平價(jià)時(shí)代光伏各環(huán)節(jié)零部件最佳選型及價(jià)格分析

本文中涉及的技術(shù)，絕大多數(shù)都已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，少量仍然在預(yù)研階段和等待政策放開(kāi)。

憑借技術(shù)優(yōu)化和良好的光照，三峽與陽(yáng)光電源的青海格爾木以3毛1創(chuàng)下國(guó)內(nèi)最低電價(jià)，并成功并網(wǎng)，震驚業(yè)界，可謂當(dāng)前光伏電站的最強(qiáng)形態(tài)。而在項(xiàng)目取得成功后，下一代超級(jí)電站又會(huì)將中國(guó)光伏技術(shù)推向何方？

電池與組件技術(shù)雙面HIT＋疊瓦＆雙面PERC＋疊瓦

根據(jù)電工所王文靜老師的預(yù)測(cè)，當(dāng)組件效率低于14％時(shí)，即使組件價(jià)格是0，也沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。

但效率提升終究是要為降低整體光伏電站度電成本服務(wù)的，因此在“軍備競(jìng)賽”時(shí)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(duì)于成本下降的作用就越小。

而隨著電池效率提升，對(duì)于材料品質(zhì)、性能，設(shè)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(dǎo)體降級(jí)的設(shè)備和材料，如今又有再次回歸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)精度和工藝的趨勢(shì)，這必然會(huì)增加制造的成本。顯然，過(guò)分追求高效并不是實(shí)現(xiàn)平價(jià)的唯一選擇，如何提高電站的單瓦發(fā)電能力、和組件壽命對(duì)降低成本也同樣重要。

智新研究院的數(shù)據(jù)顯示，2019年P(guān)ERC、HIT等高效電池產(chǎn)能將達(dá)到90GW，這意味著產(chǎn)業(yè)常規(guī)產(chǎn)能必須改造或逐步淡出市場(chǎng)。根據(jù)王文靜研究員的對(duì)比數(shù)據(jù)，HIT組件的目前有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格約為2．98元／W。

組件技術(shù)方面，除了已經(jīng)成熟的與雙面發(fā)電組件完美配合的雙玻組件，目前最被看好的有MBB、半片技術(shù)和疊瓦技術(shù)。阿特斯已經(jīng)宣布旗下產(chǎn)能幾乎全部為半片、疊瓦等新型組件，而不再生產(chǎn)全片產(chǎn)品。

半片與疊瓦技術(shù)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(huì)略低一點(diǎn)，疊瓦只有比半片組件有較大功率提升時(shí)，才有價(jià)格方面的競(jìng)爭(zhēng)力。

但同時(shí)疊瓦由于更高的功率密度，在電站的BOS成本上能夠降低整體投資，進(jìn)而降低LCOE。

我們可以得出結(jié)論，2019年有可能是半片疊瓦技術(shù)并存，成為光伏降本的主力，而隨著HIT、疊瓦技術(shù)進(jìn)一步成熟，規(guī)?；瘞?lái)設(shè)備與材料成本下降，雙面HIT＋疊瓦和雙面PERC＋疊瓦技術(shù)獎(jiǎng)?wù)紦?jù)市場(chǎng)統(tǒng)治地位。

超級(jí)逆變器更“高”更長(zhǎng)壽

我們將理想中下一代逆變器的特點(diǎn)歸納為三高二多，更高功率、更高效、更高電壓等級(jí)，更長(zhǎng)使用時(shí)間，更多功能。

根據(jù)陽(yáng)光電源等領(lǐng)先逆變器企業(yè)公布的研發(fā)計(jì)劃，目前業(yè)內(nèi)逆變器的最高水準(zhǔn)和下一代逆變器技術(shù)的發(fā)展如下表

從表中可以看到，光伏逆變器技術(shù)提升是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，下一代逆變技術(shù)已經(jīng)逐步增加碳化硅等使用量，但同時(shí)也可以看到，光伏逆變器的技術(shù)提升，壽命的潛力和對(duì)于降成本的作用較提升效率更大。早在2015年，逆變器龍頭陽(yáng)光電源就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全線產(chǎn)品99％的效率，因此在過(guò)去幾年里，逆變器的效率實(shí)際沒(méi)有太大的提升，其它企業(yè)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(wěn)定在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(duì)于未來(lái)以雙面組件為基礎(chǔ)的更長(zhǎng)壽命電站來(lái)說(shuō)，也能夠提供支持。此外，更長(zhǎng)壽命的逆變器必然在耐候和防護(hù)等級(jí)方面做得更好，平時(shí)的細(xì)小故障也較少，減少了運(yùn)維和更換成本。

