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【中玻網(wǎng)】從2009年金太陽開始,國內(nèi)光伏市場在補貼政策的帶動下取得了長足的發(fā)展,各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn),也不斷的經(jīng)過實踐成為帶領(lǐng)行業(yè)的潮流。
光伏組件的效率經(jīng)過國內(nèi)光伏企業(yè)的努力,轉(zhuǎn)化記錄不斷提高,為光伏平價上網(wǎng)的奠定了堅實的基礎(chǔ)。除去電池片的效率外,跟進、雙玻、1500伏漸漸成為光伏行業(yè)三大發(fā)展方向,未來跟進、雙玻、1500伏誰主沉浮?
光伏跟進系統(tǒng)
光伏跟進系統(tǒng)的設(shè)計原理并不復雜。由于太陽的照射角度總在不斷變化,傳統(tǒng)固定式光伏板運用跟進技術(shù)后,便不再是“死物”,相反可如向日葵一般追逐太陽,增加接收到的太陽輻射量,從而提高電站整體發(fā)電量。
從大格局著眼,光伏跟進技術(shù)離火起來的日子似乎已經(jīng)不遠了,但現(xiàn)階段仍有短板待補,否則前景會大受影響。
中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司在解讀光伏跟進技術(shù)制約因素時說:“成本是個非常大的問題。行業(yè)普遍情況下,采用平單軸跟進的電站,投入資金增加0.5~1.4元/瓦,斜單軸增加1~1.5元/瓦,雙軸增加2.5~3.5元/瓦。成本較高的跟進產(chǎn)品,對開發(fā)商的吸引力不會有多大!
另外可靠性同樣是個關(guān)鍵性問題。國內(nèi)光伏跟進市場規(guī)模尚未形成,跟開發(fā)商對跟進產(chǎn)品可靠性的擔憂也不無關(guān)系。早期市場上一些跟進產(chǎn)品缺乏可靠性,常有電機和控制器失準、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)失靈、軸承打滑等缺點,影響較壞,導致許多投入資金商不敢再嘗試。
不過據(jù)記者了解,隨著業(yè)內(nèi)制造商的技術(shù)不斷進步與成熟,光伏跟進產(chǎn)品的生產(chǎn)成本在不斷下降,可靠性則在不斷提升,出現(xiàn)故障的概率較早期大幅減少。
毫無疑問的是,光伏電站開發(fā)商非常樂于使用成本低、可靠性高的跟進系統(tǒng)。未來國內(nèi)光伏跟進行業(yè)還需緊緊圍繞這兩點做文章,為推動光伏平價上網(wǎng)貢獻力量。
雙玻光伏組件
什么是雙玻組件?
雙玻組件系由兩片玻璃與電池所組成的光伏組件,取代傳統(tǒng)組件的背板與鋁框結(jié)構(gòu)。早期采用的光伏玻璃難以在價格、強度、重量、透光度等要素之間取得平衡,因此并未有大規(guī)模量產(chǎn);但隨著近年來的光伏玻璃技術(shù)增進,已能產(chǎn)出價格較實惠、強度夠且又不會太厚重的產(chǎn)品,提升了光伏組件的品質(zhì)。
雙玻組件的主要優(yōu)點:
平均壽命可達30年,比一般組件的25年更長
生命周期發(fā)電量較一般組件高21%左右
發(fā)電衰退率約0.5%,優(yōu)于一般組件
幾乎不透水、可抗腐蝕,耐候性與防火性佳,可用于高濕度地帶、農(nóng)/漁光互補專案、多酸雨地區(qū)、高鹽霧地區(qū)等。此外,雙玻組件比一般組件更耐磨,可抗風砂。玻璃強度高,可降低蝸牛紋開裂問題。無鋁框設(shè)計可降低PID衰減率。
玻璃的絕緣性優(yōu)于金屬背板,因此雙玻組件可接受更高的系統(tǒng)電壓,降低光伏電站整體建設(shè)成本。
據(jù)解析,雙玻組件因采用兩面光伏玻璃,因此能大幅提升抗水、抗腐蝕、抗銹、防火、防風砂磨損等性能,使其泛用性提高。組件所采用的EVA樹脂及電池網(wǎng)印的銀線搭配雙玻組件時,可有效避免因水氣造成的變質(zhì),因此組件的發(fā)電功效衰減率降低、PID與蝸牛紋等問題也隨之下降,可維持光伏組件的穩(wěn)定品質(zhì)。
