一、概述

继中国电器院17年的两篇【piān】单晶PERC组件多发电【diàn】实证【zhèng】文章以来，业内对单【dān】晶PERC组件的发电【diàn】能力有一定认识【shí】，但也存在着一【yī】定的疑【yí】问【wèn】，因此【cǐ】本文希望更全【quán】面、细致的讨论此问题，为大【dà】家拨开迷雾。

单晶PERC在【zài】常规单晶基础上加入了背面钝化【huà】膜，减【jiǎn】少了电【diàn】池【chí】背【bèi】面电【diàn】子和空穴的复合;显著【zhe】提高了对1000~1200nm波段【duàn】近红外光的利用率，因此显著提高了电【diàn】池【chí】效率，目前领先企业5栅PERC电【diàn】池量产效【xiào】率【lǜ】可达~22%，60片电池的【de】组件常规【guī】封【fēng】装即可实【shí】现310W功率。在【zài】电池效率提高【gāo】的同时，光伏组件的

1)弱光发电能力提高，

2)功率温度系数值降低，

3)工作【zuò】温【wēn】度降低，因此具【jù】有更佳的发电表现【xiàn】，其中弱【ruò】光发电能力提【tí】高又有

a)低光强时组件相对转换效率提高与

b)PERC组件对近红外光转换效率更高两层原因。

如以下韩华公司【sī】的宣传的示意【yì】图，单晶【jīng】PERC组件更【gèng】高的功率与更【gèng】好的发电能力会使【shǐ】其【qí】全天的功率输出【chū】曲线【xiàn】与常规多晶表现出明【míng】显不同。

发【fā】电【diàn】能力的验证上，因【yīn】为【wéi】大规模电站占地较大，两种组件功率【lǜ】公差、辐照、地形、运【yùn】维、故【gù】障情况的【de】不一致【zhì】会干扰对组件本身发电能力的评价【jià】，因此使用小容量【liàng】系统【tǒng】可以排除干扰因素更客【kè】观的反映不【bú】同组件的发电能力。本文会结合小系统与【yǔ】模【mó】拟做一【yī】些细节讨论。尤【yóu】其需要注【zhù】意的是【shì】，组件【jiàn】的衰减【jiǎn】对发电的结果有很大的影响【xiǎng】，不同企业在PERC组件的【de】光衰控制水平上有所【suǒ】不同，因此实证结果宜结合组【zǔ】件衰减情况一【yī】起考【kǎo】虑。初始光衰【shuāi】控制不【bú】好的产品【pǐn】在单【dān】Wp发电能力【lì】上甚至会低于【yú】常【cháng】规组件【jiàn】。

二、 单块组件的发电实证

使用IV多通【tōng】道测试仪可以方便的测试单块组件的发电情【qíng】况，测试【shì】原【yuán】理与组【zǔ】串逆变器类似，根据每分钟的【de】功率得到组件的直流【liú】侧发电量，数据【jù】的参【cān】考价值优于使用【yòng】微型逆变器。以下实证【zhèng】即采用IV多通道测试仪(Daystar MT-3200)研究了【le】295Wp单晶PERC组件与270Wp常规多晶【jīng】的发电能力，每【měi】种组件各【gè】两块【kuài】接入【rù】不同通道(相互对【duì】照【zhào】可【kě】确保数据可靠性)。发【fā】电量取两【liǎng】块组件的【de】平均值【zhí】，单Wp发电能力采【cǎi】用实测功率进行计算【suàn】。单晶【jīng】PERC组件来自隆基【jī】乐叶公【gōng】司，为低光衰【shuāi】产品，承诺首【shǒu】年衰减【jiǎn】低于2%，避免实证中PERC组件光【guāng】衰【shuāi】过高的风险。

以下为【wéi】晴朗天【tiān】气下【xià】两【liǎng】种组件单日(9-21)功率输出情况(W/Wp)的对比，统【tǒng】计时【shí】间8:00~16:00，因现场空间有【yǒu】限，该时间【jiān】段【duàn】以外存在前后排的阴影遮挡。可发现单【dān】晶PERC全天内【nèi】单Wp功率输出均高于多晶组【zǔ】件，早8点【diǎn】~9点，下【xià】午【wǔ】15~16点发【fā】电【diàn】增益4~5%，10~14点【diǎn】发电增益2~3%，全天平均增益3.2%，如无阵列【liè】遮挡的话预计【jì】早、晚的发电增益会更高。该结【jié】果【guǒ】明显【xiǎn】体现出两种【zhǒng】组件在弱光下【xià】的发电差异，而【ér】温度【dù】相关因素导致的【de】中午与早【zǎo】晚发电【diàn】差异在泰州【zhōu】这样的地【dì】区相较下不明【míng】显。这【zhè】种早晚发电增益高的特性使得单晶PERC组件在匹【pǐ】配逆变器【qì】方面无【wú】需与常规组件区别处理。

18年6月的整月【yuè】的【de】发电情况可以体现【xiàn】出类似的【de】结果，月【yuè】均增益【yì】3.65%。在阴天、雨天【tiān】，由于光强较弱【ruò】且【qiě】光谱【pǔ】中红外占比提高，单晶【jīng】PERC组件的发电增益可达【dá】5%左右【yòu】，且【qiě】体现出辐照值越低，发【fā】电增益越高的【de】趋势。

2017年9月至2018年6月10个月的统计中，单晶PERC组件所【suǒ】体现出的发【fā】电增益与单日、单月的增益基【jī】本【běn】一【yī】致，多【duō】发电【diàn】优势非常稳定，印证该组件【jiàn】没有发生【shēng】明显的【de】衰减。

