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迎接光伏发电平价上网新时代
——记SNEC第13届国际太阳能光伏与智慧能源(上海)展览会暨论坛

2019-07-19李鹏葛洪川陈一言董霖霖郝娜

太阳能 2019年6期
关键词:单晶硅双面储能

本刊记者 ■ 李鹏 葛洪川 陈一言 董霖霖 郝娜

“年年岁岁花相似,岁岁年年人不同”,以此诗句比喻一年一度的SNEC颇有几分相似。2018年SNEC盛况空前,彼时我国光伏产业界为抢占新的光伏市场,特别是分布式光伏市场,在厉兵秣马,大干快上。不料会议刚闭幕,“531”光伏新政出台,我国光伏产业界一度陷入困境,由此也导致了光伏产业的新一轮洗牌。今年SNEC前夕,业内期待多时的2019国家光伏产业新政的“两只靴子”先后落地,更有孕育多年的“配额制”正式出台,尽管并不十全十美,但为未来我国光伏产业的发展指明了较为清晰的发展路线——在我国经济由高速增长转向高质量发展的新形势下,国家相关主管部门通过总量控制、竞价配置,推动光伏发电补贴退坡加速,并以创新性长效消纳保障机制为保障,旨在引导光伏发电逐步进入平价上网新时代。

国家政策向来是产业发展的风向标。“技术创新、平价上网、高质量发展”是本届SNEC展会的几个关键词,参展企业大都以政策为导向,围绕这几个方面进行战略布局。

经过多轮行业洗牌,大浪淘沙,一些主要依赖规模效应、盲目扩张、无核心技术竞争力的光伏企业或被兼并重组,或破产退出行业舞台;即使往年参会声势较大的一些企业,出于经营的考虑,今年也未参展。本届展会规模明显不如往届“爆满”,但那些持续进行技术创新的企业依然是大会的常客,并且不乏新亮点。

华为推出智能光伏系统

在我国光伏产业界,华为可谓是后来的“闯入者”,但其光伏部门继承了其通信领域强大的创新基因,以独具特色、持续领先的行业解决方案,迅速占据了国内外较大的光伏市场份额。今年,华为的展台场地依然很大,汇聚了超高人气。

随着平价光伏发电时代即将到来,追求光伏发电收益最大化将是用户的终极目标。基于技术研发领先的优势,华为将AI技术融入光伏技术,推出了智能光伏系统。在智能时代,以AI为代表的前沿技术集中爆发,华为摒弃传统的天文算法,创新采用AI算法实现了“双面光伏组件+跟踪支架+多路MPPT逆变器”的更优融合,比传统的“单面光伏组件+固定支架”方案的发电量提升了20%以上。同时,业内首创的AI自学习优化跟踪算法实现了功率闭环控制,更“懂”双面光伏组件,比传统的“双面光伏组件+跟踪支架”方案的发电量再提升0.5%以上。

在多路MPPT设计、智能MPPT多峰跟踪算法、AI优化跟踪支架算法、AI增强智能并网算法、智能IV诊断3.0、MBUS等前沿技术的加持下,“智能光伏6.0”可降低度电成本7%以上。其采用9路MPPT,每2路组串串1路MPPT,是业界MPPT颗粒度最细的智能逆变器,较传统逆变器发电量可提升3%,百兆瓦25年可多收益4500万元。

此外,“智能IV诊断3.0”进一步升级,15 min即可完成100 MW光伏电站100%的组串诊断,人工智能和运维融合,突破效率极限。双面光伏组件由于背面辐照不均匀及离地高度差异,会造成电流失配更加严重,而“智能IV诊断3.0”或通过AI优化诊断算法提升双面模型识别精度,精准识别真正的遮挡和组件故障等,更加匹配双面光伏组件的应用场景。目前,华为智能IV诊断在全球应用已超过5 GW。

光伏组件迈进“4.0时代”

近年来,我国光伏发电成本快速下降,全产业链各个环节都有贡献,其中由太阳电池和光伏组件技术进步带来的效率提升和稳定性提高是重要的一环。以PERC太阳电池为代表的高效太阳电池产业化进程在加快,同时如单晶硅、多晶硅、铸造单晶硅、大硅片、n型及p型PERC、TOPCon、MBB、HJT、IBC,以及双面、双玻、半片、叠瓦等各种电池与组件新技术百花齐放,通过多种技术合理叠加,功率超过400 W的光伏组件大量涌现,被喻为光伏组件“4.0时代”到来。

天合光能n型组件创新集成了双面率高达80%以上的n型i-TOPCon双面太阳电池,多主栅、半片、双玻、双面和方单晶等设计,能量密度高,72片组件的转换效率高达20.7%,正面功率最高可达425 W,叠加了双层玻璃结构的组件符合IEC 61730标准的最高防火等级—— A级。

