硅片、電池、組件、支架 未來(lái)LCOE優(yōu)化重點(diǎn)

提升發(fā)電量的方法多、空間大，已成為平價(jià)時(shí)代的貢獻(xiàn)主力。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“集邦新能源網(wǎng)” ID：EnergyTrend）

雙面：性價(jià)比優(yōu)勢(shì)日益明顯，適用絕大部分地區(qū)

雙面組件即利用電站的地面反射光和折射光，在組件正背面實(shí)現(xiàn)同時(shí)發(fā)電，通常能提高單位面積的 發(fā)電量 10%以上（視具體地形）。目前，處于穩(wěn)定性和實(shí)證效果考慮，雙面組件主要采用雙玻結(jié) 構(gòu)，即將 3.2mm 玻璃+有機(jī)背板均換成兩塊 2.0mm 的玻璃。從初始投資來(lái)看，雙玻系統(tǒng)的成本比 常規(guī)單面要高 0.15 元/W，主要集中在組件、支架和人工成本上。

發(fā)電側(cè)，雙面組件的增益取決于地形的對(duì)光的反射情況，如在雪地則能實(shí)現(xiàn) 20%以上的增益，因 此日本、北歐等地區(qū)尤其青睞雙面組件，而在草地增益約為 8%。光伏組件經(jīng)過(guò)多年的降價(jià)，其成 本占比也快速下降；而由于組件效率的提升，且雙面發(fā)電量增益按比例放大特性，因此雙面帶來(lái)的 絕對(duì)增益在增大；根據(jù)我們的測(cè)算，最低等級(jí)的 8%發(fā)電量增益即可實(shí)現(xiàn)比常規(guī)更低的 LCOE 和 IRR，這意味著絕大部分環(huán)境的地面電站目前采用雙玻組件已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn) LCOE 的降低和收益率 的提高。

長(zhǎng)期看，一方面隨著薄玻璃的生產(chǎn)工藝日趨成熟，各大龍頭也持續(xù)提高薄玻璃產(chǎn)能占比，預(yù)計(jì)薄玻璃的溢價(jià)會(huì)逐步消除，即雙玻組件相比常規(guī)組件的溢價(jià)將會(huì)繼續(xù)收斂；另一方面，隨著雙玻組件的 規(guī)?；统墒旎?，在組件生產(chǎn)、搬運(yùn)、安裝和設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)成本仍將繼續(xù)下降。我們認(rèn)為，雙面組件將加速滲透，并在兩三年內(nèi)成為地面電站的標(biāo)配選擇，以及部分資源較好的分布式電站選擇。

雙面+跟蹤：1+1>2，地面電站標(biāo)準(zhǔn)解決方案

由于大多數(shù)時(shí)候太陽(yáng)光并非直射組件表面，因此組件并未持續(xù)處在最大功率點(diǎn)工作；而跟蹤支架 的作用就是讓組件跟隨太陽(yáng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)，增加單位面積的高輻照強(qiáng)度的持續(xù)時(shí)間，從而提高發(fā)電量。從支架類(lèi)型看，除了主流的固定支架，還有固定可調(diào)、單軸跟蹤和雙軸跟蹤支架；固定可調(diào)支架一 般只在一年調(diào)整 1-2 次，效果較差；而單軸跟蹤和雙軸跟蹤支架跟隨陽(yáng)光實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，為真正的跟蹤 支架。

單軸跟蹤系統(tǒng)的裝機(jī)成本增加約 0.37 元/W，主要來(lái)源于支架成本的增加。此外，由于跟蹤支架對(duì) 運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性、算法要求更高，電機(jī)電控零部件更換周期更短，預(yù)計(jì)還增加少量運(yùn)維成本。

根據(jù)我們的測(cè)算，中性假設(shè)發(fā)電量增加 15%，運(yùn)維成本增加 10%，單面跟蹤系統(tǒng)（LCOE=0.399 元/kWh，IRR=7.44%）性價(jià)比略低于常規(guī)系統(tǒng)（LCOE=0.394 元/kWh，IRR=8.11%）。這意味著， 若僅采用跟蹤支架而不疊加其他高效技術(shù)，則需要太陽(yáng)能資源好，且廠商運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)非常豐富，技術(shù) 成熟才具備性價(jià)比。

雙面+跟蹤系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)明顯。雙面是組件技術(shù)，跟蹤是系統(tǒng)技術(shù)，兩者可疊加；但兩者并不是 簡(jiǎn)單的相加，其原理是發(fā)電量增益的乘法關(guān)系，最多可增加發(fā)電量 30%-40%。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，三 個(gè)項(xiàng)目夏季增益在 35%以上，冬季增加 15%以上。

