“光伏领跑者”计划,是国家能源局牵头推动实行的光伏专项扶持计划,旨在通过建设先进技术光伏发电示范基地、新技术应用的示范工程等方式,促进光伏技术产品应用和产业升级。自2015年以来,如今已经推行到第三批。
1 领跑者项目两大指标:上网电价+系统效率
与前两批“领跑者”项目相比,第三批领跑者基地的技术准入“门槛”更高。随之而来,上网电价和系统效率成为业界普遍关注的重要指标。就目前实际情况来看,降低上网电价,需要降低成本和提升发电量,两者的优化平衡才能提升竞争力。同时,通过项目实地数据验证,双面组件和跟踪系统两者的结合能有效提升系统效率和发电量。
因此,本文深入针对降低电价和提升广义电站效率角度两个重要指标,采用跟踪系统优越性做简要分析。
2 中信博跟踪系统实测数据解析上网电价
由于项目所在地的光照资源和地理纬度不同,跟踪系统本身提升发电量不同、采用设备和对应建设成本不同,这些导致不同领跑者项目可降低的电价形式也不一样,最终影响上网电价。但是如果从提升发电量和EPC初投资角度来看,根据中信博研究院提供的项目数据显示,平单轴跟踪系统可提升发电量数值是EPC初投资增加数值的一倍。
例如:白城领跑者项目,采用5°倾斜角度平单轴(顾名思义组件和旋转主梁夹角为5°,图1)可提升发电量16.3%(参考图2),土地面积反而降低0.6%,EPC初投资增加低于8%。针对于目前领跑者基地项目跟踪技术方案建议三大模式:
模式一:双面组件+平单轴跟踪。可适用于所有领跑者方案,主要是因为综合发电量提升都可以超过18%;
模式二:单面组件+标准平单轴。可适用于一、二类光照资源地区,特别是风沙大的地区(主要考虑本身发电量提升足够,且需要考虑机械化清洗);
模式三:单面/双面组件+5°倾角平单轴。可适用于三类光照资源及高纬度地区(大于40°)。
图1: 5°倾角平单轴
不同的跟踪技术方案针对每一个领跑者发电量的提升也可根据数据直观看出差别(仿真参考图3)。
通过跟踪系统的应用,实现在不同领跑者项目降低电价平均在5%-10%,具体体现在电价方面为0.05-0.1元/度电,甚至0.15元/度电。
3 跟踪系统理论提高广义电站系统效率
目前针对光伏电站所谓的系统效率实际上采用的是能效比,这个数值可以体现到达组件表面能量转化到电网电量之间的效率(长期数据同时也可以体现电站质量)。但是,对于采用跟踪系统这样的提升到达组件表面太阳辐照的方式就无法客观体现其优劣性。由于光伏电站技术指标中一直没有标准的整体电站指标,去衡量光伏电站转化太阳能效率。
实际上,如果采用到达光伏电站的水平面总辐照总量作为输入,光伏电站的电能输出作为分母来衡量光伏电站的系统效率是最为公平的。因为光伏电站的容量一旦确定,单位面积的电能输出能力除以单位面积太阳辐照总量就是光伏电站的系统效率:ƞ=E/(GHI*S)
ƞ—光伏电站系统效率
E—光伏电站运行时段内并网点交流发电量
GHI-光伏电站单位面积水平面上的总辐射
S—光伏电站占地面积
通过这公式可以看出,一旦光伏电站的容量确定,提升单位面积的输出效率就是体现光伏电站整体转换能力的关键。
除了单面组件+5°、0°平单轴以外,另一个提升发电量的方式就是采用双面组件+0°平单轴,这是因为背面获得辐照值是正面的15-25%左右,如草地、沙地、高发射地面(白色、雪等)提高反射率,使发电量提升10%以上。如此,在已考虑清洗和支架成本等综合因素的前提下,加上平单轴增加发电量可达20%左右,双面组件+0°平单轴可达到很好效果。
4 中信博最佳解决方案
联动平单轴对于地形的要求比固定式更高,尤其对于一些坡度大的丘陵,山地等地带,跟踪器的适应范围较窄。即使业主对跟踪模式青睐有加,在山地坡度过大的情况下,平整土地会也会产生更多的附加费用,综合考虑后,是不值得推荐的。
针对双面组件,中信博特别设计了天智跟踪系统类以解决这个难题。该系统具有坡度适应性广,跟踪角度大,安装快速,运维方便等优点。同时,采用了LoRa无线通讯技术,节省了电缆和电缆沟开挖的成本,此外,天智安装方案可以与任何组件完美结合。尤其对于双面组件而言,可以做到背面无遮挡,使得在双面+跟踪模式下,光伏组件的发电量能得到更大提升。