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平價時代光伏各環節零部件佳選型及價格分析

平價時代光伏各環節零部件佳選型及價格分析(Analyse)

本文中涉及(to involve)的技術,絕大多數都已經可以實現,少量仍然在預研階段和等待政策放開。
憑借技術優化和良好的光照,三峽與陽光電源的青海格爾木以3毛1創下國內低電價,并成功并網,震驚業界,可謂當前光伏電站的強形態。而在項目取得成功后,下一代超級電站又會將中國光伏技術推向何方?
電池與組件技術:雙面HIT+疊瓦&雙面PER+疊瓦
根據電工所王文靜老師的預測,當組件效率低于14%時,即使組件價格是0,也沒辦法實現平價上網太陽能是一種可再生能源。是指太陽的熱輻射能(參見熱能傳播的三種方式:輻射),主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源
但效率提升終究是要為降低(reduce)整體光伏電站度電成本服務的,因此在“軍備競賽”時也要考慮為了追求高效而需要付出多少成本。如圖所示,同樣是增加5%的組件效率,但組件效率越高,同樣幅度的效率提升對于成本下降的作用就越小。
而隨著電池效率(efficiency)提升,對于材料品質、性能,設備精度和工藝的要求都大幅提升。十年前,光伏采用的都是從半導體(semiconductor)降級的設備和材料,如今又有再次回歸半導體產業精度和工藝的趨勢,這必然會增加制造(Manufacture)的成本。顯然,過分追求高效并不是實現平價的唯一選擇,如何提高電站的單瓦發電能力、和組件壽命對降低(reduce)成本也同樣重要。
智新研究院的數據顯示,2019年PE
  R、HIT等高效電池產能將達到90GW,這意味著產業常規產能必須改造或逐步(step by step)淡出市場。根據王文靜研究員的對比數據,HIT組件的目前有競爭力的價格約為2.98元/W。
組件技術方面,除了已經成熟的與雙面發電組件完美配合的雙玻組件,目前被看好的有
  M、半片技術和疊瓦技術。阿特斯已經宣布旗下產能幾乎全部為半片、疊瓦等新型組件,而不再生產全片產品。
半片與疊瓦技術都可以提升組件功率,其中半片組件可以提升10-15W,疊瓦組件由于還增加了電池使用量,提升幅度更高,但疊瓦組件相比60片半片組件,多了8片電池使用量,因此二者目前成本差不多,半片組件還會略低一點,疊瓦只有比半片組件有較大功率(High-power)提升時,才有價格方面的競爭力。
但同時疊瓦由于更高的功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)密度,在電站的OS成本上能夠降低整體投資,進而降低LOE太陽能光伏發電是根據光生伏特效應原理,利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發電,光伏發電系統主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,它們主要由電子元器件構成,但不涉及機械部件
我們可以得出結論,2019年有可能(maybe)是半片疊瓦技術并存,成為光伏降本的主力,而隨著HI
  T、疊瓦技術進一步成熟,規;瘞碓O備(equipment)與材料成本下降(descend),雙面HIT+疊瓦和雙面PER+疊瓦技術獎占據市場統治地位。
超級逆變器:更“高”更長壽
我們將理想中下一代逆變器的特點(Characteristic)歸納(指歸攏并使有條理)為:三高二多,更高功率、更高效、更高電壓等級,更長使用時間,更多功能。
根據陽光電源等領先逆變器企業公布的研發計劃,目前業內逆變器的高水準和下一代逆變器技術的發展如下表:
從表中可以看到,光伏逆變器技術提升是一個漸進的過程,下一代逆變技術已經逐步增加碳(C)化硅(silicon)等使用量,但同時也可以看到,光伏逆變器的技術提升,壽命的潛力(指個人能力發展的可能性)和對于降成本的作用較提升效率更大。早在2015年,逆變器龍頭陽光電源就已經實現了全線產品99%的效率,因此在過去幾年里,逆變器的效率實際沒有太大的提升,其它企業也只是處于緊跟龍頭,效率提升至同樣的程度。
