一、項目概況
1、 建設背景
國家光伏、儲能實證實驗平臺(以下簡稱“實證實驗平臺“)開展光伏戶外性能實證實驗,揭示真實運行環境下不同技術產品性能,反映不同應用場景下發電系統的發電能力、性能衰減、耐候性及可靠性,為新技術、新產品的推廣應用提供數據支撐和行業引導,促進產品迭代升級。
2、 所在地自然環境
實證實驗平臺位于黑龍江省大慶市大同區高臺子鎮,平臺中心坐標為北緯46°10’17”,東經124°54’20”,屬于典型高緯度、寒溫帶氣候條件。太陽能總輻照量年平均5246.7MJ/㎡,太陽能直接輻照量年平均3000MJ/㎡,年日照小時數在2600-2842小時之間;最熱月平均氣溫23.3℃,極端最高氣溫38.9℃,年平均風速2.0m/s。
二、氣象環境實測成果
1、 氣象系統概況
基地參考IEC61724《光伏系統性能監控-測量、數據交換及分析指導》標準,設計安裝了一主兩副氣象站,作為各對比區公共氣象數據基地;同時根據各對比區分析需求,在不同支架、不同角度、不同距地高度、組件正面及背面安裝了不同類型的輻照量計、溫感傳度器、風速風向傳感器等。
2、 氣象實證實驗數據成果
2.1 天氣情況
2023年度天氣主要以多云為主,共有165天,全年出現雨天50天、雪天19天。
2.2輻照情況
(1)2023年水平面全年累計輻照4999MJ/㎡,傾斜面(45°)全年累計輻照為6385 MJ/㎡,傾斜面(45°)累計輻照相對于水平面累計輻照高28%。
(2)2023年平臺各月累計輻照差異較大,水平面月累計輻照最大為677MJ/㎡,最小為176 MJ/㎡;傾斜面月累計輻照最大為634 MJ/㎡,最小為402MJ/㎡。
2.3溫度情況
2023年全年平均溫度5.48℃,全年最高溫度35.30℃,最低溫度-33.30℃
三、組件實證成果
1、組件實證區概況
組件實證實驗對比區共有12個廠家各技術組件,包括P-PERC、N-HJT、N-IBC、N-TOPCon等不同技術路線組件。
2、組件實證成果
2.1不同技術路線組件發電特性
對比2023年不同技術路線組件和各月份整體發電特性,并于2022年同期開展對比,結果如圖所示,從圖中可以看出:
(1)N型高效組件發電較優,與2022年趨勢一致,2023年TOPCon分別較IBC、PERC分別高1.16%、2.87%。
(2)2023年不同技術路線組件溫度高于25℃以上時長占比達31%以上
(3)現場采用STC條件下測試不同技術類型組件,實測組件衰減率結果如下表所示:
3、 結論
實證不同技術路線在典型高緯度、寒溫帶典型氣候場景下電流、電壓、功率等關鍵技術指標特性,對比組件的發電特性,分析環境特征對組件發電量和可靠性影響。主要實證成果如下:
(1) 發電量特性:N型高效組件發電較優,2023年全年TOPCon組件發電量最高,較IBC、PERC分別高1.16%、2.87%。
(2) 衰減率:N型高效組件衰減率較低,TOPCon衰減在1.57%-2.51%,PERC衰減在1.54%-4.01%,HJT組件由于非晶技術不穩定,衰減達到8.82%。
(3) 弱光表現:由于實驗天氣多為多云及雨天,TOPCon電池相比IBC、PERC技術而言可同時兼顧對短波和長波的響應度,在早晚及陰天等弱光條件下發電能力表現更加優異。