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光伏电站组件选型之深入篇 – 资深采购及风控专家来支招
2017-7-3 来源： 作者：佚名 阅读：次 【打印此页】
光伏电站组件选型之深入篇 – 资深采购及风控专家来支招
光伏组件类型的选择
光伏电池是把太阳的光能直接转化为电能的基本单元，光伏电池通过组合形成光伏电池组件。电池的光伏性能决定了光伏组件的发电特性。电池种类有多种类型，且性能也存在差异。本文将主要针对晶硅组件，薄膜组件及双玻组件的优势及劣势进行介绍，同时也将各类组件的适用范围予以描述。
1 晶硅组件
晶体硅电池包括单晶硅电池、多晶硅电池、带状硅电池、球状多晶硅电池等，其中单晶硅和多晶硅电池为市场主流。针对大型地面电站，由于晶硅组件对比与其他类型的组件有较高的单位面积输出，同时较高的经济性，因此被广泛的使用。
针对多晶硅组件，其光伏组件的转换效率一般为15%-17%，由于其原材料生产工艺较为简单，且成本较低，因此得到了广泛的应用。其首年衰减率低于单晶硅组件，但自第二年起的衰减率为0.7%高于单晶硅组件。由于多晶材料晶体排列无规律，电站在长期高低温交替工作过程中容易出现电池片隐裂。基于以上多晶组件特性，其适合土地资源丰富的工程大面积应用。
针对单晶硅组件，其转换效率一般为16%-18%，从并网第二年起其长期平均衰减在0.55%左右。由于其单晶晶体结构比多晶有更好的机械性能，因此其抗隐裂效果会更好。另外，单晶组件在低工作温度、弱光相应等特性要优于多晶组件。同时由于其较高的单位面积转换效率，特定容量电站所需总体组件数量下降，对于土地、建材、工程、安装等方面的成本将有所降低。但其单晶硅太阳电池在工程投产前期，功率衰减（即光衰）要多于多晶硅组件。同时组件自身成本要略高于多晶组件。基于其以上特性，单晶硅组件较适合于场地面积有限而对工程发电功率要求较高的项目。
1.2 薄膜组件
薄膜电池包括硅薄膜电池（非晶硅、微晶硅、纳米晶硅等）、多元化合物薄膜电池（铜铟镓硒、硫化镉、碲化镉、砷化镓等）、有机薄膜电池等。其中非晶硅薄膜组件在所有薄膜组件中应用较为广泛。
薄膜组件主要应用于小型电站及光伏建筑一体化项目中，同时，其在土地资源丰富地区的工程有所应用。薄膜组件与晶硅组件相比有较好的耐高温性能。但其转换效率相对较低，非晶硅组件6%-8%，多元化和物组件8%-9%，从而导致其较低的土地利用率。
1.3 双玻组件
双玻组件主要与常规晶硅组件的差异为使用玻璃作为背板。由于组件结构的变化，使其也具有其特性。
双玻组件近几年被应用于各类型的电站中。由于其双面玻璃的设计，主要应用于农业大棚及相关项目，因为此类项目需要组件有较好的透光率。另外，由于双玻组件的双面玻璃设计，组件整体强度增加，其不易出现电池片隐裂；双玻组件的无边框设计，同时使用透水性为0的玻璃作为背板，使得其不易产生PID（电势诱导衰减）的问题。因此，鉴于双玻组件的以上优点，也被具有特殊环境的电站选择并使用。
双玻组件虽有以上提及优点，但其缺点同样需要重视。双玻组件单位面积输出一般低于常规的晶硅组件；双面玻璃设计使其自身重量加重，增加了运输及安装过程的难度；钢化玻璃的使用，其安装破损率要高于常规晶硅组件。
组件温度系数
组件的温度系数包含组件的电压温度系数、电流温度系数及功率温度系数。此系数决定了在不同温度下，组件的实际工作电流、工作电压及输出功率的变化情况。
其中，针对电压温度系数，其随着温度的降低，对组件的工作电压有反向影响，即组件工作电压会随着温度的降低而升高。从光伏阵列设计角度，常规光伏电站系统电压为1000伏，需要考虑电站所在地极端最低温度下组件的开路电压值，从而确定整个组串中组件的数量，此部分要求极端最低温度下组串的电压需要低于电站系统电压。如此数值超出系统电压轻则导致逆变器过电压出现保护停机，重则直接危及光伏电站各环节部件电气安全。
针对功率温度系数，其随着温度的升高，对组件的功率输出有反向影响，即组件的功率会随着温度的升高而降低。针对光伏电站所在地平均温度较高的项目，由于温度对于整个电站的输出影响较大。建议选择组件功率温度系数低的组件。
可靠性
