发电量高3.9%!太阳3注册n型组件一年期实证电站数据出炉
发布时间:2022-07-19

为充分验证和研究n型组件发电性能,太阳3注册与TÜV北德合作,在CPVT银川国家光伏户外实证基地展开了为期一年的户外实证项目(2021年2月-2022年2月),近日已经完成数据分析与测试报告,本文将对n型产品发电数据和特性进行分析。



 

一、项目信息

 

 

实证位于银川市,属温带大陆性气候,为典型的干热环境,年平均峰值小时数1650kWh/m²(水平面),年平均日照时数2800小时-3000小时,年平均温度8.5℃,是中国太阳辐射和日照时数最多地区之一,太阳光谱非常接近标准AM1.5。实证项目如图1所示。

 

图1 太阳3与TÜV北德银川实证项目

 

实证电站安装了n型双面组件(基于太阳3n型钝化接触技术Bycium+电池,后文简称n型组件)和p型PERC双面组件(后文简称p型组件)各一组,每种组件装机容量6kW左右(实证现场实验室实测功率),接入1台20kW组件式逆变器(每台逆变器2路MPPT输入,单路MPPT最大输入电流25A,每种类型组件接入1路MPPT)。项目采用固定支架安装方式(倾角40°),组件离地高度1米左右,现场除配置场站级环境监测站外,还配置高精度直流电表、组件级温度传感器、阵列正背面辐照度仪等监测设备。

 

在系统设计和组件发电性能分析方面,为排除逆变器对不同类型组件发电性能的影响,同时保证数据更加精准,直接采用直流电表数据,并进行归一化处理。

 

二、发电性能对比

 

 

在一个完整年测试周期内,n型组件和p型组件单瓦发电量数据如图2所示,从图中可以看出,两类组件的平均单瓦日发电量分别为5.03kWh/kW和4.84kWh/kW,n型组件单瓦发电量比p型组件高出3.9%左右。光伏组件的发电能力主要取决于功率衰减、高温发电性能、双面发电性能、低辐照发电性能等特性,本实证测试中n型组件和p型组件采用了相同组件封装形式(半片电池,双玻结构),发电性能差异主要在于电池技术不同导致的组件性能差异。

 

图2 n型组件和p型组件单瓦发电量对比数据

 

在功率衰减性能方面,n型组件具备天然的优势(无B-O复合体),首年衰减1%,年度线性衰减0.4%,而p型组件首年2%,年度0.45%衰减,经过测算,在30年的寿命周期内,由于功率衰减n型组件带来发电量增益约1.8%,首年功率衰减n型组件带来的发电增益为1%左右。

 

在高温发电性能方面,与组件温度系数和组件工作温度密切相关,从机理上讲,电池开路电压越高,温度系数也就越优,n型Bycium+电池开路电压可达到720mV左右,组件温度系数为-0.30%/℃,而p型组件温度系数为-0.35%/℃,在夏季高温条件下,假设组件运行工作温度55℃左右(环境温度30℃左右),n型组件的功率损失比p型组件低1%左右,且随着组件运行温度的进一步增加,n型组件高温发电性优势将会更加突出。同时,n型组件由于更高的转换效率,相应降低了所吸收光能的热转换,从而降低了组件的工作温度,此次实证项目也充分的证实了这一点,n型组件较p型组件平均工作温度低约1℃左右,具体如图3所示。结合优异的温度系数和较低的工作温度,n型组件发电量比p型组件高2%左右。

 

 

图3 n型组件和p型组件工作温度对比数据

 

在双面发电性能方面,n型组件双面率为80%左右,p型组件双面率为70%左右,假定组件背面辐照强度100-150W/m²,那么双面率差异(10%)带来的n型组件发电量增益在1%-1.5%之间,同时结合PVsyst模拟,当地面反射率在20%-30%时,n型产品发电量增益在0.8%-1.2%之间,如图4所示。

 

图4 不同地面反射率,双面率差异10%发电增益数据

 

在低辐照发电性能方面,从机理上讲,与少子寿命、开路电压、并联电阻密切相关,在辐照度600 W/m²或以下条件下,如清晨或傍晚条件下,经测算n型组件发电增益为0.2%左右。

 

三、小结

 

 

综上所述,2021年2月~2022年2月完整年期间内,太阳3n型组件单瓦发电量相比p型组件高出3.9%左右。理论上分析,由于具有优异的功率衰减特性、高温发电性能、双面发电性能、低辐照发电性能等优势,n型组件理论发电量增益在4%左右,这同实证项目数据基本吻合,n型组件发电性能得到了充分的验证,为光伏产品技术路线的选择以及客户组件产品的选型提供一定的技术依据。

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