作为衡量组件产品性能的关键指标，发电量直接影响着光伏技术路线的选择及客户的产品选择。为充分验证和研究N型组件发电性能，一道新能与TÜV南德合作，在CTC海南国检集团户外实证基地展开了为期一年的户外实证项目(2023年01月-2023年12月)，近日已经完成4个月(2023年01月-2023年04月)的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。
严谨设计 确保数据科学精准
实证场地位于海南省定安县(北纬19°40’，东经110°18’)，属湿热气候环境，年均气温24℃，平均相对湿度在90%以上，年均日照1880小时，年平均峰值太阳小时数(PSH)大约为1600小时;年均降水1953毫米，其中汛期(5月-10月)平均降水量为1594.4mm，年紫外(UVA和UVB)辐照量约为年总辐射量的5.6%。实证项目图如下所示。
实证N型组串
实证P型组串
实证电站安装了N型双面组件(采用一道新能N型TOPCon电池)和P型PERC双面组件各一组，每种组件装机容量5kW左右(N型与P型组件均以9片一组)，接入组串式逆变器(SUN2000-60KTL)并网发电，项目采用可调式固定支架，倾角为16度，无背面遮挡，地面类型为草地，组件离地高度最低处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。
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，本实证电站测试中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，密栅设计)，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。此外，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。
低功率衰减、低温度系数、高双面率
发电优势显著
低衰减率、低温度系数及高双面率等多重优势于一体，使得N型组件拥有更优异的发电性能。实证数据显示，在2023年01月-2023年04月测试周期内，N型组件和P型组件单瓦发电量数据如下图所示，从图中可以看出，两类组件的平均单瓦日发电量分别为3.40 Wh/kW和3.29 kWh/kW，N型组件单瓦发电量比P型组件高出3.34%左右。因为N型组件具有更低的功率衰减和更低的温度系数，随着环境温度的提升和时间的推移，N型组件发电增益会越来越高。
N型组件和P型组件单瓦发电量对比数据
得益于N型技术在功率衰减性能方面具备的天然优势(无B-O复合体)，N型组件首年衰减为1%，年度线性衰减为0.4%，而P型组件首年衰减为2%，年度衰减为0.45%。
组件高温发电性能与组件温度系数及组件工作温度密切相关。就理论而言，电池开路电压越高，温度系数越优，一道新能N型TOPCon电池开路电压可达720mV，组件温度系数为-0.30%/℃，而P型组件温度系数为-0.34%/℃。在夏季高温条件下，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验证了这一点，N型组件较P型组件平均工作温度低约1.6℃左右，如下图所示。
N型组件和P型组件工作温度对比数据
一道新能N型TOPCon电池技术采用高能量激光i-SE、超薄多晶硅与微掺杂ut-polySi及发射极叠层表面钝化mt-Pass这三大创新技术，使得N型组件双面率高达80%，而P型组件双面率仅为70%左右。此外，理论而言，组件低辐照发电性能与少子寿命、开路电压、并联电阻密切相关，如阴雨，多云等天气下，N型组件发电优于P型组件，如下图所示。
N型组件和P型组件发电对比数据(低辐照环境下)
N型技术 带来更高收益回报
通过一道新能N型组件单瓦发电量相比P型组件高出3.34%数据计算，若在同一地理位置建设电站(海南海口，二类光照资源区)，电站系统采用同样的设计逻辑且在直流端容量一致的情况下(直流侧100WM电站)，收益率数据计算基于Infolink(2023.05.18-N型和P型组件均价价差)如下。
由上图数据可得，相同版型的N型组件的电站成本比P型更低，而收益率等比P型更高，得益于N型组件高功率，优良的发电性能和低衰减表现(峰值功率温度系数-0.300%/℃、首年1%、线性0.40%)，使得项目投资回报的周期缩短，有效降低度电成本。并且随着N型技术的产业化的发展，N型和P型差价逐渐缩小，N型的优势在未来将会更加显现。
综上所述，在2023年01月-2023年04月期间内，TÜV南德实证电站采用的一道新能N型组件单瓦发电量相比P型组件高出3.34%左右，N型组件发电优势凸显，N型组件发电性能也得到充分验证。
*以上数据来源于TÜV南德海南实证电站