疊加雙面后，系統(tǒng)全年增加發(fā)電量 30%，我們測(cè)算的系統(tǒng) LCOE=0.367，相比常規(guī)系統(tǒng)度電成本 下降 7%；IRR=11.01%，相比常規(guī)提高 2.9pct，顯著縮短資金回收期。

跟蹤支架成本仍有下降空間。1）鋼材結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。根據(jù)中信博關(guān)于“天智”系列跟蹤系統(tǒng)的介紹， 1MW 樁基僅需 211 根鋼材，其立柱數(shù)量相對(duì)于一般跟蹤系統(tǒng)減少 40%以上，極大地降低了土建工 程的成本；2）系統(tǒng)布局的優(yōu)化。如采用貼合地形、直流組串供電等技術(shù)進(jìn)一步節(jié)省系統(tǒng)成本。

此外，領(lǐng)跑者計(jì)劃作為技術(shù)風(fēng)向標(biāo)，對(duì)技術(shù)路線有一定提前參考意義，跟蹤系統(tǒng)已有所體現(xiàn)。領(lǐng)跑 者計(jì)劃歷史共有三期。2015 年 6 月，山西大同采煤沉陷區(qū)作為首個(gè)光伏領(lǐng)跑者基地，規(guī)模 1GW；2016 年 5 月，內(nèi)蒙古包頭等八個(gè)基地獲批為第二批領(lǐng)跑者基地，規(guī)模 5.5GW;2017 年 9 月，第三 批領(lǐng)跑者計(jì)劃出爐，包括 10 個(gè)應(yīng)用領(lǐng)跑者基地和 3 個(gè)技術(shù)領(lǐng)跑者基地，規(guī)模 6.5GW。由于對(duì)效率 的門(mén)檻和電價(jià)的競(jìng)標(biāo)要求，領(lǐng)跑者基地以單晶、PERC、雙面、異質(zhì)結(jié)、跟蹤系統(tǒng)等為代表的高效 技術(shù)應(yīng)用比例遠(yuǎn)高于市場(chǎng)，也為高效技術(shù)規(guī)?；峁┝朔趸耐寥?，成為技術(shù)風(fēng)向標(biāo)。

硅片技術(shù)上，第一期即以單晶為主，市場(chǎng)后續(xù)印證。2015 年首批領(lǐng)跑者的單晶占比約為 60%，而 彼時(shí)全球單晶市占率不到 30%；后續(xù)兩批單晶占比持續(xù)提高至接近 90%，從結(jié)果上看全球單晶占 比也快速提高到 2019 年的 60%+。究其原因，雖然金剛線技術(shù)的橫空出世對(duì)單晶革命至關(guān)重要， 但超過(guò) 10GW 的高效需求對(duì)單晶的規(guī)模化以及電站實(shí)證反饋實(shí)現(xiàn)的高溢價(jià)亦不可忽視。

電池技術(shù)上再次領(lǐng)先市場(chǎng)。2016 年并網(wǎng)的首批項(xiàng)目單晶 PERC 比例已達(dá)到 21%，2018-2019 年 并網(wǎng)的第三批則基本成為標(biāo)配，同時(shí)還出現(xiàn)不小規(guī)模的 N 型技術(shù)；而從全市場(chǎng)來(lái)看，PERC 產(chǎn)能 于 2018 年起逐步釋放，并與 2019Q3 完成技術(shù)替代，領(lǐng)跑者計(jì)劃再次領(lǐng)先。

組件技術(shù)上，雙面組件逐步獲得溢價(jià)認(rèn)可。前兩批領(lǐng)跑者更注重硅片和電池環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng) 了單晶和 PERC 的規(guī)?；?；第三批領(lǐng)跑者的一個(gè)特點(diǎn)在于雙面組件的占比超過(guò) 50%，而彼時(shí)市場(chǎng) 雙面占比約為 10%。經(jīng)過(guò)兩年驗(yàn)證和雙玻組件的成熟，目前雙玻滲透率正加速提高；我們預(yù)計(jì) 2020 年雙玻占比將達(dá)到 20%，并在兩年內(nèi)快速提升至 50%，五年內(nèi)提升至 60%。

