台州中来光电科技有限公司技术总监 杨智
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今天想分享给大家的是三个部分,第一简单介绍一下中来,第二部分是中来N型单晶双面技术。第三部分介绍一下N型双面电站设计要点及案例。
第一部分中来,中来有三个事业部,我们是做背板起家,我们在泰州有2GW组件工厂。我是来自于事业部,它叫台州中来光电科技有限公司,这是我们工厂一期的实景,目前电池产能超过2GW,我们是全球最大的N型电池与组件产研企业。后续我们在衢州这块会有10GW的产能,我们也希望把N型产能做大、做强。
第二部分说一下我们的技术,首先为大家介绍一下我们的技术路线,最下面的N-PER,这是我们的主流产品,已经量产,在年底就能做到22%到23%。下面两款是N-TOPcon、HBC,计划在明年或者后年量产,我们专注在做N型,不管怎么样我们都希望把所有的产品都做到双面化。
这是目前大家比较熟悉的双面PERC结构电池,背面和正面发电效应可以达到80%到90%。
N-TOPcon背面负荷这块儿对它的效率影响比较大。所以我希望背面这块做接触的时候,不要直接接触,这样我们的效率可以进一步提高到23%以上,这个产品计划在明年量产。
在衢州我们规划了10个GW的产能,我们希望在生产的时候可以做到24%,目前是做到23%以上,所有的专利和核心技术都是我们自己研发的。
这块儿也不多说了,左边是双面的,右面是P型单面电池,这些有自己的独到的特点。我们倾向于把双面电池封装于双玻,因为双玻的背面是透光,加上双玻的工作年限比较长,这样能够有效的降低度电成本。
我们再综合来算功率,双面功率315W以上,为什么是8.5%?根据我们的实证,大几个大型电站上,实现背面效率是正面效率的8..5%是可以达到的,因为我们希望卖给客户的产品每一瓦都是发挥效率的,但是实际上我们所有的数据都是大于10%,这样的数据客户比较容易接受。我们也考虑到,我们是不是先把双面标准先制定出来,再往客户那里卖?但实际上我们是有困难的,也许刚开始IEC说背面功率算到20%比较合适,但客户那边就要会有想法,就是你卖给我的没用,是不是都能发出来?我希望你每一瓦都能保证发电,起码你卖给我的发电量比你卖的多,这样我可以接受。有可能比你发电要少,实际上就比较困难,所以我们定一个比较低的数据,我们希望积累的数据把双面的标准定下来,但是目前我们还是倾向于定比较低的标准。但是也是一样的,因为1500V是一个趋势,我们的双面组件也是可以兼容到1500V的。
还有一个是市场预测,目前是P型电池的天下,但是随着高效电池的趋势的延展,N型是一个高效的必然选择,所以我们认为到2027年,应该说P和N型应该是可以平分天下。
然后还有就是刚才吕博士说到的,作为P型电池光衰是比较严重的,但是也有一些同行他们通过抑制的方式,暂时的抑制了,但是实际上一些新的结论出来,如果你的温度超过60度的时候,虽然抑制了光衰还是会有的。但是参加是一个比较好的解决方式,你参加了之后因为你的分离技术不一样,其实你原先P型的成本有可能比N型高,然后再加上不是所有的企业都有实力去参加的,其实我认为还是看企业的实力,也许隆基有势力把这个解决。但是其他的同行,我认为还是会遇到这方面的问题,因为也不是很好做。
还有工作温度低,我们分析常规的P型工作温度要低3-5度,因为温度系数的问题,发电量还是会有提高的。还有就是机械载荷,因为标准PERC的话还是会有一些损伤,嵌入比较深,整个生命周期里面看起来还有一定的机械载荷的风险,但是N型这块机械化程度比较低,看起来整个寿命周期在可靠性上面还是会稍稍有些优势。
还有就是可靠性测试,我们全是是往三倍做。再说到PID,作为一个双面的产品,因为以前大家做单面的时候只关心单面的PID,但是实际上我们还是想如果双面产品,建议还是把双面的PID都做了,因为整个系统都是会受到电压的,最终我们做下来最高功率衰减0.94%,平均功率衰减0.52%,这样可以有效的降低电站在生命周期里的风险。
还有就是LCOE,因为我们已经秀过很多次自己的数据,所以我们秀一下别人的数据,IEC可以做出来的话,LCOE也可以出来的,但是它的P型PERC跟N型的双面是最低的,可能还是会稍微占一些优势,这个可能是每家的模型不一样,但是双面肯定是一个趋势。