此外,雙玻組件的透光性較佳,應用于農(nóng)/漁光互補專案時,可允許較多陽光穿透,對農(nóng)業(yè)與魚塘之經(jīng)營,能產(chǎn)生比傳統(tǒng)組件更高的助益。其透光特性也讓雙玻組件更適合與一般建筑物整合,能兼顧發(fā)電、美觀以及采光。
雙玻組件的缺點:漏光、風壓
雙玻組件的透光性同時也是非常大的缺點之一。因雙玻組件上下面都采用透明EVA膠膜,缺少一般組件的背板反射功能,使得在電池中產(chǎn)生光電效應的光量因透光較高而降低,造成組件有2%以上的功率損失。雙玻組件的封邊方式也會影響抗水器的功能。雙玻組件的另一個隱憂是失去鋁框保護后對風壓的耐受度,目前仍待研究與數(shù)據(jù)來支持。
無論如何,雙玻組件因耐用性高、效率穩(wěn)定,因此被看好能降低度電成本,也逐漸成了許多廠商競逐的目標。
1500V光伏系統(tǒng)
現(xiàn)階段太陽能光伏發(fā)電的補貼將逐年下調(diào),目前1000V直流系統(tǒng)的整體成本降低的空間有限,為解決問題,業(yè)界優(yōu)異的企業(yè)都在積較研究1500V耐高壓直流系統(tǒng)。1500V直流發(fā)電系統(tǒng)是否將成為行業(yè)下一個大勢?
隨著行業(yè)對1500V光伏系統(tǒng)在降低系統(tǒng)成本方面的重要性的共識日益清晰,很多光伏組件和光伏部件制造商都在積較開發(fā)適于1500V光伏系統(tǒng)的光伏組件、配套設(shè)備和配套材料,可以認為這將是未來一、兩年光伏發(fā)展的趨勢之一。
相比1000V系統(tǒng)電壓,1500V系統(tǒng)電壓的光伏電站的設(shè)計,除逆變器電容和核心半導體器件IGBT以外,其他零部件不大會因為電壓等級的變化而增加成本。電容和IGBT目前產(chǎn)品的電壓等級也完全滿足1500V系統(tǒng)的要求。
問題在于光伏發(fā)電設(shè)備的主角-光伏組件。光伏組件的關(guān)鍵絕緣結(jié)構(gòu)是光伏背板。因此,開發(fā)1500V安全光伏背板便成了問題的關(guān)鍵。相對1000V掛光伏系統(tǒng),1500V光伏系統(tǒng)的經(jīng)濟性是明顯的。首先,在其它輔助設(shè)備、電纜、支架等基本不變的情況下,由于組件串電壓升高了50%,相應地可以減少33%的匯流設(shè)備和逆變設(shè)備;其次,減少了設(shè)備,就減少了33%的設(shè)備自用電,減少了33%的設(shè)備故障率和維護保養(yǎng)成本;第三,由于半導體器件是有固定壓降的電流器件,提高系統(tǒng)電壓也有助于減少半導體器件固定壓降的電能消耗。
相比1000V光伏系統(tǒng),1500V光伏系統(tǒng)也有缺點:
首先,為保證組件串中的光伏組件工作在相同的工作點,要求組件串中每一塊組件在同一時刻接受到的光輻照度、組件溫度盡可能一致,以保證組件串非常大功率輸出。組件串的增長,對環(huán)境的適應性不利,例如在復雜地形的荒山、荒坡上,在建筑物上建造光伏電站帶來了電站設(shè)計的復雜性;
其次,組件串電壓高,對某些類型的光伏電池和光伏組件來說,發(fā)生PID效應的風險加大;高的直流電壓會使系統(tǒng)中能接觸到潮氣的帶電體發(fā)生電化學腐蝕的概率加大。腐蝕的結(jié)果會破壞電池結(jié)構(gòu)、增加接觸和傳輸電阻,從而降低光伏組件的壽命、增加電功率損失,嚴重時甚至引發(fā)火險。
第三,電壓增高后當電路斷開時,直流拉弧的風險也會增加。
因此,靠前,1500V光伏電站更適于建造在地形比較平整、氣候比較干燥的場合,比如西北地區(qū)的荒漠化草原;第二,一般情況下,1500V光伏電站應采用抗PID效應的光伏組件和光伏電池。比如采用低透水率的封裝背板,采用抗Na+遷移的封裝EVA材料,采用N型襯底的電池,在電池表面制備無缺的鈍化膜和保護膜,以及在電路上采取特殊的接地和隔離措施;第三,1500V系統(tǒng)需更加重視防拉弧設(shè)計。
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