与上一年的安装相比,2019-20财年的风力安装高出约31%。
对于叠焊组件,晶科内部进行了严格的单倍/双倍IEC标准测试,结果如图4所示。结合Tiger组件发电量的优势,上表是针对南部地区120MW的LCOE分析。
从表里可以看出,在9月21日和9月22日这两天,低辐照环境下,发电增益达到了1.91%和1.72%。Tiger组件在面积扩大的同时,亦保持了优异的载荷特性。Tiger组件包含单双面两种版型,双面Tiger组件目前主推含杜邦Tedlar结构的透明背板,在保证了双面5%-30%发电增益的同时,集合了透明背板组件轻质的特点,有效降低光伏发电的度电成本。并且随着组件主栅数增加,在工艺制程的精度以及准度上,对组件厂家都是极大的挑战,良率较9主栅相比有明显劣势。在众多的栅线数目选择中,晶科通过多次试验,结果如图2所示,组件功率随着主栅数量的增加呈先增加后降低的趋势,且拐点基本都处于9主栅位置,此时对应功率为最佳选择。
在项目设计上,如果保持土地面积基本相同以及装机量相同,Tiger组件可以实现更大的组串间距两家公司表示:自2017年以来,开发商咨询过包括斯瓦尔、肯特和坎特伯雷当局及其社区在内的所有相关利益相关者,并根据咨询反馈设计这座太阳能公园。从表中的数据可以看到,安装29片是完全符合要求的。
Tiger组件所有的技术升级都是为了从发电量和BOS两方面降低度电成本,除去组件成本以外,支架成本和数量对BOS产生了关键影响,支架成本又和单串组件总功率以及系统组串数息息相关。如下图所示,户外正常工作时,半片组件较整片组件,具有更低的工作温度,且同一片组件内部的温度差更低(低约1.8℃),即半片组件能够使热斑发生的概率更小。横截面积的减小,一方面可以减少焊带对电池片的遮挡,增加电池片受光面积,提升组件功率;另一方面,根据公式R=l/s,(R=电阻,=电阻率,l=焊带长度,S=焊带横截面积),在焊带横截面积降低的情况下,焊带电阻增加,从而带来组件的串阻增加如下图所示。1. 固定支架,具有高度定制型,基本是针对电站项目实际条件进行骨架设计,支架的设计核心就是迎风和积雪的承载面积。
上表中绿色标记出来的部分是可以至少安装29块的情况。1.1 Tiger组件背景全球光伏发电补贴和PPA的不断下降,客观要求光伏发电LCOE持续下行。
一带一路沿线部分国家光照资源丰富,尤其是近年来,东南亚、印度、中东、中亚、非洲等地区或国家的光伏电站装机正出现爆发性增长的市场前景,无疑给中国的光伏产业带来新机遇。该项目拟采用单面组件配合1P跟踪支架,组串间距6m,组件最低点离地高度0.5m,跟踪支架旋转角度45。伴随Eagle, Cheetah和Swan组件的推广,组件高功率,高效率的特性叠加双面技术可以带来单位面积更高的发电量以及系统端更低的BOS成本,因此高能量密度成为了晶科未来产品的发展方向。1.3.2 叠焊技术助力组件提效在提高功率输出的同时,Tiger组件也创新性的采用了叠焊技术,细节图如下。
在一带一路的战略框架中,电力通道建设是其中的重要组成部分。结语从2019年10月份首次亮相澳洲到2020年第一季度末,Tiger已签单量超过1GW,全球客户反馈良好,不仅是大型地面项目,分销市场中Tiger配合N型电池片也颇受市场青睐,在海外分销市场中,Tiger全黑组件也有大量签单。此时的电池温度可以根据公式计算。秉承着这一理念,晶科能源在2019年10月23日,澳洲All Energy展会上重磅推出了Tiger系列高效叠焊单晶组件。
双面配合跟踪支架的项目里,串间距的增加可以有效提升组件背面的受光量,正面遮挡也会相应减少,总发电量的增加会带来度电成本的显著降低。2.2 Tiger组件与支架兼容性Tiger高效组件,可实现主流支架类型兼容,并有效降低支架的成本;目前行业中主要存在固定支架和跟踪支架两种主流类型。
这个项目的核心在于单块组件需要拥有绝对的高功率从而通过降低人工费用来降低度电成本。1.2 Tiger组件产品介绍Tiger组件分为单面和双面两大类。
以1P结构的跟踪支架为例,如果一个支架可以安装3串组件,在这个项目中,Tiger组件只需要3072组支架,而M6组件则需要3135组支架。1.3.3 半片技术晶科Tiger系列在采用了新型的多主栅和叠焊组件技术的同时,保持了传统的半片设计,降低组件内部电流和电学损耗,具备高功率和高可靠特性,较常规整片电池组件正面功率提升达15Wp。依据下图CPVT实测数据显示,低辐照条件下,Tiger 组件PR值高于普通5栅组件,弱光环境下发电优势明显。实证结果显示,相对于普通的5BB组件,Tiger组件的平均发电增益在1.57%。EPC,土地和发电量的多角度优势,使Tiger组件在平价上网的趋势下,成为了行业中的标杆产品。3. 特制的EVA/POE层压后进行重叠区域填充:电池片串接完成后,在层压过程中使用特制的EVA/POE,高温下有效填充重叠区域电池片与焊带之间的缝隙,给电池片提供缓冲作用,保障组件可靠性。