雙玻組件+跟蹤支架將成為下一個(gè)風(fēng)口。根據(jù)我們的不完全統(tǒng)計(jì)，第三期國(guó)電投、中廣核、華能中 標(biāo)的多個(gè)基地子項(xiàng)目均采用了平單軸跟蹤支架+雙面的技術(shù)方案，其中內(nèi)蒙古昭君項(xiàng)目中標(biāo)電價(jià)低 至 0.27 元/kWh，低于當(dāng)?shù)孛摿蛎荷暇W(wǎng)電價(jià)（0.29 元/kWh），實(shí)現(xiàn)低價(jià)上網(wǎng)。根據(jù)中信博周石俊總 的公開(kāi)分享發(fā)言，跟蹤系統(tǒng)從第一批的不認(rèn)可，到第二批的小規(guī)模應(yīng)用，再到第三批的 30%左右 的占比，也充分證明了跟蹤技術(shù)在平價(jià)上網(wǎng)進(jìn)程中的重要地位。

雙面+跟蹤才能最大化發(fā)揮跟蹤的效果，隨著實(shí)證場(chǎng)景和數(shù)據(jù)增加，將成為未來(lái)光伏地面電站的標(biāo)配。以雙面為例，技術(shù)并非新概念，而 2019 年才迎來(lái)爆發(fā)的原因之一就在于過(guò)去背面的額外功率 難以量化，直接導(dǎo)致投資者在計(jì)算投資收益時(shí)趨于保守，影響其性價(jià)比判斷。而對(duì)于跟蹤支架來(lái)說(shuō)， 其可靠的發(fā)電數(shù)據(jù)更少?？紤]到新技術(shù)的市場(chǎng)接受節(jié)奏一般從性價(jià)比具備理論優(yōu)勢(shì)——少數(shù)項(xiàng)目 率先試水（跟蹤支架當(dāng)前階段）——區(qū)域性類(lèi)似項(xiàng)目大規(guī)模采用（雙面組件當(dāng)前階段）——全球大 量項(xiàng)目采用——成為常規(guī)技術(shù)，預(yù)計(jì)爆發(fā)時(shí)點(diǎn)相對(duì)雙面略晚。此外，跟蹤支架項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的豐富， 穩(wěn)定性的提高，地面電站占比的持續(xù)提高，國(guó)內(nèi)投資者對(duì)其的印象在逐步轉(zhuǎn)變都有助于其快速成長(zhǎng)。

總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)雙面+跟蹤系統(tǒng)，光伏的平均度電成本能實(shí)現(xiàn) 7%以上的降幅，項(xiàng)目 IRR 提升 3pct，增益幅度在組件降價(jià)空間越來(lái)越小，項(xiàng)目IRR普遍只有8%-10%的地面電站建設(shè)背景下尤其明顯。同時(shí)，隨著雙玻比例的提高，地面電站比例的提高，光伏公用事業(yè)屬性增強(qiáng)，跟蹤支架系統(tǒng)正面臨 一個(gè)絕佳的產(chǎn)業(yè)鏈同步配套機(jī)會(huì)，光伏系統(tǒng)降本增效的大旗也將交到跟蹤支架手上，成為未來(lái)地面 電站的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。

系統(tǒng)效率：組件、設(shè)計(jì)、EPC 和運(yùn)維精細(xì)化程度需全面提高

系統(tǒng)效率（Performance ratio，簡(jiǎn)稱(chēng) PR）指的是由于系統(tǒng)中存在電池老化、電流損耗、設(shè)備損耗、 不匹配等因素使得系統(tǒng)實(shí)際發(fā)電量低于理論發(fā)電量，其實(shí)際輸入電網(wǎng)電力與理論發(fā)電量比值稱(chēng)為 系統(tǒng)效率，目前一般在 80%-85%。

系統(tǒng)效率的影響因素較多，大致可以分為輻射度、直流電和交直流轉(zhuǎn)換三個(gè)損失環(huán)節(jié)。輻射度部分 的損失優(yōu)化主要涉及到系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)維環(huán)節(jié)，如提高系統(tǒng)匹配度，降低陰影塵埃；直流電部分的損 失減少主要涉及組件和逆變器的性能，低衰減、低溫升、高一致性組件，以及最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT） 更優(yōu)秀的逆變器能夠有所改善，這對(duì) EPC 廠商的設(shè)備選型提高了要求，優(yōu)質(zhì)組件供應(yīng)商也更受益；交直流轉(zhuǎn)換則主要是逆變器的損失，目前轉(zhuǎn)換效率一般在 98%以上。

因此，系統(tǒng)效率的提升手段較多，而一味的提高系統(tǒng)效率有可能導(dǎo)致發(fā)電量下降（如遮擋增加）和 成本的上升（如增加額外不必要的線纜成本等），因此后續(xù)提升空間整體有限。但提升 PR 降低 LCOE 也是未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)，優(yōu)質(zhì)的組件供應(yīng)商、經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)院和 EPC 廠商將會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)力。

原標(biāo)題:硅片、電池、組件、支架，未來(lái)LCOE優(yōu)化重點(diǎn)