光伏組件轉(zhuǎn)換效率及輸出功率對(duì)電站BOS成本的影響

:太陽(yáng)能組件作為光伏發(fā)電系統(tǒng)里最為核心和價(jià)格最高的設(shè)備，一直以來是整個(gè)行業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)。在光伏組件成本與價(jià)格快速下降的過程中，組件成本占光伏系統(tǒng)總成本的比例始終處于50%上下(略有下降)。對(duì)于系統(tǒng)平衡部件(BOS)的成本的降低，一方面是依靠逆變器、箱變等設(shè)備成本降低及方陣容量設(shè)計(jì)的優(yōu)化，一方面在于組件效率的提升與規(guī)格變化來攤薄，本文將對(duì)后者做具體分析。

組件效率提升降低BOS成本

高效組件降低BOS成本是大家最為熟悉的，單晶組件及單晶PERC組件自2015年以來市場(chǎng)份額的快速提升就在于對(duì)BOS成本節(jié)省及其在組件發(fā)電性能方面的優(yōu)勢(shì)。高效組件對(duì)BOS成本降低的基本原理在于使用高效組件使每個(gè)支架上的組件總功率提高，這樣同樣容量的電站所用到的：

A.支架

B.匯流箱(或組串逆變器)

C.光伏電流與直流電纜

D.樁基礎(chǔ)的施工

E.組件、支架的安裝成本

F.初始土地成本

大致成比例的降低。如對(duì)比2016年下半年時(shí)的270Wp多晶組件與295Wp的單晶PERC組件(60片電池封裝，組件尺寸相同，270Wp組件效率相對(duì)低了8.5%)，多晶組件受組件效率影響的BOS成本按1.7元/Wp考慮，則295Wp組件對(duì)于的這部分BOS成本大致可以根據(jù)效率比折算：1.7′270/295=1.556元/Wp，高效率組件帶來了0.144元/Wp，約8.5%的BOS成本節(jié)省。

目前與組件效率相關(guān)的BOS成本相比前幾年有所降低，但考慮到組件價(jià)格下降更大，節(jié)省的BOS成本占組件價(jià)格的比例還有所上升，因此市場(chǎng)形勢(shì)對(duì)高效率產(chǎn)品更加有利。

以上測(cè)算考慮了相同的安裝容量，見于土地充足的地面電站。對(duì)于工商業(yè)屋頂（居民屋頂類似），組件占滿屋頂安裝時(shí)高效率組件可獲得更大的安裝容量，這樣除了以上成本外，

A.電站的開發(fā)成本

B.電網(wǎng)接入成本

C.綜合自動(dòng)化設(shè)備成本

也可以被更大的安裝容量攤薄，使用高效率組件更加有利。

組件版型變化降低BOS成本

早期采用125mm電池的組件與采用156mm電池的組件對(duì)比

如果我們回到2012年，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上還存在著125mm單晶硅片制作的組件，使用72片電池(6′12)的組件尺寸為1580′808mm，單晶組件功率約205Wp；同期156mm的60片電池組件功率約260W，尺寸1650′991mm。兩種組件的開路電壓分別為45.92V和38.24V，因此156mm電池片的組件串聯(lián)數(shù)量更大，考慮到單塊采用156mm電池組件的功率更高，因此單串組件的總功率明顯高于125mm硅片的組件，承載單串組件的支架就可以做的更大，平攤到每Wp的支架與基礎(chǔ)成本就可以有明顯節(jié)省，而組件、支架的安裝的人工工作效率也因?yàn)閱螇K組件的功率上升而得到提升，光伏電纜的用量減少，土地的占有量也會(huì)略微節(jié)省。

這樣的節(jié)省無法通過簡(jiǎn)單的線性折算來計(jì)算，而需要建立陣列模型來具體分析，按照2012年的成本模型簡(jiǎn)單的測(cè)算結(jié)果如下表(項(xiàng)目地為格爾木，下同)，30%的功率提升帶來了與組件功率相關(guān)的BOS每瓦成本0.43元，約16%的節(jié)省。

2.60和72版型組件的對(duì)比

156(.75)mm電池片也可以封裝成72片(6′12)電池的組件以進(jìn)一步提升組件功率，電池?cái)?shù)量的增加使得開路電壓增加、串聯(lián)數(shù)量降低，單串組件的功率保持不變，但對(duì)于常見的組件兩排豎裝的情況，支架略微延伸斜梁的長(zhǎng)度就可以承載72片電池組件，支架成本略有降低，這種情況對(duì)于成本較高的平單軸支架更為明顯，因此平單軸跟蹤系統(tǒng)通常都會(huì)搭配72片電池組件使用；另一方面，組件、支架的安裝的人工工作效率也因功率提升而降低，中國(guó)市場(chǎng)對(duì)60片電池組件的偏愛主要是習(xí)慣問題，，同屬亞洲的韓國(guó)、東南亞、印度等新興市場(chǎng)在大型電站與工商業(yè)分布式電站基本都采用了72片電池組件來降低系統(tǒng)成本。

如下表測(cè)算，72片電池組件在支架、電纜、匯流箱等方面可帶來約1分/Wp的節(jié)省，安裝方面簡(jiǎn)單按照組件數(shù)量做推算，可帶來2.7分/Wp的節(jié)省。綜合可以在系統(tǒng)端帶來3.7分/Wp的BOS成本節(jié)省。

3.采用更大硅片(166mm)組件與現(xiàn)有組件的對(duì)比

組件尺寸在2018年又開始出現(xiàn)了再次變大的趨勢(shì)，類似的存在著增加電池片數(shù)量或把硅片做大兩種方式?？梢园央姵仄瑪?shù)量從72片提高到78片(+8.3%)，硅片尺寸提高到M4(邊長(zhǎng)161.7mm，+5.7%)乃至166mm(約+12%)。根據(jù)60到72片電池的變化可以發(fā)現(xiàn)增加電池片數(shù)量會(huì)降低組串?dāng)?shù)量，對(duì)于支架和樁基礎(chǔ)的節(jié)省相對(duì)有限，選擇增大硅片尺寸對(duì)于降低BOS成本更加有利，并且在生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)、組件安裝沒有明顯困難的情況下應(yīng)盡量增大硅片尺寸，下表對(duì)采用166mm硅片的系統(tǒng)成本做了詳細(xì)測(cè)算：

可見在功率提升11.8%的情況下，BOS成本可節(jié)省5.48分/Wp，樁基礎(chǔ)與支架是節(jié)省額度最大的兩部分。以上測(cè)算是根據(jù)中國(guó)國(guó)內(nèi)較低的成本結(jié)構(gòu)所做的測(cè)算，如使用跟蹤支架及在較高人力、土地成本的地區(qū)，BOS成本的節(jié)省還將更高。

總結(jié)

組件效率提升帶來的光伏電站BOS成本節(jié)省已為業(yè)內(nèi)所熟知，其節(jié)省值可通過簡(jiǎn)易的方式計(jì)算得到。而組件尺寸的增大也可以帶來BOS成本的節(jié)省，本文回顧了電池片尺寸從125mm變化到156mm、以及電池?cái)?shù)量從60變化到72片帶來的BOS成本節(jié)省，同時(shí)明確了下一步可以通過將電池片進(jìn)一步做大來節(jié)省BOS成本，詳細(xì)的測(cè)算顯示使用166mm對(duì)邊距的單晶電池片相比156.75mm電池片可使BOS成本至少節(jié)省約5.5分/Wp，在目前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，成本壓力明顯增大的形勢(shì)下不失為一種理想的選擇。