这个是我们自己测算的,如果我们有10%的收益,我们收益高两倍,如果20%的时候,可以高四个点,30%的时候,我们的收益可以高六个点,为什么我们30%就打住了呢?因为如果是固定支架的话,我们测下来到30%的增益差不多就到顶了,如果再往上高的话,应该说是一个比较极限的数字了。
看一下我们的设计要点及案例,我们双面组件背面的光是哪儿来的?首先是地面的反射光,这是最主要的光,因为随着地面的反射率不一样,它反射的光也不一样。还有组件是透射的,大概有10%的透射率,有一些投射光反射过来。还有就是大气的散射光。我们也有很多问题,我们倾向于用实证数据为大家进行分享。目前做下来还是由于地面反射光是最主要的部分,占70%以上。
再说到常用的地面反射率,我们做下来的话,大部分大家能见到的典型的都是超过20%,所以能够保证有比较高的反射率。这个是我们地面反射率跟背面增益的关系,可以看到地面反射率达到20%-30%之间就可以实现,这只是算地面,综合算下来的话,达到10%以上,绝大部分都是可以达到的,所以就是为什么我们倾向于把背面控制在10%以内,我要不然客户心里会犯嘀咕
这个是一样,地面反射率高,但是它的增益协调高,但是还有一定的距离,因为有一部分光是正面进来的,所以离的距离不易太小,但也不易太大,我们目前做下来的话,认为组件的下端到地的距离应该是1米-3米之间,是比较好的数字。如果太高的话散射比较严重,太低的话光进不来。还有逆变器的容配,这也是一个重点。我们所有的情况,它的发电功率都要高,所以一定要按实际的发电功率来走,我们要估计一下大概在这个地方,你这个组件大概能放到多少瓦,这是做功率的问题。还有一点,你的双面组件,你增益得到的是什么?是电流、开压?还是什么?增益实际上是电源,为什么?因为它多吸收了光,多吸收了光就多产生了光因子,多产生了光因子它的电流就变大了,因为VOC是一个对数的关系,变化没有那么大,尽量是不变的。所以我们要注意一个是逆变器的总功率要配够,还有就是不要出现电流限发的情况。
下面想跟大家分析一些案例,这是50MW的大同熊猫电站,用的N型单晶双面组件,还有P型PERC单晶组件。我们也很关心到底在大型地面电站应用的时候,单瓦的增益到底能不能发挥出来,如果能发挥出来的话,才能决定下一步我们客户能不能接受,还有我们综合规律的算法以及我们的商业模式,目前看下来的话,我们这块数据跟预计是差不多的,我们单瓦的增益比PERC的组件要高10%,所以单面的功率是能够发挥出来的,而且能够高到10%以上,但是我们卖给客户的时候都没有超过10%,这样整个客户除了每瓦的增益以外,高效的话,功率密度高了,在这个情况下才能多发电,好像都得有增益,所以说这样的话双面组件可肯定比单面组件在成本上更有优势。
还有一个光伏+,并网的数据,我们看一下,农业大棚下面是养鸡的,我们把农业大棚涂上了白色,也是用的N型双面组件,除了用了固定支架之外,我们还用了一部分跟踪支架,当时我们估的数据是白色的大棚可以高20%以上,跟踪支架能够高35%-40%。我们来一下实际的数据是多少,我们实际的数据是固定支架可以高25%左右,因为我们把它涂成白色,这样反光率比较高,然后我们在跟踪这块儿的话,做下来其实是可以高到45%-50%之间。只不过这样做下来整个发电成本是大幅度下降的。
这是国网的数据,N型单晶双面的数据还是比较好的。
我们还有分布式,这个也是比较多的,大型电站都是基地化了,大家会往分布式转移。最后我们也在分布式方面下了一些工夫,最后我们做在河南焦作,根据我们比较下来,我们的N型双面能够比P型每瓦多发25%的电,除了这个以外,因为分布式都是屋顶,很有可能以后会上墙,或者是用在围墙,或者是它还有一些高速路的两边,还有一些河道,都有可能,怎么用呢?就把它竖起来用,要不然太占地方。竖起来以后的优势就是上下都可以发电,特别是东西向,发电会比P型的高一倍以上,因为P型的话,它上面是不发电的。
这个数据是我们自己搭的实证的数据,绿色的是我把P型最佳曲角它每瓦的发电量。红色的是N型垂直安装的时候,可以看到东西向的时候N型的每瓦发电功率和P型还是接近的,因为两个都可以发电,所以如果竖的装的时候,双面组件肯定是比单面组有很多很多的优势,所以说当大家考虑把光伏组件开始上墙的时候,应该优先考虑双面组件。
下面做一个总结,我们中来产品一个是组件功率较高,60片版性可达315-40之间。我们组件稳定性好,光衰的机械荷载衰减率比较低。综合这些优势,我们带给的整个市场的东西是电站投资收益率高,这样有利于更快的降低度电成本,大家的投资积极性可以做得更高。