发电量提升24.5%！单晶PERC双面组件+跟踪支架效果显著

在内蒙古库布奇沙漠中，建有336kWp使用了单晶PERC双面组件的光伏实证电站,该项目建设于2017年5月，是国内最早的使用单晶PERC双面组件建设的光伏发电项目之一。该项目业主为亿利资源，由隆基乐叶供应960块350Wp单晶双面PERC组件，搭配斜单轴跟踪支架，以验证单晶双面PERC加跟踪系统的发电量增益情况。在双面实证项目旁建设有大规模的搭配固定支架及带倾角的平单轴跟踪支架的常规多晶组件电站作为发电对比参照。

沙漠地区是应用双面组件的绝佳场景，因黄沙地的反射率可达35~40%且地表平整，库布奇项目因承担绿化固沙任务，地表持续滴灌并逐渐长有植被，估计地表反射率降为约30%，仍有很好的反射效果。在北纬40°的高纬度地区，使用常规平单轴跟踪支架的发电增益效果不及低纬度地区，使用带倾角的平单轴支架或者斜单轴支架则会有较好的发电提升效果。双面组件所搭配的斜单轴支架对组件背面无直接遮挡，-45°~+45°跟踪，组件8*2置于支架上， 6~8串组件接入1台50kWp逆变器(共8台)。这种斜单轴支架占地面积较大，阵列排布稀疏有利于双面组件的背面发电增益，实际项目中在土地成本不高时可以考虑。 库布奇项目2018年全年发电情况如下，对比固定支架安装的多晶组件，单晶双面PERC组件+斜单轴跟踪支架全年的发电增益为24.5%，与17年6月24日~12月23日统计的增益值(24.7%)相当(因地表植被增多的原因增益有所降低)，印证了隆基单晶双面PERC组件在1年半的户外运行中稳定可靠。带15°倾角平单轴的多晶系统相对固定支架安装的多晶系统发电增益为9.3%，如假定12°斜单轴与带15°倾角平单轴的发电增益基本一致，则单晶双面PERC组件背面发电带来增益约为15%。双面组件加跟踪支架全年的发电增益有明显的季节性，夏季最高的月份超过40%。由于库布奇地区纬度较高，跟踪支架夏季发电有较大增益，而冬季出现明显的负增益情况，因此双面加跟踪系统冬季与夏季发电量存在很大的差异。另外，扣除跟踪支架的影响仍可发现双面组件的发电增益也存在夏季高、冬季低的特点。从18年7月的各日的发电情况来看，跟踪支架的发电增益主要分布在20~40%，双面组件+跟踪支架的总发电增益主要分布在30~60%，双面组件在当月也贡献了约20%的发电增益。 使用PVsyst可以对双面组件、跟踪支架及双面结合跟踪的发电增益进行模拟，下图使用隆基单晶单面与单晶双面PERC组件的panfile做大致的模拟可以反映出相似的增益趋势：夏季双面与跟踪的增益相叠加使发电增益最高达到50%以上，实际项目中因为夏季植被的存在及冬季部分时段地表雪的存在，使实际全年增益趋势与模拟情况略有差别。综合来看，单晶双面PERC组件相比单晶单面PERC组件发电高约12%，考虑到单晶PERC组件在弱光发电、功率温度系数及工作温度上的优势，与上文估计的单晶双面PERC相对多晶约15%的发电增益是相符的。 下图通过抽取四季晴朗日的全天双面发电情况来探究双面组件发电增益的季节性，虽然内置meteonorm数据库只有每1个小时的数据，但可以反映出一天中早晚发电增益高，午间发电增益平稳的情况，早晚增益较高是因为此时高比例的散射光可直接被组件背面接收。夏季增益高的原因在于夏季太阳的起落过程可以持续很长时间，另外夏季太阳高度角较高，光伏阵列的对地面的阴影遮挡较小，所以整体的发电增益也高于冬季。 下表按“双面+跟踪”25%的发电增益对该地区平价上网项目收益率做简单测算，在系统成本控制在4.8元时，按内蒙0.283元/度的脱硫煤电价可获得6.61%的全投资收益率，初步具有投资价值，如果是临近电价较高的晋北与陕北地区则会具有更好的收益。P型单晶PERC双面组件的发电增益稳定性已经过时间验证，经历第三期领跑者的大规模应用，预计将在平价上网等地面电站项目中成为投资者的主流选择。