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节能改变生活-专业节能博客

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这4项技术或将改变光伏发电  

2016-06-20 17:20:35|  分类: 生产工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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光伏“技术革命”和产品迭代将推进可再生能源产业结构升级以及清洁能源发展方式转变,有效提升我国光伏应用端发展能力和国际竞争力,对于促进能源可持续发展,具有重要意义。但有一点必须始终保持清醒,那就是真正推动“技术革命”的,并非技术本身,而是产品。在刚结束的上海展会期间,各个展商之间的隔空对话让记者记忆犹新。有对品牌的争光日月,有对产品的互争雄长,有对技术的并驱争先。此刻却自有一番热闹景象。

  如果按照光伏“十三五”规划,主线应该是同步提高转换效率降低成本,最终实现平价上网。如记者在展会期间所关注的这几个技术,他们正持续不断地创新,有以提高转换效率为本、有以促进成本不断下降为源,有以提高效率为序。虽然这几项技术目前还没有得到大规模应用,但与记者的对话也展现了这些企业对于产业技术迭代的信心。

  60片334.5W高效组件(Eagle+组件):度电成本将下降30/100

  技术单位:晶科能源有限公司

  按照晶科能源副总裁钱晶的预估,3-5年内晶科60片334.5W高效组件(晶体命名“Eagle+组件”)量产功率将会达到预期值,届时,相对于目前的主流267和275组件,多晶发电度电成本将会下降30%。

  据了解,Eagle+组件在晶科内部很早就被立项,继2014年12月初,晶科能源宣布60片多晶电池组件功达到306.9W,2015年4月份,晶科能源再次对外宣布,公司Eagle+组件经由德国TUV莱茵上海测试中心独立测试证实,基于60片多晶156*156mm电池组件功率再创新高,在标准测试条件(STC)下的组件功率达到334.5W。

  Eagle+组件是晶科能源研发的高效组件产品,产品结合了多项高效技术与技术创新,包括可控晶向晶体生长技术、先进结构的高效电池技术,以及独特的组件一体化封装技术。

  钱晶表示,随着光伏补贴的逐渐下调及中国对平价上网的迫切性,高效组件将在度电成本上展现出明显的优势。Eagle+组件除高效输出外,同时实现了双85度条件下1000小时的无电势诱导衰减(PID-Free),确保25年组件稳定功率输出,并且通过对电池及封装材料进行了抗氧化设计,蛇形斑的概率降到几乎为零。这将为电站的25年安全且高效发电提供强有力的保障。

  但钱晶也表示,Eagle+组件目前阶段不能大规模量产的主要原因是成本较高,按照晶科的时间表,3-5年Eagle+组件产能将会随着成本的下降而逐渐得到释放。

  SolarBlade1/2电池片切割系统:高效太阳能电池的必然路径

  技术单位:ASM可再生能源

  去年1月8日,发改委等八部门联发布的《能效"领跑者"制度实施方案》,其中明确提出:单晶硅光伏电池组件转换效率达到17%以上,多晶硅光伏电池组件转换效率达到16.5%以上;2月6日,国家能源局再次下发《关于发挥市场作用促进光伏技术进步和产业升级的意见(征求意见稿)》指出,将严格执行光伏产品市场准入标准。自2015年起,享受国家补贴的光伏发电项目采用的光伏组件和并网逆变器产品应满足《光伏制造行业规范条件》相关指标要求。其中,多晶硅电池组件转换效率不低于15.5%,单晶硅电池组件转换效率不低于16%,多晶硅电池和单晶硅电池的光电转换效率分别不低于17%和18.5%。

  种种迹象表明,国家主管部门正在不遗余力地推动高效光伏产品的应用,并设立了较为严格的市场准入标准,推动了行业优胜劣汰。

  全球光伏市场的蓬勃发展有赖于度电成本的降低,光伏转换效率是度电成本降低的核心因素。在标准日照条件下,地表太阳辐照能量密度可达1000W/m2,光伏组件能采集到能量约为157-175W/m2,而光伏电站能采集到的能量只有125-140W/m2。太阳能光伏技术发展应围绕降低度电成本——钥匙在于转换效率。

  在 ASM可再生能源高级销售经理陈志明看来,所谓高效电池,基本都会涉及到“半片”技术,虽然ASM主张的156mm×156mm切片技术即 SolarBlade?电池片切割系统在国内还没有普及化,但ASM公司已经看到了中国从政府层面到电站投资层面的观点一致性:高效产能将是未来中国电站应用端的核心。

  陈志明表示,目前SolarBlade?电池片切割系统因其能本质上实现电池片的转换效率,大大提高切片过程中的良品率,而在国外率先得到规划化应用。目前ASM在国内已经接到超过500MW SolarBlade?电池片切割系统的订单。按照陈志明的预估,未来几年,随着中国电站投资商以及组件制造商对平价上网的压力越来越大,对度电成本的诉求越来越高。“半片”技术将会在国内得到大规模应用。同时ASM同步也在开展降低高效太阳能电池的成本的技术工作。如研发钢板印刷技术。它的优势有三点:1.使细栅线变得更窄,即使用更少浆料;2.提高转换效率;3.钢板的使用寿命更长。

