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国电投实证数据:TOPCon组件单瓦发电量较IBC高1.16%

在光伏电站的建设过程中,产品选型是一个至关重要的环节,其可靠性和经济性直接影响着电站的长期运行效益和投资回报率。

国家电投集团黄河公司、大庆黄和光储实证研究有限公司党总支书记、执行董事汪洋在2025光伏发电项目技术经济性论坛上介绍,他们对电池组件、逆变器、跟踪支架等零部件进行了全面实证实验。实证数据显示,在全年数据对比下,N型TOPCon组件平均单瓦发电量最高,分别较IBC、PERC组件高1.16%、2.87%。

报告指出,PERC组件具备低温优势、温度系数高,在≤25℃温区发电增益显著。但在夏季高温时功率损失大,全年综合表现受限。

从实证实验数据看,TOPCon组件平衡性最佳,且温度系数适中,双面率可达80%以上,可通过雪地反射增益弥补低温增益劣势(冬季背面贡献15%-25%)。加之系统适配性较高,低温时Voc升幅可控,可减少组串超压风险。

而IBC组件低温增益高,温度系数优于PERC,但双面率较低导致雪地背面增益不足,仅10%-15%,相较于TOPCon较低。但用过弱光补偿,在晨昏时段弱光响应优势显著,可部分弥补背面增益劣势,发电量接近TOPCon。

汪洋总结,光伏组件发电性能主要受温度、双面率等综合因素影响,产品选型应根据当地的气象条件选择产品的参数,组件双面率越高背面增益越高。他建议,组件采购招标时,可对双面率参数进行约定。尤其在高纬度地区,早晚组件背面大阳直射或地面反射时间长强度大的项目,高双面率组件对发电量增加尤为明显,组件运行温度低于25℃时,温度系数越高温升正增益越高,组件运行温度高于25℃时,温度系数越高温升损失负增益越大,因此组件采购招标时需考虑当地的温度情况。而对于土地成本较高的区域,可有限选择大尺寸组件。

光伏逆变器实证结果显示,发电量最高的是组串式逆变器,其次为集中式逆变器。不同厂家组串式逆变器最大发电量差异在1.7%范围内,不同技术路线逆变器效率均达到98%以上,一线逆变器厂家发电量较为稳定。

此外,受低负载条件的影响,当负载率低于30%时,逆变器的整体效率显著下降。特别是当负载率仅为5%时,逆变器效率仅为85%,低于实验室条件下达到的97%效率。值得注意的是,全年中有44%的时间逆变器运行在低于30%的负载率下,而在极端月份(6至7月),这一比例甚至超过50%。对于集中式逆变器而言,在低负载情况下,效率下降更为明显。

汪洋表示,组串式逆变器发电量高的核心原因有两点:

一是多路MPPT设计,组串式逆变器通常支持多路独立MPPT,每路独立跟踪不同组串的最大功率点,可减少因阴影遮挡、组件老化或污染导致的失配损失。

二是在动态响应能力方面,组串式逆变器对辐照、温度变化的响应速度更快,可避免集中式逆变器因多组串并联造成的功率波动。

在光伏支架方面,不同类型支架双轴支架年累计单位兆瓦发电量最高,其次是斜单轴支架、平单轴支架,分别较固定支架单位兆瓦发电量高22.52%、17.52%和5.09%,但固定支架度电成本最低,其次是柔性支架,最高是双轴支架。

此外,跟踪支架故障率明显高于固定支架,增加运维成本。汪洋建议,支架选型应综合考虑投资成本、运行成本,选取度电成本最低的支架类型,平单轴支架因低LCOE成为多数场景的性价比之王。

柔性支架则具备较高的场地适应性和投资优势,选择柔性支架时应注重支架结构的优化,尤其是在大风环境下柔性支架结构稳定性,对于大跨距长排柔性支架,应增强端部斜拉基础结构,同时应考虑基础的施工和投资。柔性支架适用场景多为农业复合类等敏感性项目,需考虑政策占地风险。而固定可调支架发电量高于固定支架,但运行调节成本较高,应考虑自动化调节结构的实现,同时对于寒温带土地存在冻拔冻胀的地区,基础不均匀沉降对支架稳定性挑战巨大,若选用固定可调支架,支架结构上应能应对基础不均匀沉降的调节问题。

据悉,由国家电投集团黄河公司建设的国家光伏、储能实证实验平台总规划布置实证实验方案已达640种,该平台分期五年建成,每年不少于100种方案。实证实验平台涵盖了光伏组件、逆变器、支架、储能产品、储能系统、设备匹配等实证实验区,定期将实验数据成果全球对外发布,这些数据成果可为新技术、新产品、新方案实际应用效果提供科学的检验对照数据支撑。

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作者: 开钫

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