但我們可以看到下一代逆變器的使用壽命穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)在25年以上,這不僅能夠完美匹配目前電站的使用壽命,而且對于未來以雙面組件為基礎的更長壽命電站來說,也能夠提供支持。此外,更長壽命的逆變器必然在耐候和防護等級方面做得更好,平時的細小故障也較少,減少了運維和更換成本。
據測算,以2毛/W的逆變器成本計算,因為故障維修、更換一次的設備與發電量損失成本是設備本身的3倍左右,相當于每次多6毛錢/W的成本,所以逆變器的質量和設計(Design)壽命(lifetime)是極為重要的。一座使用壽命25年的光伏電站,如果逆變器壽命10年,要更換2次;如果是15年,要更換1次,如果能夠與電站全周期匹配運行下來,就節省(spare)了這6毛錢/W。
而未來電站業主還會面臨一個問題:在使用壽命還剩幾年的電站,是否還要繼續更換逆變器?劣質(inferior)逆變器會讓電站變成“雞肋”:棄之可惜,但換了又增加不了多少收益。
因此在逆變器(inverter)選型的時候,在初始零部件上不應該過分強調價格。
目前大型逆變器(inverter)廠商中,陽光電源和SMA率先將逆變器防護等級提升至IP65,相信未來其它企業看到趨勢,也會跟進。
逆變器第二個發展方向是功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)更大,目前國內大的組串逆變器是陽光電源推出的1500V電壓等級的225kW機型,集中式逆變器單機功率3.125MW,通過多臺并聯,可實現單個子陣6.25-12.5MW。更大機型可以有效降低逆變器成本,同時減少運維管理負擔。
此外,2019年必然是國內1500V系統應用元年,該技術在海外已有非常成熟的解決方案,成為大型電站的主流配置,通過節省初始投資和減少線損,能夠有效降低光伏電站初始投資和度電成本太陽能光伏發電是根據光生伏特效應原理,利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發電,光伏發電系統主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,它們主要由電子元器件構成,但不涉及機械部件目前主要的1500V企業有陽光電源和特變電工等。
上述幾點是逆變器(inverter)本身環節的發展方向,但作為整個光伏電站運轉的核心,逆變器的更重要發展方向是如何擁有更多的功能:通過關鍵設備數字化實時在線監測預測設備健康度、可靠度、安全性;集成通訊管理機功能;支持匯流箱、箱變、電表等第三方設備接入和協議轉換;提升電網友好性,解決大型地面電站常見的電網諧振、電壓、頻率異常,分布式電站電壓波動、功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)因素下降,戶用電站中電壓抬升,三相不平衡等問題。同時支撐電網的能力不斷增強,未來隨著光伏滲透(Osmosis)率不斷提升,光伏逆變器還需要考慮具備儲能接口,與儲能系統深度融合。
將更多的功能模塊集成到逆變器中還可進一步降低成本:通過功能優化,逆變器中可集成SV
  G、變壓器、跟蹤支架的供電和監控,其中SVG一項就能夠將每100MW電站成本節省1000萬,平均每瓦節省1分錢初始投資OS成本,其它系統集成優化可以節省2分錢,總計可節省3分錢的初始投資OS成本。
小結:可以看出,逆變器發展時至今日,已經越來越“跨界”,從原本的提效降本、增加壽命向增加功能性、調配電站與電網運行、契合的方向邁進。因此國內領先的逆變器企業,早已增設了電站技術研發部門,主要研究方向就是逆變器如何與其它零部件、電站、電網更好地融合,支撐電網。所以未來逆變器的方向遠不止于此:新能源(解釋:向自然界提供能量轉化的物質)高比例應用后,逆變器將從適應電網轉到支撐電網,還將結合儲能系統解決電力波動問題;通過信息化、互聯網+大數據的應用,優化系統運維方式,全方位、多渠道支撐電站精細化運維管理,大限度提升電站發電量,降低運維成本。
綜上,我們認為,2019年逆變器強形態是:1500V+3.125MW為主的超大機型+支撐雙面組件及跟蹤技+搭載數字技術的產品。

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