三、 三亚小型并网系统全年发电结果

中国【guó】电【diàn】器院的三亚【yà】海【hǎi】洋性气候实证【zhèng】基地的实【shí】证【zhèng】结果自之前的两【liǎng】篇报道后，也【yě】于2017年9月底完成了 1年的实证，全年的发电【diàn】统计如下，隆【lóng】基【jī】乐【lè】叶低衰单晶PERC组【zǔ】件相对多晶1增益4.07%，相对多【duō】晶2增益2.93%，两种多晶来自不同的一线【xiàn】制造【zào】商。所有组件在【zài】投样前均【jun1】在第三方【fāng】机构测【cè】试了初始功率并采用该功率【lǜ】值计算比发【fā】电量，保障了公平性(尤其多【duō】晶2的8块【kuài】组件功率有~5W的正公差)。

1年期的【de】实证结束【shù】后，中国【guó】电器院对组件功率再【zài】次进行了测试以评估【gū】组件衰减【jiǎn】，组件实际曝晒时【shí】间约【yuē】14个月，三种组件【jiàn】的衰【shuāi】减情况如下表(多晶【jīng】组【zǔ】件给出平均值，省略了每块组件的信息【xī】)，可见在三【sān】亚【yà】这【zhè】种海【hǎi】洋性气候条件(实证基【jī】地位于海边【biān】)是对【duì】组件可靠性的很大考验，隆基乐叶单晶PERC组件由于抗光衰优势，实际【jì】衰减1.99%，明【míng】显低【dī】于【yú】多晶13.77%与多晶2的2.77%。假定组件【jiàn】衰减均【jun1】为线【xiàn】性，则扣除低衰减优势后，该单【dān】晶PERC组件的发【fā】电增益【yì】约【yuē】2.5~3%。

组【zǔ】件工作【zuò】温度的情况【kuàng】统【tǒng】计如【rú】下【xià】(使用了6个【gè】温度采集点)，平均温度为在全【quán】天发【fā】电中占比高【gāo】的【de】10:00~14:00时段的组件平【píng】均【jun1】温度，最高温为当月每日最高温【wēn】度的均值【zhí】，结果显示，单晶PERC组件平均工作温度比多晶2低接近2oC，最高温度差【chà】的均值高于2.5 oC。

四、 PVsyst发电模拟结果对比

TÜV莱茵的质胜中国评【píng】比为我【wǒ】们提供了【le】公平【píng】的发电模【mó】拟对比【bǐ】，因【yīn】参赛【sài】组件的panfile均由TÜV莱茵测试，而测试的【de】组件也由其从产线上抽取。结果【guǒ】显【xiǎn】示，单晶组【zǔ】第一名相【xiàng】比多晶【jīng】组第一名多发电1.8%左右，模拟结果相对实【shí】证结【jié】果略有低估。

笔【bǐ】者【zhě】使用PVsyst模拟【nǐ】了单晶【jīng】PERC组件与常【cháng】规多晶组件的晴朗天气下的日【rì】发电情况 (9-21)，增益曲线与第1部分【fèn】的泰【tài】州实证【zhèng】数据相似，全天的发【fā】电增益【yì】为1.5%，同样低于【yú】实证结果。

PVsyst软件【jiàn】已经【jīng】考虑到了不同【tóng】组件的功率温度系数与低辐照下【xià】相【xiàng】对转换效率的差异，因此模【mó】拟结果低于实【shí】证【zhèng】结【jié】果【guǒ】的原因应【yīng】为两方面：1. PVsyst模拟结果无【wú】法体现出单晶PERC组件在红外波段的发电优势，2. PVsyst内置的组件工作【zuò】温度模【mó】型低估了【le】单【dān】晶PERC组【zǔ】件与多晶【jīng】组件的工作【zuò】温度差。以下右【yòu】图【tú】展示了【le】模拟的晴朗天气下三亚单【dān】日工【gōng】作【zuò】温度情况，模拟的工【gōng】作温度差~0.3oC。

五、 单晶PERC组件的产品价值

通过光伏电站收益率【lǜ】测算的【de】EXCEL工具即可计算【suàn】单晶PERC组【zǔ】件相对常规【guī】多晶组【zǔ】件的产【chǎn】品价【jià】值【zhí】，计算逻辑是【shì】给定【dìng】多晶【jīng】组件的价格，计算相【xiàng】同电站收益【yì】率时【shí】单晶PERC组【zǔ】件的价格。如【rú】下表条【tiáo】件下，设定BOS成【chéng】本分别为2.3元/W(单晶PERC 310W)和2.5元/W(多晶275W)，考虑低衰单晶【jīng】PERC组【zǔ】件相对【duì】常规多晶多发电3%。计算得【dé】全【quán】投资收益8.4%时，单晶PERC组【zǔ】件可【kě】多卖0.43元/W，扣【kòu】除BOS成本差后，得到【dào】的0.23元/W就是【shì】单晶PERC组件多发电与用地节省带来的产品价值。

单晶PERC组件的更高功率与更【gèng】多发电均可以【yǐ】节【jiē】省度【dù】电系统投资，而光伏系统投资中组件以外的【de】土地成本、人【rén】力【lì】成本【běn】、设备【bèi】成本等已【yǐ】很难有下降【jiàng】空间【jiān】，因此【cǐ】未来随【suí】着组件成本下降，单晶PERC组【zǔ】件所节省的【de】系统成【chéng】本将显得越发明显，PERC产品将成为市场主力。