《数据说话 | UV测试组件功率衰减远高于TOPCon ,TBC缘何不敌TOPCon?》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2024-12-18
  • 近日,随着2024光伏行业协会年度大会的召开,TOPCon和XBC哪种技术路线更优再度引起激烈的讨论。产品最终服务于客户,对于客户来说,技术路线所带来的总体价值至关重要,而产品的可靠性和综合客户价值则是关键中的关键。TBC组件在经过UV120测试后,衰减率高达5.84%,而TOPCon组件在经过UV300测试后,衰减率低至1.6%。这说明TOPCon组件具备更优性能,即使在长期暴露于强烈紫外线环境下,TOPCon组件也能稳稳发电,保障客户收益,是客户更可靠、更优质的选择。

    TOPCon高抗UV衰减,具备卓越耐候性

    随着研究发现紫外线诱导衰减是影响组件长期功率衰减新的重要因素,UV衰减成为光伏电池行业的又一热点,引起光伏制造商的广泛关注。这是因为UV照射会导致电池中Si-H键断裂,氢含量显著下降,空隙密度增加,从而在表面引入更多缺陷,导致表面钝化劣化,从而造成电池效率衰减。

    为了提高效率,TBC电池正面没有扩散结,在经过UV照射的时候,TBC电池比较敏感,其前表面场上的钝化效果会快速衰退。而TOPCon电池采用正背接触结构,其前面表有扩散结,衰减速度远远低于TBC电池。在经过UV60的光衰测试后,TBC电池效率下降幅度约是TOPCon电池的2倍。

    经过UV测试后,TBC电池衰减高于TOPCon电池衰减,进而导致TBC组件衰减也明显高于TOPCon组件衰减。在经过UV60测试后,某TBC组件功率衰减高达3.48%,在经过UV120的测试后,某TBC组件衰减高达5.84%。而TOPCon组件则在UV测试中表现优异:据英发睿能表示,在经过由权威第三方TüV Rheinland UV30的测试后,TOPCon组件衰减率低于1%;天合光能TOPCon组件在经过鉴衡UV300的测试后,衰减率低至1.6%。这些都充分证明了TOPCon组件在紫外线这一自然因素的挑战下展现出了卓越的耐候性。

    发电量更高,TOPCon综合价值更优

    光伏电站本质上是投资收益导向型的产品,其投资属性非常强。众所周知,客户价值制胜。对于电站的客户来说,哪种技术带来的长期产出回报更高,综合客户价值更高,自然就会选择该项技术。在发电量增益这一衡量综合客户价值的核心维度上,TOPCon整体表现优于TBC。

    在发电量方面,TOPCon在全场景下的发电量均高于TBC组件,主要体现在以下几点:

    ① TBC采用交叉指状背接触结构,牺牲了背面发电,导致其双面率低于TOPCon 15%左右,而在全球70%以上的双面场景下,TOPCon组件单瓦发电能力比TBC高1.87—3.53%,发电量增益也高于TBC组件 0.082-0.145元/W;

    ② 在低辐照地区及单面场景下,TOPCon优异的低辐照性能得以充分发挥,实证数据显示相较TBC,得益于优良的低辐照性能,TOPCon单瓦发电能力提升1%,发电量增益也高于TBC 0.086-0.229元/W;

    ③ 目前TBC产品存在漏电通道,在低辐照情况下发电量低于TOPCon。晶科能源和天合光能地面实证数据显示:TBC的发电量分别低于TOPCon组件1.71%和3.2%。

    TOPCon在各种应用场景下,在发电量、客户价值、可靠性等核心要素方面均具备优势。未来五年,TOPCon的高双面率和优异的低辐照性能,将使得它在全球光伏电站应用场景中占比70%以上的双面场景具有绝对优势,同时在全球低辐照地区及单面场景具有相对优势,在未来五年内坚守其主流地位。而这也已经成为全光伏行业共识。