在不同的项目地,单个组串可以接入的组件数和当地的辐照以及电池温度有直接关系,因此,我们对460w的Tiger单面组件进行了不同辐照和电池温度下的开路电压模拟与测试,综合结果如下表所示。晶科研发通过特殊工艺将电池片进行叠加,告别传统组件的电池片间隙,组件效率>20.7%。
半片组件采用上半部分和下半部分并联的设计,在早晚阴影遮挡组件的下半部分时,半片组件的上半部分仍能够工作,实现50%的功率输出,而全片组件输出功率为0。此类低辐照地区如果使用普通的5BB组件,大量的斜射光和散射光无法得到有效利用;从逆变器角度看,如果超配较低的情况下,大部分时间DC端电压甚至无法达到逆变器的最佳输出效率,两个原因导致发电量偏低,客户收益率无法保证。
项目拟定容配比1.2,DC端容量120MW。结果显示,单倍/双倍IEC标准的测试结果远低于IEC标准要求的5%功率衰减,甚至优于常规组件。
3.2 低辐照优势Tiger组件采用了优化的圆形焊带,相较于之前的扁平焊带来说,横截面积明显减小。我们根据环境温度和电池温度的换算公式:Tcell = Tamb + (1/U) * G_POA* Alpha* (1-efficiency).公式里U(传热系数)=Uc+Uv*Vwind, Uc=系统传热系数, Uv=风传热系数,Vwind=项目地风速,G_POA=当地实际辐照量(直射光+散射光),Alpha=光吸收率,Efficiency=实际组件效率(考虑阴影遮挡等因素)以澳洲项目为例,达到逆变器启动电压时,假设辐照为200W/m2, 环境温度在0℃。高能量密度是未来组件发展的技术趋势,单位面积更高的发电量无疑会带来度电成本的持续下降。如果采用Tiger双面组件,保持基本相同的土地面积,组串间距可以适当拉大,配合多主栅和叠焊技术的特性,较158.75半片系列透明背板组件可以提高约2%的PR,背面发电增益也有0.5%的增加。
根据公式,组件PR值和组件串联电阻Rs成正比。而反观常规的5BB组件,扁平焊带无法有效将侧面的光线反射回电池片上,造成发电量的损失。
2. 重叠区焊带整形:整形后的焊带形状为变形的 Z 字形,可以有效解决电池片重叠区域与焊带接触面积小的问题,防止碎片及不良。针对这两点优势,我们在晶科海宁研发中心针对普通5BB以及Tiger 9BB组件做了户外实证分析,结果如下表所示。
我们对现在主流的三种组件(Tiger双面叠焊465w,M6双面半片440w以及G1双面半片405w)进行了详细的项目设计以及发电量模拟,结果如上表1所示。对于Tiger组件的1500V系统设计,客户可以根据项目地详细的辐照、风速和温度等情况来确定每串组件可以接入的组件数,来最大程度发挥系统端优势。
图一是Tiger组件的产品分类和功率路线图,2020年量产功率可达465w。结合主流跟踪支架用钢量成本测算,高功率的Tiger组件,可以直接减少约2.6%的支架成本。叠焊技术在提效的同时,保证了组件优异的可靠性,确保客户电站30年稳定高效的运行。Case 1: 国内某南部低辐照地区项目我们以国内某南部地区为例,亚热带季风气候,属于三类光照区,地面为沙地,地面反射率在30%-40%。
叠焊组件的关键技术点有三个:1. 重叠区焊带减薄:Tiger组件使用了柔性的圆丝焊带,在重叠区域对焊带进行压扁设计,整体厚度低于非重叠区域和常规组件。Tiger 470w单面组件,在目前市场上主流产品中输出功率最高,可以最大限度的节省组件数量以及支架数量,从而起到节省人力成本的目的。
2 Tiger组件系统设计2.1 Tiger组件与1500V兼容性Tiger组件优化了组件制作工艺,在保证组件功率和效率优势的同时,降低了开路电压,确保在单个组串中可以连接更多的组件,节省BOS成本。单面组件包含66片普通单面组件、66片全黑单面组件(适用分销项目)以及78片普通单面组件;双面组件包含78片的透明背板/双面双玻两种版型。
Case 2: 某一带一路国家200MW光伏项目该项目地属于亚热带季风性湿润气候类型,常年光照充足,拟采用单面高功率组件,容配比1:1.05,该项目地处发达国家,土地价格便宜,人力成本高。单串组件总功率的增加,意味着支架成本的大幅降低。
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