一、研究背景
? ? ? ? 隨著光伏電池及組件封裝技術(shù)的發(fā)展，晶體硅電池的轉(zhuǎn)換效率逐年提升，以HJT、TOPCon為代表的N型技術(shù)路線陸續(xù)取得重大突破，逐漸成為光伏市場(chǎng)上主流的產(chǎn)品技術(shù)。由于N型電池素有“高效”之稱，與PERC電池相比，N型電池制作的組件量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到22%以上，在電站端應(yīng)用后，對(duì)土地、支架、電纜等非組件成本產(chǎn)生了巨大的影響，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)端的BOS成本將帶來(lái)大幅降低。
? ? ? ?以下分析以AC容量100MW 的地面電站作為研究對(duì)象，通過(guò)技術(shù)方案審核與財(cái)務(wù)收益對(duì)比，分別對(duì)N型182TOPCon、P型210PERC組件、P型182PERC組件進(jìn)行技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析，主要內(nèi)容有：
①基于特定應(yīng)用場(chǎng)景，比較項(xiàng)目初始投資成本，尤其是 BOS成本的差別，并從支架、樁基、電纜等進(jìn)行精細(xì)化分析。
②在電站25年運(yùn)行周期內(nèi)，比較損耗、發(fā)電小時(shí)數(shù)、度電成本。
? ? ? ?在本項(xiàng)目所有方案的設(shè)計(jì)和測(cè)算中所使用的軟件有：Candela3D光伏電站三維設(shè)計(jì)軟件、光伏電站發(fā)電量仿真軟件PVsyst7.2版本、PKPM結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件。
二、項(xiàng)目地及光資源簡(jiǎn)介
? ? ? ?為了客觀評(píng)估不同類型光伏組件應(yīng)用于項(xiàng)目的表現(xiàn)，分析時(shí)選取同一個(gè)項(xiàng)目場(chǎng)地，作為研究對(duì)象，旨在體現(xiàn)在相同地理位置及氣象條件下，不同組件產(chǎn)品的性能表現(xiàn)。
? ? ? ?海南為典型的濕熱氣候特征，場(chǎng)址經(jīng)度為110.1956°，緯度為20.0462°，海拔為15m，根據(jù)氣象軟件數(shù)據(jù)，全年水平面總輻射量為1408.1kWh/m2，散射輻射量為890.42kWh/m2。
三、系統(tǒng)端設(shè)計(jì)
? ? ? ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)假定光伏電站地面平坦，適合大型電站建設(shè)（忽略電站環(huán)境和生態(tài)影響），且場(chǎng)地附近有高壓電網(wǎng)便于并網(wǎng)。同一項(xiàng)目地的不同方案，均假定容配比一致，系統(tǒng)端的設(shè)計(jì)信息如下：
四、初始投資成本估值對(duì)比
? ? ? ?根據(jù)設(shè)備和配置信息，結(jié)合對(duì)于市場(chǎng)上現(xiàn)有項(xiàng)目的類比分析，考慮相同地理位置、電站類型、氣象條件、地面覆蓋率、電站設(shè)計(jì)原則，可預(yù)估推導(dǎo)出不同組件方案對(duì)應(yīng)的初期投資成本。
4.1 支架成本分析
? ? ? ?使用專業(yè)的PKPM結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)支架用鋼量進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而對(duì)成本進(jìn)行計(jì)算。具體支架的用鋼量與當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)壓、雪壓、支架安裝角度、單個(gè)支架單元的組件串聯(lián)數(shù)、組串?dāng)?shù)、支架立柱類型、立柱東西間距、立柱南北間距、立柱長(zhǎng)度、檁條規(guī)格等因素有關(guān)，組件串聯(lián)數(shù)越多，支架橫梁的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，單套支架的重量將有一定增加。成本如下表所示。
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182-TOPCon570W與182-PERC550W相比，支架樁基總成本下降0.0222元/W。 -
210-PERC-665W與182-TOPCon-570W相比，支架樁基總成本下降0.028元/W。
4.2?電纜用量、損耗和成本分析
? ? ? ? 光伏電纜使用量需要根據(jù)電站的設(shè)計(jì)排布圖進(jìn)行精細(xì)化計(jì)算。在本案例中使用專業(yè)的三維設(shè)計(jì)軟件Candela3D進(jìn)行方案排布，并統(tǒng)計(jì)出每一串電纜的長(zhǎng)度、每個(gè)匯流箱到逆變器的電纜長(zhǎng)度。
圖 單個(gè)3125kW逆變器單元-DC容量4029.9kW（210-PERC-66-665W）
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182TOPcon-570W與182PERC-550W相比，后者組件串聯(lián)數(shù)增加，單串電流下降，因此電纜的損耗下降約0.1%；而由于光伏及直流電纜長(zhǎng)度增加，成本增加0.0096元/W。 -
根據(jù)電纜成本大小，由低到高分別為：210PERC-665W＜182-PERC-550W＜182TOPCon-570W。
4.3?可變BOS成本分析
? ? ? ? BOS成本包括可變成本和不可變成本，前者主要由支架樁基、土地、逆變器、電纜、安裝費(fèi)用等組成。而箱變、高壓電纜、升壓站等為不可變成本，故暫未列出，僅對(duì)可變的部分進(jìn)行比較。在所有可變BOS里面支架樁基的占比最高，其次為組件支架安裝、電纜、土地成本等。
TOPCon組件由于組件串聯(lián)數(shù)略少，組串?dāng)?shù)量增加。在電纜、匯流箱成本上有所增加。
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210-PERC-665W與與182-TOPCon-570W相比，下降0.0427元/W。 -
182-TOPCon-570W與182-PERC-550W相比，下降0.0155元/W。
五、?發(fā)電量分析
? ? ? ? 將上述組件方案的參數(shù)帶入到 PVsyst軟件中，可仿真模擬計(jì)算出每個(gè)方案的首年發(fā)電量。其中TOPCon組件雙面率設(shè)置85%，PERC雙面率70%。
? ? ? ? 根據(jù)首年模擬仿真結(jié)果，由于TOPCon低溫度系數(shù)，全年溫升損失為4.48%，比210PERC下降0.67%。
? ? ? ?基于上述條件，在不考慮首年LID的影響下，182-TOPCon系統(tǒng)效率為87.37%，比210-PERC-665W增加1.75%。182-PERC全年直流線損為0.44%，182-TOPCon組件全年直流線損為0.49%，210-PERC組件直流線損為0.6%。
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182-TOPCon-570W與210-PERC-665W相比，下降0.0035元/度。 -
182-TOPCon-570W與182-PERC-550W相比，下降0.0074元/度。