    对于TBC组件在UV120测试条件下,就产生高达5.84%的大幅度衰减的现象,需要引起终端客户广泛的重视,这将影响客户在整个生命周期的发电收益。

  • 原文来源:https://solar.in-en.com/html/solar-2446166.shtml
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    • 在光伏电站的建设过程中,产品选型是一个至关重要的环节,其可靠性和经济性直接影响着电站的长期运行效益和投资回报率。 国家电投集团黄河公司、大庆黄和光储实证研究有限公司党总支书记、执行董事汪洋在2025光伏发电项目技术经济性论坛上介绍,他们对电池组件、逆变器、跟踪支架等零部件进行了全面实证实验。实证数据显示,在全年数据对比下,N型TOPCon组件平均单瓦发电量最高,分别较IBC、PERC组件高1.16%、2.87%。 报告指出,PERC组件具备低温优势、温度系数高,在≤25℃温区发电增益显著。但在夏季高温时功率损失大,全年综合表现受限。 从实证实验数据看,TOPCon组件平衡性最佳,且温度系数适中,双面率可达80%以上,可通过雪地反射增益弥补低温增益劣势(冬季背面贡献15%-25%)。加之系统适配性较高,低温时Voc升幅可控,可减少组串超压风险。 而IBC组件低温增益高,温度系数优于PERC,但双面率较低导致雪地背面增益不足,仅10%-15%,相较于TOPCon较低。但用过弱光补偿,在晨昏时段弱光响应优势显著,可部分弥补背面增益劣势,发电量接近TOPCon。 汪洋总结,光伏组件发电性能主要受温度、双面率等综合因素影响,产品选型应根据当地的气象条件选择产品的参数,组件双面率越高背面增益越高。他建议,组件采购招标时,可对双面率参数进行约定。尤其在高纬度地区,早晚组件背面大阳直射或地面反射时间长强度大的项目,高双面率组件对发电量增加尤为明显,组件运行温度低于25℃时,温度系数越高温升正增益越高,组件运行温度高于25℃时,温度系数越高温升损失负增益越大,因此组件采购招标时需考虑当地的温度情况。而对于土地成本较高的区域,可有限选择大尺寸组件。 光伏逆变器实证结果显示,发电量最高的是组串式逆变器,其次为集中式逆变器。不同厂家组串式逆变器最大发电量差异在1.7%范围内,不同技术路线逆变器效率均达到98%以上,一线逆变器厂家发电量较为稳定。 此外,受低负载条件的影响,当负载率低于30%时,逆变器的整体效率显著下降。特别是当负载率仅为5%时,逆变器效率仅为85%,低于实验室条件下达到的97%效率。值得注意的是,全年中有44%的时间逆变器运行在低于30%的负载率下,而在极端月份(6至7月),这一比例甚至超过50%。对于集中式逆变器而言,在低负载情况下,效率下降更为明显。 汪洋表示,组串式逆变器发电量高的核心原因有两点: 一是多路MPPT设计,组串式逆变器通常支持多路独立MPPT,每路独立跟踪不同组串的最大功率点,可减少因阴影遮挡、组件老化或污染导致的失配损失。 二是在动态响应能力方面,组串式逆变器对辐照、温度变化的响应速度更快,可避免集中式逆变器因多组串并联造成的功率波动。 在光伏支架方面,不同类型支架双轴支架年累计单位兆瓦发电量最高,其次是斜单轴支架、平单轴支架,分别较固定支架单位兆瓦发电量高22.52%、17.52%和5.09%,但固定支架度电成本最低,其次是柔性支架,最高是双轴支架。 此外,跟踪支架故障率明显高于固定支架,增加运维成本。汪洋建议,支架选型应综合考虑投资成本、运行成本,选取度电成本最低的支架类型,平单轴支架因低LCOE成为多数场景的性价比之王。 柔性支架则具备较高的场地适应性和投资优势,选择柔性支架时应注重支架结构的优化,尤其是在大风环境下柔性支架结构稳定性,对于大跨距长排柔性支架,应增强端部斜拉基础结构,同时应考虑基础的施工和投资。柔性支架适用场景多为农业复合类等敏感性项目,需考虑政策占地风险。而固定可调支架发电量高于固定支架,但运行调节成本较高,应考虑自动化调节结构的实现,同时对于寒温带土地存在冻拔冻胀的地区,基础不均匀沉降对支架稳定性挑战巨大,若选用固定可调支架,支架结构上应能应对基础不均匀沉降的调节问题。 据悉,由国家电投集团黄河公司建设的国家光伏、储能实证实验平台总规划布置实证实验方案已达640种,该平台分期五年建成,每年不少于100种方案。实证实验平台涵盖了光伏组件、逆变器、支架、储能产品、储能系统、设备匹配等实证实验区,定期将实验数据成果全球对外发布,这些数据成果可为新技术、新产品、新方案实际应用效果提供科学的检验对照数据支撑。