阿特斯研发的高效P5多晶硅太阳电池转换效率达到22.28%,创造了新的大面积多晶硅太阳电池的世界纪录。该结果在2019年4月获得德国弗朗恩霍夫太阳能研究所(FhG-ISE)的认证。

这项破纪录的阿特斯高效太阳电池技术使用的是一种最新的铸锭技术,采用P5硅片,完美结合选择性发射极、氧化硅钝化、叠层减反射、氧化铝背钝化、先进金属化等多项电池技术,进行全方位的工艺整合,最终创造出22.28%的新的转换效率世界纪录。阿特斯专有的自主知识产权湿法黑硅陷光技术大幅降低了电池的正面反射率,确立了短路电流的优势。

阿特斯双面霹雳波(BiHiKu)430 W新一代高效P5PERC双核多晶硅光伏组件,是业界首款仅正面功率就超过400 W的双面多晶硅产品,其融合了阿特斯4大领先科技,包括双面、双玻、酷半片和P5多晶硅技术,组件正面功率达430 W,双面功率达559 W,双面率高达75%。在不同的地面安装环境下,BiHiKu组件背面发电增益最高可达30%,大幅提升系统发电量的同时,有效降低了系统BOS成本,从而进一步降低了系统的度电成本。

隆基同步推出M6硅片和Hi-MO4双面组件。Hi-MO4组件在采用M6单晶硅片后,72片组件功率可达到420~430 W,比常规多晶硅光伏电站系统节省BOS成本0.21元/W,多发电10%,其平均每年衰减低于0.45%,总增益可达0.8元/W,使度电成本明显下降。

协鑫集成推出了业内领先的420 W超高效“鑫单晶叠瓦”组件,集高效鑫单晶硅电池、叠瓦高效导电技术、轻质及高耐候性的含氟透明背板等优势于一身,使光电转换效率进一步提升,未来规模化量产功率将继续增加至430 W,导入166大硅片电池后其最高功率可达450 W以上。

正泰推出全新ASTRO系列组件,运用高密度、半片、异质结、多主栅、大尺寸硅片等新一代技术,合理配比,实现了高效和可靠兼具,最高功率可达440 W。

晶澳推出9主栅半片PERC单晶硅组件、n型FRC组件、 PERC叠瓦单晶硅组件、9主栅66半片PERC单晶硅组件等高效组件。9主栅半片设计减少了串联电阻,圆形焊带设计减少了遮挡面积,增加了反射率,低温度系数,实现了更高输出功率,提高了可靠性;n型FRC组件电力产出高,正面无任何栅线遮挡,功率输出更高,温度特性优越,组件功率温度系数为-0.32%/℃。

东方日升重磅推出Jaeger系列组件和HDT异质结组件。Jaeger系列是采用高效单晶硅电池的半片组件,运用了行业首家实现量产的双面复合膜钝化吸杂技术、SE选择性发射极、低温烧结工艺和加强电注入工艺等多种先进技术,使该组件拥有更佳的抗LID、抗LeTID表现,以保证最低的度电成本。通过半片和多主栅组合技术,Jaeger系列组件功率已突破400 Wp。

晋能科技向业内重点展出了高效多晶硅、高效PERC单晶硅与超高效异质结HJT 3大技术。高效PERC单晶硅双面双玻组件的双面率达78%,背面发电增益为5%~25%。HJT电池量产效率达23.79%,最高效率达24.73%; HJT组件效率达21.9%,双面率达93%,未使用大硅片、半片等叠加技术的72片组件的正面功率达406.6 W。

中建材浚鑫在展台国内首发全球最轻薄双玻产品“JeThrü”及445 W超高功率组件。产品采用轻薄1.6 mm半钢化高透玻璃技术,可提升透过率0.4%,组件功率提升0.64%,组件重量较常规2.5 mm无框双玻组件的重量降低20%。

1500V光伏发电系统走向前台

目前,主流的光伏电站设计及光伏组件、逆变器、汇流箱、线缆等产品均基于直流端1000 V的电压要求设计和制造。光伏电站要降本增效,升高电压是降低线损的有效措施之一,1500 V系统可有效降低BOS成本和安装运维成本。早在2015年下半年,1500 V系统已开始浮出水面,但由于存在材料、安全与性能等多方面的问题,1500 V系统并未得到广泛应用。如今,我国已经出台基于无补贴的光伏竞争性配置政策,在技术进步的推动下,未来1500 V系统将有可能得到普及化应用。

