為充分驗(yàn)證和研究n型組件發(fā)電性能，晶澳科技與TÜV北德合作，在CPVT銀川國家光伏戶外實(shí)證基地展開了為期一年的戶外實(shí)證項(xiàng)目（2021年2月-2022年2月），近日已經(jīng)完成數(shù)據(jù)分析與測試報(bào)告，本文將對n型產(chǎn)品發(fā)電數(shù)據(jù)和特性進(jìn)行分析。
項(xiàng)目信息
實(shí)證電站位于銀川市，屬溫帶大陸性氣候，為典型的干熱環(huán)境，年平均峰值小時(shí)數(shù)1650kWh/m2（水平面），年平均日照時(shí)數(shù)2800小時(shí)-3000小時(shí)，年平均溫度8.5℃，是中國太陽輻射和日照時(shí)數(shù)最多地區(qū)之一，太陽光譜非常接近標(biāo)準(zhǔn)AM1.5。實(shí)證項(xiàng)目如圖1所示。
圖1 晶澳與TÜV北德銀川實(shí)證項(xiàng)目
實(shí)證電站安裝了n型雙面組件（基于晶澳n型鈍化接觸技術(shù)Bycium+電池，后文簡稱n型組件）和p型PERC雙面組件（后文簡稱p型組件）各一組，每種組件裝機(jī)容量6kW左右（實(shí)證現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室實(shí)測功率），接入1臺20kW組件式逆變器（每臺逆變器2路MPPT輸入，單路MPPT最大輸入電流25A，每種類型組件接入1路MPPT）。項(xiàng)目采用固定支架安裝方式（傾角40°），組件離地高度1米左右，現(xiàn)場除配置場站級環(huán)境監(jiān)測站外，還配置高精度直流電表、組件級溫度傳感器、陣列正背面輻照度儀等監(jiān)測設(shè)備。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和組件發(fā)電性能分析方面，為排除逆變器對不同類型組件發(fā)電性能的影響，同時(shí)保證數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，直接采用直流電表數(shù)據(jù)，并進(jìn)行歸一化處理。
二、發(fā)電性能對比
在一個完整年測試周期內(nèi)，n型組件和p型組件單瓦發(fā)電量數(shù)據(jù)如圖2所示，從圖中可以看出，兩類組件的平均單瓦日發(fā)電量分別為5.03kWh/kW和4.84kWh/kW，n型組件單瓦發(fā)電量比p型組件高出3.9%左右。光伏組件的發(fā)電能力主要取決于功率衰減、高溫發(fā)電性能、雙面發(fā)電性能、低輻照發(fā)電性能等特性，本實(shí)證測試中n型組件和p型組件采用了相同組件封裝形式（半片電池，雙玻結(jié)構(gòu)），發(fā)電性能差異主要在于電池技術(shù)不同導(dǎo)致的組件性能差異。
圖2 n型組件和p型組件單瓦發(fā)電量對比數(shù)據(jù)
在功率衰減性能方面，n型組件具備天然的優(yōu)勢（無B-O復(fù)合體），首年衰減1%，年度線性衰減0.4%，而p型組件首年2%，年度0.45%衰減，經(jīng)過測算，在30年的壽命周期內(nèi)，由于功率衰減n型組件帶來發(fā)電量增益約1.8%，首年功率衰減n型組件帶來的發(fā)電增益為1%左右。
在高溫發(fā)電性能方面，與組件溫度系數(shù)和組件工作溫度密切相關(guān)，從機(jī)理上講，電池開路電壓越高，溫度系數(shù)也就越優(yōu)，n型Bycium+電池開路電壓可達(dá)到720mV左右，組件溫度系數(shù)為-0.30%/℃，而p型組件溫度系數(shù)為-0.35%/℃，在夏季高溫條件下，假設(shè)組件運(yùn)行工作溫度55℃左右（環(huán)境溫度30℃左右），n型組件的功率損失比p型組件低1%左右，且隨著組件運(yùn)行溫度的進(jìn)一步增加，n型組件高溫發(fā)電性優(yōu)勢將會更加突出。同時(shí)，n型組件由于更高的轉(zhuǎn)換效率，相應(yīng)降低了所吸收光能的熱轉(zhuǎn)換，從而降低了組件的工作溫度，此次實(shí)證項(xiàng)目也充分的證實(shí)了這一點(diǎn)，n型組件較p型組件平均工作溫度低約1℃左右，具體如圖3所示。結(jié)合優(yōu)異的溫度系數(shù)和較低的工作溫度，n型組件發(fā)電量比p型組件高2%左右。
圖3 n型組件和p型組件工作溫度對比數(shù)據(jù)
在雙面發(fā)電性能方面，n型組件雙面率為80%左右，p型組件雙面率為70%左右，假定組件背面輻照強(qiáng)度100-150W/m2，那么雙面率差異（10%）帶來的n型組件發(fā)電量增益在1%-1.5%之間，同時(shí)結(jié)合PVsyst模擬，當(dāng)?shù)孛娣瓷渎试?0%-30%時(shí)，n型產(chǎn)品發(fā)電量增益在0.8%-1.2%之間，如圖4所示。
圖4 不同地面反射率，雙面率差異10%發(fā)電增益數(shù)據(jù)
在低輻照發(fā)電性能方面，從機(jī)理上講，與少子壽命、開路電壓、并聯(lián)電阻密切相關(guān)，在輻照度600 W/m2或以下條件下，如清晨或傍晚?xiàng)l件下，經(jīng)測算n型組件發(fā)電增益為0.2%左右。
三、小結(jié)
綜上所述，2021年2月~2022年2月完整年期間內(nèi)，晶澳n型組件單瓦發(fā)電量相比p型組件高出3.9%左右。理論上分析，由于具有優(yōu)異的功率衰減特性、高溫發(fā)電性能、雙面發(fā)電性能、低輻照發(fā)電性能等優(yōu)勢，n型組件理論發(fā)電量增益在4%左右，這同實(shí)證項(xiàng)目數(shù)據(jù)基本吻合，n型組件發(fā)電性能得到了充分的驗(yàn)證，為光伏產(chǎn)品技術(shù)路線的選擇以及客戶組件產(chǎn)品的選型提供一定的技術(shù)依據(jù)。