據(jù)測(cè)算，以2毛／W的逆變器成本計(jì)算，因?yàn)楣收暇S修、更換一次的設(shè)備與發(fā)電量損失成本是設(shè)備本身的3倍左右，相當(dāng)于每次多6毛錢／W的成本，所以逆變器的質(zhì)量和設(shè)計(jì)壽命是極為重要的。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(yùn)行下來(lái)，就節(jié)省了這6毛錢／W。

而未來(lái)電站業(yè)主還會(huì)面臨一個(gè)問(wèn)題在使用壽命還剩幾年的電站，是否還要繼續(xù)更換逆變器？劣質(zhì)逆變器會(huì)讓電站變成“雞肋”棄之可惜，但換了又增加不了多少收益。

因此在逆變器選型的時(shí)候，在初始零部件上不應(yīng)該過(guò)分強(qiáng)調(diào)價(jià)格。

目前大型逆變器廠商中，陽(yáng)光電源和SMA率先將逆變器防護(hù)等級(jí)提升至IP65，相信未來(lái)其它企業(yè)看到趨勢(shì)，也會(huì)跟進(jìn)。

逆變器第二個(gè)發(fā)展方向是功率更大，目前國(guó)內(nèi)最大的組串逆變器是陽(yáng)光電源推出的1500V電壓等級(jí)的225kW機(jī)型，集中式逆變器單機(jī)功率3．125MW，通過(guò)多臺(tái)并聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)單個(gè)子陣6．25－12．5MW。更大機(jī)型可以有效降低逆變器成本，同時(shí)減少運(yùn)維管理負(fù)擔(dān)。

此外，2019年必然是國(guó)內(nèi)1500V系統(tǒng)應(yīng)用元年，該技術(shù)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(guò)節(jié)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。目前主要的1500V企業(yè)有陽(yáng)光電源和特變電工等。

上述幾點(diǎn)是逆變器本身環(huán)節(jié)的發(fā)展方向，但作為整個(gè)光伏電站運(yùn)轉(zhuǎn)的核心，逆變器的更重要發(fā)展方向是如何擁有更多的功能通過(guò)關(guān)鍵設(shè)備數(shù)字化實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)設(shè)備健康度、可靠度、安全性；集成通訊管理機(jī)功能；支持匯流箱、箱變、電表等第三方設(shè)備接入和協(xié)議轉(zhuǎn)換；提升電網(wǎng)友好性，解決大型地面電站常見(jiàn)的電網(wǎng)諧振、電壓、頻率異常，分布式電站電壓波動(dòng)、功率因素下降，戶用電站中電壓抬升，三相不平衡等問(wèn)題。同時(shí)支撐電網(wǎng)的能力不斷增強(qiáng)，未來(lái)隨著光伏滲透率不斷提升，光伏逆變器還需要考慮具備儲(chǔ)能接口，與儲(chǔ)能系統(tǒng)深度融合。

將更多的功能模塊集成到逆變器中還可進(jìn)一步降低成本通過(guò)功能優(yōu)化，逆變器中可集成SVG、變壓器、跟蹤支架的供電和監(jiān)控，其中SVG一項(xiàng)就能夠?qū)⒚?00MW電站成本節(jié)省1000萬(wàn)，平均每瓦節(jié)省1分錢初始投資BOS成本，其它系統(tǒng)集成優(yōu)化可以節(jié)省2分錢，總計(jì)可節(jié)省3分錢的初始投資BOS成本。

小結(jié)可以看出，逆變器發(fā)展時(shí)至今日，已經(jīng)越來(lái)越“跨界”，從原本的提效降本、增加壽命向增加功能性、調(diào)配電站與電網(wǎng)運(yùn)行、契合的方向邁進(jìn)。因此國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的逆變器企業(yè)，早已增設(shè)了電站技術(shù)研發(fā)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(wǎng)更好地融合，支撐電網(wǎng)。所以未來(lái)逆變器的方向遠(yuǎn)不止于此新能源高比例應(yīng)用后，逆變器將從適應(yīng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)到支撐電網(wǎng)，還將結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)解決電力波動(dòng)問(wèn)題；通過(guò)信息化、互聯(lián)網(wǎng)＋大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)維方式，全方位、多渠道支撐電站精細(xì)化運(yùn)維管理，最大限度提升電站發(fā)電量，降低運(yùn)維成本。

綜上，我們認(rèn)為，2019年逆變器最強(qiáng)形態(tài)是1500V＋3．125MW為主的超大機(jī)型＋支撐雙面組件及跟蹤技＋搭載數(shù)字技術(shù)的產(chǎn)品。