光伏电站所在地的周围环境将直接影响到光伏组件的性能及生命周期内的可靠性。因此，针对产品可靠性的考量需要基于项目现场的环境评估结果而决定，即针对不同的项目地环境特点，选择有相对应的组件认证产品。
兔子君基于不同的场地类型，罗列了对应组件的要求，供大家参考。
光伏组件电流分档
在光伏系统中，单独光伏组件将被串联至同一组串中，各组串将并联至其他系统中的电气设备（组串逆变器或汇流箱）中。在同一组串中，由于各组件间是串联，其整个组串的输出电流将由此组串中输出电流最小的组件所决定。因此，需要确保安装在同一组串中的光伏组件输出电流在同一个等级，以减小组件间的失配损耗。不同输出电流等级的组件混装在一起一方面影响了整个组串的输出，同时从长远角度来讲，也会影响光伏组件的寿命。
虽然大家看到的光伏组件有统一的铭牌标示，但基于光伏组件的原材料特性，同批次光伏组件的输出电流情况一般呈正态分布。
一般情况下，组件供应商会将光伏组件按输出电流差异，分成几个档位，一般分为高、中、低档位。其中基于以上正态分布图，处于中档的组件的数量占整个批次的90%以上。因此，在光伏组件选择过程中建议选择居中的电流分档的产品，以便现场的安装及施工。
其他关注点
供应商产能的情况同样在组件选型时需要进行考虑。因为，即使生产光伏组件使用的原材料清单一致，但是由于生产设备的状态差异、不同批次原材料的质量差异及产线生产人员变动会导致不同批次产品的质量存在差异。
因此，针对计划项目容量的大小，对于供应商的生产能力也需要进行考量。同时在采购洽谈阶段，确认其生产周期及计划。以下内容将直接影响到组件供应商顺利完成订单的能力：
- 原材料供应
- 生产设备维护情况
- 仓储能力
- 物流安排能力
针对采购现有产品的项目，建议同一电站使用的光伏组件使用供应商一到两个生产批次内的组件以确保所有组件的质量一致性。
结语
光伏组件的选型需要基于各方面因素的综合考量而进行。因此，兔子君建议为了确保光伏电站的稳定收益，在决策前需要对项目地的情况及待选择产品的性能进行全方位分析，对产品可靠性采用审核（审核其相关产品可靠性认证及测试）及复核（特定产品进行专项委托测试）的方式，以达到最大程度上把控风险的目的。
光伏电池是把太阳的光能直接转化为电能的基本单元，光伏电池通过组合形成光伏电池组件。电池的光伏性能决定了光伏组件的发电特性。电池种类有多种类型，且性能也存在差异。本文将主要针对晶硅组件，薄膜组件及双玻组件的优势及劣势进行介绍，同时也将各类组件的适用范围予以描述。
1 晶硅组件
晶体硅电池包括单晶硅电池、多晶硅电池、带状硅电池、球状多晶硅电池等，其中单晶硅和多晶硅电池为市场主流。针对大型地面电站，由于晶硅组件对比与其他类型的组件有较高的单位面积输出，同时较高的经济性，因此被广泛的使用。
针对多晶硅组件，其光伏组件的转换效率一般为15%-17%，由于其原材料生产工艺较为简单，且成本较低，因此得到了广泛的应用。其首年衰减率低于单晶硅组件，但自第二年起的衰减率为0.7%高于单晶硅组件。由于多晶材料晶体排列无规律，电站在长期高低温交替工作过程中容易出现电池片隐裂。基于以上多晶组件特性，其适合土地资源丰富的工程大面积应用。
针对单晶硅组件，其转换效率一般为16%-18%，从并网第二年起其长期平均衰减在0.55%左右。由于其单晶晶体结构比多晶有更好的机械性能，因此其抗隐裂效果会更好。另外，单晶组件在低工作温度、弱光相应等特性要优于多晶组件。同时由于其较高的单位面积转换效率，特定容量电站所需总体组件数量下降，对于土地、建材、工程、安装等方面的成本将有所降低。但其单晶硅太阳电池在工程投产前期，功率衰减（即光衰）要多于多晶硅组件。同时组件自身成本要略高于多晶组件。基于其以上特性，单晶硅组件较适合于场地面积有限而对工程发电功率要求较高的项目。
1.2 薄膜组件
薄膜电池包括硅薄膜电池（非晶硅、微晶硅、纳米晶硅等）、多元化合物薄膜电池（铜铟镓硒、硫化镉、碲化镉、砷化镓等）、有机薄膜电池等。其中非晶硅薄膜组件在所有薄膜组件中应用较为广泛。
薄膜组件主要应用于小型电站及光伏建筑一体化项目中，同时，其在土地资源丰富地区的工程有所应用。薄膜组件与晶硅组件相比有较好的耐高温性能。但其转换效率相对较低，非晶硅组件6%-8%，多元化和物组件8%-9%，从而导致其较低的土地利用率。
