10月14日,天合光能首次公開了,日前,銀川國家光伏質檢中心(CPVT)及常州第三方兩個項目地出爐的實證數據。結果顯示天合光能210至尊系列產品戶外發電量性能,較對比組件——新一代182組件優勢顯著。在發電量測試期間內,210組件均表現出明顯的發電量增益,單瓦發電量增益高達1.6%。這得益于天合光能至尊系列產品先進的技術解決方案,全維度降低組件的系統成本及度電成本,成為大型地面電站用高功率組件的新標桿。
銀川實證:210組件單瓦發電量較對比組件優勢明顯,無高工作溫度風險。
天合光能技術專家張舒受邀參加昆明光伏大會,在《至尊超高功率組件性能深度解析》發言中分享210至尊組件在兩個實證項目中的發電量優異表現。
國家光伏質檢中心(CPVT)銀川戶外實證基地位于寧夏銀川市,為I類地區,太陽光譜接近標準AM1.5。年輻射強度在500W/㎡及以上的時間大于2000小時,日平均直射輻照量5.75 kWh/m2;銀川屬溫帶大陸性氣候,夏季干熱,早晚溫差較大。2021年4月正式開始進行戶外發電量實證監控,預計結束時間為2022年4月。
項目圖片及樣件安裝方式
圖1 銀川項目地概覽
l 地點:銀川(38.47°N)
l 傾角:40°
l 安裝高度:1m
l 地表:沙地
l 數據采集方式:高季度直流電表+逆變器 SG20RT-20
綜合2021年4月~9月數據,210單面組件單瓦發電量較182單面組件高1.2%。
圖2 210/182單面發電量對比
通過上圖可以明顯看到:在發電量較低的天數中,210組件發電量增益顯著;根據不同輻照度下發電能力對比分析,210組件即使在一類光資源地區下,低輻照性能依然優勢明顯:
圖3 不同輻照發電量對比
得益于210雙面組件更高的雙面率,綜合2021年4月~9月數據,210雙面組件單瓦發電量高于182雙面組件1.3% :
圖4 210/182雙面發電量增益對比
組件戶外安裝時,由于空氣對流換熱更好,組件邊緣溫度相對工作溫度更低;而貼近橫梁的部分的電池片,工作溫度會很高。因此,為探究組件真實工作溫度,CPVT工作溫度監控對每類型樣件不同位置采取4個測溫點,測試設備嚴格遵循IEC61724-1 Class A精度,測試結果顯示210組件與對比組件工作溫度基本一致:
圖5 不同組件戶外溫度測試結果
任選典型晴天下,組件工作溫度實測與模擬結果均顯示,210組件并無高工作溫度風險,且早晚低輻照時段,210組件溫度略有優勢:
圖6 晴天下組件工作溫度對比
常州實證:低輻照性能優異,210組件單瓦發電量高于對比組件1.6%
常州項目基于天合光能光伏科學與技術國家重點實驗室實證場地,該項目地位于東經 119.97°,北緯31.83°,屬于北亞熱帶海洋性氣候,常年氣候溫和、雨量充沛、四季分明。春末夏初時多有梅雨發生,夏季炎熱多雨,最高氣溫度常達36℃以上,冬季空氣濕潤,氣候陰冷。
圖7 常州項目地概覽
常州測試場草地項目自2020年9月起開始測試,綜合2020年9月~2021年3月數據,210單面組件單瓦發電能力高于對比單面組件1.6%:
圖8 210/182發電量增益對比(常州)
解密210組件發電量優勢原因
1.210組件發電量優異主要來自于其優異的低輻照性能。
為研究210低輻照性能優勢,本文以雙二極管模型對測試樣件進行建模分析;二極管模型表征電池及組件特性被廣泛使用,例如PVsyst中的PAN file; 在傳統的單二極管模型上,雙二極管模型額外考慮了耗盡區的復合損耗,可以有效驗證低輻照下組件性能:
圖9 電池模型
圖10組件模型
使用二極管模型進行電池及組件建模,組件低輻照性能模擬結果及實測結果對比如下:
表1 組件低輻照性能模擬結果及實測結果對比
模擬結果顯示210組件低輻照性能PR200W/m2較182組件高1.3%
使用 Meteonorm 7.2氣象數據,在PVsyst中進行發電量仿真,
以常州為例,僅單因素低輻照提升1.3%,發電量將提升1%:
表2測試組件對比情況
備注:模擬結果基于PVsyst V6.85, 氣象數據使用 Meteonorm 7.2數據;模擬與實測差異包括氣象數據差異,功率不確定度及測試設備不確定度
2. 210組件組件工作溫度低于對比組件,低輻照時發電量更高
為探究組件真實戶外工作溫度,使用HIOKI熱電偶數據采集儀對組件進行工作溫度采集。實證結果顯示,210與對比測試樣件溫度幾乎無差異,根據輻照加權平均溫度,210組件甚至略低于對比組件0.5℃。使用PVsyst仿真,組件相同溫度系數的情況下,在常州,工作溫度每降低1℃,發電量提升約為0.2%。同時,選取9月5日典型天氣,將實測數據及實測氣象數據代入穩態熱平衡模型,更證明了高電流、低開壓的210組件無明顯溫升,且在早晚輻照及溫度較低時,210組件組件工作溫度較低。
圖11 常州工作溫度測試結果
圖12 典型晴天下測試結果及模擬結果
總 結
1. 綜上所述,從常州和銀川兩個項目地的實證得到的結果來看,由于210組件的低輻照優勢,不管是單面還是雙面組件,在相同環境及相同參數設定下,均較對比組件有發電量增益:單面增益比例達到1.6%,雙面增益比例達到1.3%。
2. 210組件的低輻照性能優勢顯著,對發電量有明顯提升。
3. 基于主流切半及切三的情況下,電阻損失導致熱量變化非常小,整體對于發電量的影響非常微弱,可以忽略不計。
放眼全球,在低碳經濟快速發展的大趨勢下,天合光能既要與時俱進,也要與“實”俱進,通過有效技術升級提升自身產品發電功率和效率,為全人類社會創造更多的發電量增益和價值,為早日實現碳達峰、碳中和貢獻一份積極的力量!
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