隨著“531新政”的實施,分布式光伏項目全面進入市場化交易階段,主流模式轉變為“自發自用+余電交易”。在此模式下,光伏組件的全天候,特別是早晚、陰天、多云等弱光時間段的發電性能變得尤為重要,因為這些時段送入電網的光伏發電供應量較低,但用電需求量又較大,能夠精準匹配企業的用電需求,顯著提升自發自用比例,進而降低用電成本。
中午光伏發電多為谷時,早晚光伏發電多為峰時。在全國范圍內,峰時電價通常出現在早晨8 - 10點和下午4 - 6點,這兩個時段是電價較高;而谷時電價則多集中在中午時段,此時段光伏發電量較大,電價較低。在峰谷電價機制下,早晚時段的發電收益比重明顯增加,組件的弱光性能和全天候延長發電能力成為影響項目收益的關鍵因素。
種種測試數據及實證結果表明,相較于XBC技術,N型TOPCon組件憑借其卓越的弱光性能和高發電效率,展現出顯著優勢,弱光性能越好,單瓦發電能力越高。根據青海輻照情況下模擬二者發電能力差異,結果顯示不考慮雙面率優勢,在屋頂項目中,進憑弱光低輻照優勢,TOPCon比XBC單瓦發電能力提升約1%。
TüV在山東萊州的實證項目為例,該項目位于山東省萊州市,距離海岸線2公里,為戶用式光伏項目。現場安裝了各15塊某品牌N型TOPCon組件和某品牌XBC組件,組件朝向為正南,安裝傾角為20°。測試時間為2024年7月至11月。數據顯示,N型TOPCon組件在弱光時段的發電優勢明顯。在早晨7:00 - 9:00和下午15:00 - 17:00的弱光時段,TOPCon組件的發電量較XBC組件高出8%。這意味著在電價市場化交易后,TOPCon組件可在高峰時段為客戶帶來更高的受益。
而基于常州實證進一步證明了優異的弱光性能可帶來更高的TOPCOn發電能力增益,從數據顯示,在早上7-8點時,TOPCon 相比XBC高了6.9%;晚上在18-19點時,相對增益高達8.3%-8.4%。在目前消納受限的情況下,早晚電價相對高,因此早晚發電效率越高,帶來的電力價值越大。
TOPCon先天結構特性決定了它,較XBC結構更具備弱光和高溫下高性能發電優勢:
1、 TOPCon弱光下的發電表現顯著優于漏電設計BC組件
主要原因為BC電池正、負電極都位于電池背面,漏電設計削弱gap區隔離效果(Rsh減小)導致弱光性能差。TOPCon電池正、負電極位于電池兩面,電池發電區域無漏電通道。其漏電通道僅分布在電池四周面積很小的區域,而非柵線區域。這種設計大大減少了漏電路徑,有效控制了漏電流,提升了電池的電氣性能。相比之下,BC因為電池背面正負電極柵線數量多達200根以上,顯著增加了漏電通道。這些額外的漏電通道,尤其是在電池柵線與n型或p型材料交界處,形成了潛在的漏電路徑,導致漏電流增大。
2、TOPCon具有更好高溫性能,BC組件的散熱效率低于TOPCon組件。因此,在實際項目中,BC組件的運行溫度通常高于TOPCon組件,受溫度系數影響導致的功率衰減也更為顯著。
陰影遮擋VS弱光性能
在光伏電站的設計過程中,陰影遮擋問題是一個關鍵因素,因為當組件被周邊物體(如樹蔭等)遮擋時,射向組件的陽光會減少,這對發電量有著顯著的負面影響。盡管 BC 組件具有一定的優勢,這同樣是因為BC電池漏電大,可以理解為它到處且均勻漏電,但同樣無法避免陰影遮擋帶來的發電量損失。
但對于絕大多數的工商業屋頂和地面電站,在設計電站時,通常優先選擇無陰影遮擋的區域,以保障發電效率的最大化。而分布式光伏的重點應用領域工商業,其場景中陰影遮擋的可能性相對較低,例如,工廠的彩鋼瓦屋頂通常具有開闊的空間和均勻的表面,基本不會出現陰影遮擋的情況,這為光伏組件的無遮擋高效運行提供了良好的條件。換句話說陰影樹蔭遮擋情況除了部分居民屋頂系統,大部分項目碰到的概率很小。
但是弱光性,早晚、多云、陰天,這幾乎是所有項目都避不開的。所以,光伏組件的低輻照弱光性能直接關系到光伏系統的發電效率和穩定性,對發電能力有重要影響。在全球絕大多數地區,特別是在中高緯度和多云地區,光伏組件在低輻照條件下的高效性能顯得尤為重要。由此,開發和應用能在低輻照條件下保持高發電效率的光伏技術對于提升全球光伏系統的整體效能和經濟性具有重大意義。
綜上所述,531新政后,分布式光伏項目對組件的弱光性能和全天候發電能力提出了更高要求。N型TOPCon組件憑借其在弱光和高溫時段的高發電效率等優勢,能夠更好地適應市場化電價機制,為分布式用戶帶來更高的投資回報。