本届SNEC展上的一大亮点当属阳光电源1500 V平价上网解决方案。功率最大的1500 V组串逆变器SG225HX采用智能风冷散热,采用12路MPPT、整机IP66防护和C5级防腐设计,适应复杂应用场景及高温、高尘、酸碱等各种恶劣环境,具有少投资、多发电、高防护、低运维的“平价”特质。另一款备受关注的平价“利器”是集中式逆变器SG3125HV-MV,具有逆、变一体化,快部署、易维护、高效率、低系统成本的优势,可有效应对补贴下调带来的压力。据了解,目前阳光电源1500 V解决方案在全球应用已超5 GW。

上能电气集散式4.0解决方案——1500 V 3.15 MW户外集散式光伏逆变系统,采用创新的二相流换热技术,大幅提升逆变器环境适用性;依托先进电力电子和控制技术,体积小巧,功能强大;采用碳化硅功率半导体器件,高效率、低温升。

特变电工展出的智慧光伏解决方案具有“大方阵+高容配比+1500 V+智能运维”4大特点。在集中式逆变器领域,特变电工1500 V 5 MW户外型集中式光伏解决方案采用先进的并联设计技术,灵活搭配,线损降低,系统效率提升>1%;核心设备数量减少,电站初始投资降低1.7%,系统运维成本降低30%~50%,较传统光伏电站综合收益可提升3%以上。

储能技术助力光伏产业高质量发展

在我国光伏装机规模持续位居世界第一的形势下,单纯看数量已意义不大,光伏发电向可持续高质量发展将是未来新的目标。有效破解弃光及光伏发电不连续、不稳定的问题,储能技术的应用将是重要解决之道。当前全球“可再生能源+储能”产业处于大规模商业化应用的前夕,近期世界银行批准为我国可再生能源和电池储能促进项目提供3亿美元贷款,旨在通过规模化部署电池储能系统,促进可再生能源的消纳和利用。各大厂商纷纷推出光储解决方案成为本届展会一个新的风向标。

阳光电源推出储能新品ST2275KWH(L)-1000,其采用一体化集装箱设计,集成储能变流器、磷酸铁锂电池、能量管理系统等核心设备,安装场地选择灵活、运维便捷、投资成本低;可应用于削峰填谷、提高光伏自用率、应急供电、辅助服务等多种应用场景,提高新能源利用率。产品采用“三级BMS管理、四级熔断保护、五级联动保护”的储能系统安全设计理念,从电芯到系统的各个环节均配备了完善的软硬件逻辑保护和控制策略,保障系统安全可靠运行,让清洁电力可靠互联。

上能电气拥有全功率段的交直流储能变流器产品,广泛应用于发电侧新能源并网和火电储能联合调频领域、电网侧调频调峰领域、用户侧工商业储能、辅助分布式新能源并网领域及微电网领域。本次展出的交流储能系统解决方案、直流光储一体化解决方案和孤网解决方案,应用广泛,市场前景广阔。

英威腾iMars BD 系列储能逆变器是英威腾基于智能、免维护的理念,开发出的新一代光伏储能产品,该产品集充电、储能与光伏逆变、BMS电池管理系统等多功能于一体。可自动判断出离网/并网模式,并接入智能电网,实现削峰填谷、自发自用等用电需求。

安科瑞电气储能双向变流器(PCS)是交/直流侧可控的四象限运行的变流装置,实现了电池储能系统直流电池与交流电网之间的双向能量传递,通过控制策略可实现对电池系统的充放电管理、对网侧负荷功率的跟踪、对电池储能系统充放电功率的控制、对离网运行方式下网侧电压的控制等。

江苏中天科技推出的兆瓦级储能升压一体机集成多台500 kW储能变流器、干式变压器、环网柜、智能测控单元、配电柜、集装箱等设备,无论在电网侧储能、用户侧储能等各场景中均是首次应用,优势显著。

江西恒动新能源有限公司发布了体积能量密度高达166 Wh/L的储能电池系统,总电量达64.5 KWh,主要应用于“光储充”一体化电站、小型工业、新能源发电配套储能、用户侧调峰储能、分布式发电储能、智能微网储能等场景。

2019年国内光伏市场展望

2018年“531”之后,我国光伏市场由快到稳,增速下降。2018年我国新增光伏装机量达44.26 GW,同比下降17%。其中,集中式电站装机量达22.30 GW,同比下降31%;分布式光伏装机量达20.96 GW,同比增长8%。根据我国光伏行业协会的最新统计,2018年我国光伏装机量达174 GW,光伏发电1775亿kWh,同比增长50%。

随着2019光伏新政落地,今年相对可预期的光伏并网规模包括光伏扶贫、户用光伏、第三批“领跑者”,共计约12 GW;光伏新增装机预计将达30 GW,再加上4.21 GW的平价项目及一部分分布式市场化交易,预计今年国内光伏装机量可达40~50 GW,基本上可实现3个政策中所预期的稳市场、稳预期的政策目标。

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