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光伏行业三大方向 未来谁主沉浮?

2016/11/16 来源:光伏资讯 责任编辑:杨梦园 点击图片浏览下一页

  从2009年金太阳开始,国内光伏市场在补贴政策的带动下取得了长足的发展,各种新技术不断涌现,也不断的经过实践成为引领行业的潮流。

  光伏组件的效率经过国内光伏企业的努力,转化记录不断提高,为光伏平价上网的奠定了坚实的基础。除去电池片的效率外,跟踪、双玻、1500伏渐渐成为光伏行业三大发展方向,未来跟踪、双玻、1500伏谁主沉浮?

   光伏跟踪系统

  光伏跟踪系统的设计原理并不复杂。由于太阳的照射角度总在不断变化,传统固定式光伏板运用跟踪技术后,便不再是“死物”,相反可如向日葵一般追逐太阳,增加接收到的太阳辐射量,从而提高电站整体发电量。

  从大格局着眼,光伏跟踪技术离火起来的日子似乎已经不远了,但现阶段仍有短板待补,否则前景会大受影响。

  中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司在解读光伏跟踪技术制约因素时说:“成本是个较大的问题。行业普遍情况下,采用平单轴跟踪的电站,投资增加0.5~1.4元/瓦,斜单轴增加1~1.5元/瓦,双轴增加2.5~3.5元/瓦。成本较高的跟踪产品,对开发商的吸引力不会有多大。”

  另外可靠性同样是个关键性问题。国内光伏跟踪市场规模尚未形成,跟开发商对跟踪产品可靠性的担忧也不无关系。早期市场上一些跟踪产品缺乏可靠性,常有电机和控制器失准、转动系统失灵、轴承打滑等缺陷,影响较坏,导致许多投资商不敢再尝试。

  不过据记者了解,随着业内优秀制造商的技术不断进步与成熟,光伏跟踪产品的生产成本在不断下降,可靠性则在不断提升,出现故障的概率较早期大幅减少。

  毫无疑问的是,光伏电站开发商非常乐于使用成本低、可靠性高的跟踪系统。未来国内光伏跟踪行业还需紧紧围绕这两点做文章,为推动光伏平价上网贡献力量。

   双玻光伏组件

  什么是双玻组件:

  双玻组件系由两片玻璃与电池所组成的光伏组件,取代传统组件的背板与铝框结构。早期采用的光伏玻璃难以在价格、强度、重量、透光度等要素之间取得平衡,因此并未有大规模量产;但随着近年来的光伏玻璃技术增进,已能产出价格较实惠、强度够且又不会太厚重的产品,提升了光伏组件的品质。

  双玻组件的主要优点:

  平均寿命可达30年,比一般组件的25年更长

  生命周期发电量较一般组件高21%左右

  发电衰退率约0.5%,优于一般组件

  几乎不透水、可抗腐蚀,耐候性与防火性佳,可用于高湿度地带、农/渔光互补专案、多酸雨地区、高盐雾地区等。此外,双玻组件比一般组件更耐磨,可抗风砂。玻璃强度高,可降低蜗牛纹开裂问题。无铝框设计可降低PID衰减率。

  玻璃的绝缘性优于金属背板,因此双玻组件可接受更高的系统电压,降低光伏电站整体建设成本。

  据解析,双玻组件因采用两面光伏玻璃,因此能大幅提升抗水、抗腐蚀、抗锈、防火、防风砂磨损等性能,使其泛用性提高。组件所采用的EVA树脂及电池网印的银线搭配双玻组件时,可有效避免因水气造成的变质,因此组件的发电功效衰减率降低、PID与蜗牛纹等问题也随之下降,可维持光伏组件的稳定品质。

  此外,双玻组件的透光性较佳,应用于农/渔光互补专案时,可允许较多阳光穿透,对农业与鱼塘之经营,能产生比传统组件更高的助益。其透光特性也让双玻组件更适合与一般建筑物整合,能兼顾发电、美观以及采光。

  双玻组件的缺点:漏光、风压

  双玻组件的透光性同时也是最大的缺点之一。因双玻组件上下面都采用透明EVA胶膜,缺少一般组件的背板反射功能,使得在电池中产生光电效应的光量因透光较高而降低,造成组件有2%以上的功率损失。双玻组件的封边方式也会影响抗水器的功能。双玻组件的另一个隐忧是失去铝框保护后对风压的耐受度,目前仍待研究与数据来支持。

  无论如何,双玻组件因耐用性高、效率稳定,因此被看好能降低度电成本,也逐渐成了许多厂商竞逐的目标。

   1500V光伏系统

  现阶段太阳能光伏发电的补贴将逐年下调,目前1000V直流系统的整体成本降低的空间有限,为解决问题,业界领先的企业都在积极研究1500V耐高压直流系统。1500V直流发电系统是否将成为行业下一个大势?

  随着行业对1500V光伏系统在降低系统成本方面的重要性的共识日益清晰,很多光伏组件和光伏部件制造商都在积极开发适于1500V光伏系统的光伏组件、配套设备和配套材料,可以认为这将是未来一、两年光伏发展的趋势之一。

  相比1000V系统电压,1500V系统电压的光伏电站的设计,除逆变器电容和核心半导体器件IGBT以外,其他零部件不大会因为电压等级的变化而增加成本。电容和IGBT目前产品的电压等级也完全满足1500V系统的要求。

  问题在于光伏发电设备的主角-光伏组件。光伏组件的关键绝缘结构是光伏背板。因此,开发1500V安全光伏背板便成了问题的关键。

  相对1000V挂光伏系统,1500V光伏系统的经济性是明显的。首先,在其它辅助设备、电缆、支架等基本不变的情况下,由于组件串电压升高了50%,相应地可以减少33%的汇流设备和逆变设备;其次,减少了设备,就减少了33%的设备自用电,减少了33%的设备故障率和维护保养成本;第三,由于半导体器件是有固定压降的电流器件,提高系统电压也有助于减少半导体器件固定压降的电能消耗。

  相比1000V光伏系统,1500V光伏系统也有缺点:

  首先,为保证组件串中的光伏组件工作在相同的工作点,要求组件串中每一块组件在同一时刻接受到的光辐照度、组件温度尽可能一致,以保证组件串最大功率输出。组件串的增长,对环境的适应性不利,例如在复杂地形的荒山、荒坡上,在建筑物上建造光伏电站带来了电站设计的复杂性;

  其次,组件串电压高,对某些类型的光伏电池和光伏组件来说,发生PID效应的风险增大;高的直流电压会使系统中能接触到潮气的带电体发生电化学腐蚀的概率增大。腐蚀的结果会破坏电池结构、增加接触和传输电阻,从而降低光伏组件的寿命、增加电功率损失,严重时甚至引发火险。

  第三,电压增高后当电路断开时,直流拉弧的风险也会增加。

  因此,第一,1500V光伏电站更适于建造在地形比较平整、气候比较干燥的场合,比如西北地区的荒漠化草原;第二,一般情况下,1500V光伏电站应采用抗PID效应的光伏组件和光伏电池。比如采用低透水率的封装背板,采用抗Na+迁移的封装EVA材料,采用N型衬底的电池,在电池表面制备完美的钝化膜和保护膜,以及在电路上采取特殊的接地和隔离措施;第三,1500V系统需更加重视防拉弧设计。

文章来源:光伏资讯 责任编辑:杨梦园
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