面雙玻光伏組件+單軸跟進(jìn)”技術(shù)方案，本文對該技術(shù)方案進(jìn)行了技術(shù)性和經(jīng)濟性研究，并通過(guò)實(shí)際項目對技術(shù)方案的數據進(jìn)行了分析，其可使未來(lái)光伏發(fā)電系統平價(jià)上網(wǎng)成為可能。廠(chǎng)家技術(shù)給出的條件，單軸跟進(jìn)支架系統不能在坡度大于15°的場(chǎng)所運行，必須是在平緩區域運行。而目前運用在山地項目中的單軸跟進(jìn)支架系統，還沒(méi)有成熟可用的技術(shù)。