1.3 双玻组件
双玻组件主要与常规晶硅组件的差异为使用玻璃作为背板。由于组件结构的变化，使其也具有其特性。
双玻组件近几年被应用于各类型的电站中。由于其双面玻璃的设计，主要应用于农业大棚及相关项目，因为此类项目需要组件有较好的透光率。另外，由于双玻组件的双面玻璃设计，组件整体强度增加，其不易出现电池片隐裂；双玻组件的无边框设计，同时使用透水性为0的玻璃作为背板，使得其不易产生PID（电势诱导衰减）的问题。因此，鉴于双玻组件的以上优点，也被具有特殊环境的电站选择并使用。
双玻组件虽有以上提及优点，但其缺点同样需要重视。双玻组件单位面积输出一般低于常规的晶硅组件；双面玻璃设计使其自身重量加重，增加了运输及安装过程的难度；钢化玻璃的使用，其安装破损率要高于常规晶硅组件。
组件温度系数
组件的温度系数包含组件的电压温度系数、电流温度系数及功率温度系数。此系数决定了在不同温度下，组件的实际工作电流、工作电压及输出功率的变化情况。
其中，针对电压温度系数，其随着温度的降低，对组件的工作电压有反向影响，即组件工作电压会随着温度的降低而升高。从光伏阵列设计角度，常规光伏电站系统电压为1000伏，需要考虑电站所在地极端最低温度下组件的开路电压值，从而确定整个组串中组件的数量，此部分要求极端最低温度下组串的电压需要低于电站系统电压。如此数值超出系统电压轻则导致逆变器过电压出现保护停机，重则直接危及光伏电站各环节部件电气安全。
针对功率温度系数，其随着温度的升高，对组件的功率输出有反向影响，即组件的功率会随着温度的升高而降低。针对光伏电站所在地平均温度较高的项目，由于温度对于整个电站的输出影响较大。建议选择组件功率温度系数低的组件。
可靠性
光伏电站所在地的周围环境将直接影响到光伏组件的性能及生命周期内的可靠性。因此，针对产品可靠性的考量需要基于项目现场的环境评估结果而决定，即针对不同的项目地环境特点，选择有相对应的组件认证产品。
兔子君基于不同的场地类型，罗列了对应组件的要求，供大家参考。
光伏组件电流分档
在光伏系统中，单独光伏组件将被串联至同一组串中，各组串将并联至其他系统中的电气设备（组串逆变器或汇流箱）中。在同一组串中，由于各组件间是串联，其整个组串的输出电流将由此组串中输出电流最小的组件所决定。因此，需要确保安装在同一组串中的光伏组件输出电流在同一个等级，以减小组件间的失配损耗。不同输出电流等级的组件混装在一起一方面影响了整个组串的输出，同时从长远角度来讲，也会影响光伏组件的寿命。
虽然大家看到的光伏组件有统一的铭牌标示，但基于光伏组件的原材料特性，同批次光伏组件的输出电流情况一般呈正态分布。
一般情况下，组件供应商会将光伏组件按输出电流差异，分成几个档位，一般分为高、中、低档位。其中基于以上正态分布图，处于中档的组件的数量占整个批次的90%以上。因此，在光伏组件选择过程中建议选择居中的电流分档的产品，以便现场的安装及施工。
其他关注点
供应商产能的情况同样在组件选型时需要进行考虑。因为，即使生产光伏组件使用的原材料清单一致，但是由于生产设备的状态差异、不同批次原材料的质量差异及产线生产人员变动会导致不同批次产品的质量存在差异。
因此，针对计划项目容量的大小，对于供应商的生产能力也需要进行考量。同时在采购洽谈阶段，确认其生产周期及计划。以下内容将直接影响到组件供应商顺利完成订单的能力：
- 原材料供应
- 生产设备维护情况
- 仓储能力
- 物流安排能力
针对采购现有产品的项目，建议同一电站使用的光伏组件使用供应商一到两个生产批次内的组件以确保所有组件的质量一致性。
结语
光伏组件的选型需要基于各方面因素的综合考量而进行。因此，兔子君建议为了确保光伏电站的稳定收益，在决策前需要对项目地的情况及待选择产品的性能进行全方位分析，对产品可靠性采用审核（审核其相关产品可靠性认证及测试）及复核（特定产品进行专项委托测试）的方式，以达到最大程度上把控风险的目的。
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