智能清洗机器人:提升光伏电站发电量10%~20%

  技术单位:天宏阳光新能源投资有限公司

  不同于普通的光伏组件清洗机器人,天宏阳光已经将电池板的温度测量对比及拍照功能添加到光伏组件清洗机器人应用当中。在自身搭载的CPU进行分析后,同时把异常温度报警信息通过创新的物联网协议传递给后台,保证电站运营者及时掌握组件损坏信息,尽早挽回发电损失。

  据天宏阳光新能源投资有限公司副总裁王观宇介绍,传统人工清洗或半自动化机械清洗成本约为2.5万元/次/10MW,需200人时,不仅耗水多、受天气影响,且占用白天发点时间,更有触电漏电的安全隐患。天宏研发的智能运维清洗机器人可实现1天清洗1次,成本仅为0.1万元/次/10MW,且不受天气影响,在夜间清洗,不占用白天电站发电时间,更无漏电或损伤电池板的隐患。该产品目前已在南京六合10MW光伏电站得到应用并获得非常理想的效果。电站发电效率提升约15%,为电站业主创造了巨大经济效益。

  目前,世界上已有的光伏电站全自动化清洗设备对电站施工要求非常高,仅能容忍2-3毫米的阵列间隙高度差,而中国大多数光伏电站的施工都存在陈列排布不整齐、不在一个平面上,以及陈列高度差大的情况。若国内电站整体安装清洗设备,则设备数量巨大,在经济上使得业务无法承受。此外,由于缺乏配套的控制系统和强大的动力支持,目前市面上的清洗设备难以适应较大起伏的地形,使用场景受限。

  王观宇对记者表示,天宏的智能清洗机器人凭借创新性的越障功能和自动设备姿态调整控制系统,可实现单一设备服务于长达800-2000米长的整排阵列,极大程度得提升了清洗效率,降低业主清洗成本,具有良好的经济性。同时,天宏的智能清洗机器人具有先进的动力输出和智能控制系统,具备大角度爬坡与缓降能力,可适用各种坡地与不平整地形的光伏电站清洗工作。

  据了解,天宏的智能清洗机器人在统一的坚固结构设计框架下,可以灵活地选配各种高度标准化的清洗组件,包括雾化循环水洗模块,强风清扫模块,刮板除垢模块,驱鸟模块,剪草模块等,为几乎全部的光伏电站实际运营场景提供最贴切的清洗方案。

  光伏封装胶膜原材料ENGAGE POE:大幅降低电势诱发衰减效应(PID)

  技术单位:陶氏化学公司

  在电站实际运营中,发电主体-------组件出现的最主要问题是衰减。某业内电站运维工程师表示,自2011年以来投运的以多晶硅为主的光伏电站,普遍面临着电性能衰减过大,发电量减少的问题。德国Fraunhofer ISE 2012年对世界范围内的组件故障情况也进行了统计,其中常见的组件质量问题有碎片(隐裂)、焊接连接性失效、电池片衰减、接线盒材料和线缆绝缘失效、热斑、封装材料(EVA)的脱层、电位诱发衰减效应(PID)、互联失效(焊接)、背板的机械性能失效、接插件故障等。近年来,随着技术进步,这其中有一些问题已经很少出现,而又不断有新的问题涌现。组件的功率衰减问题目前在西北已并网光伏电站中大范围出现。为应对组件功率衰减造成的损失,一些电站投资者已经开始在采购合约中对组件供应商明确了光伏组件的功率衰减指标。这也意味着目前光伏组件的功率衰减已经升级到更为核心的层面。

  目前,全球最大的化工原料公司陶氏化学公司向国内光伏组件客户推荐了光伏组件密封胶膜的原材料ENGAGE POE。

  陶氏化学主张使用POE这种原材料的原因是,该公司研究发现,相比于EVA薄膜,POE,如ENGAGE制成的封装膜电力性能更好,水蒸汽传递速度更低,耐候性能更好。而最核心的是POE制成的封装膜可大幅降低电势诱发衰减效应(PID),很适合N型电池组件和双层玻璃模块。而选择ENGAGE POE这种封装膜原材料的初衷,陶氏弹性体部门的全球战略营销经理Michael Shoemaker先生则表示是源于他们在中国的一些客户的使用反馈,这也证实,目前国内光伏电站的功率衰减问题正引起光伏行业的关注。

  Michael Shoemaker先生表示,中国光伏应用市场发展非常快,为应对这种市场结构性的变化,陶氏化学依托沙特阿拉伯和泰国两个制造中心,将在中国上海设立研发中心,以备战亚太区太阳能光伏市场的快速增长。

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