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平价时代光伏各环节零部件佳选型及价格分析

平价时代光伏各环节零部件佳选型及价格分析(Analyse)

本文中涉及(to involve)的技术,绝大多数都已经可以实现,少量仍然在预研阶段和等待政策放开。
凭借技术优化和良好的光照,三峡与阳光电源的青海格尔木以3毛1创下国内低电价,并成功并网,震惊业界,可谓当前光伏电站的强形态。而在项目取得成功后,下一代超级电站又会将中国光伏技术推向何方?
电池与组件技术:双面HIT+叠瓦&双面PER+叠瓦
根据电工所王文静老师的预测,当组件效率低于14%时,即使组件价格是0,也没办法实现平价上网太阳能是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源
但效率提升终究是要为降低(reduce)整体光伏电站度电成本服务的,因此在“军备竞赛”时也要考虑为了追求高效而需要付出多少成本。如图所示,同样是增加5%的组件效率,但组件效率越高,同样幅度的效率提升对于成本下降的作用就越小。
而随着电池效率(efficiency)提升,对于材料品质、性能,设备精度和工艺的要求都大幅提升。十年前,光伏采用的都是从半导体(semiconductor)降级的设备和材料,如今又有再次回归半导体产业精度和工艺的趋势,这必然会增加制造(Manufacture)的成本。显然,过分追求高效并不是实现平价的唯一选择,如何提高电站的单瓦发电能力、和组件寿命对降低(reduce)成本也同样重要。
智新研究院的数据显示,2019年PE
  R、HIT等高效电池产能将达到90GW,这意味着产业常规产能必须改造或逐步(step by step)淡出市场。根据王文静研究员的对比数据,HIT组件的目前有竞争力的价格约为2.98元/W。
组件技术方面,除了已经成熟的与双面发电组件完美配合的双玻组件,目前被看好的有
  M、半片技术和叠瓦技术。阿特斯已经宣布旗下产能几乎全部为半片、叠瓦等新型组件,而不再生产全片产品。
半片与叠瓦技术都可以提升组件功率,其中半片组件可以提升10-15W,叠瓦组件由于还增加了电池使用量,提升幅度更高,但叠瓦组件相比60片半片组件,多了8片电池使用量,因此二者目前成本差不多,半片组件还会略低一点,叠瓦只有比半片组件有较大功率(High-power)提升时,才有价格方面的竞争力。
但同时叠瓦由于更高的功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)密度,在电站的OS成本上能够降低整体投资,进而降低LOE太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,但不涉及机械部件
我们可以得出结论,2019年有可能(maybe)是半片叠瓦技术并存,成为光伏降本的主力,而随着HI
  T、叠瓦技术进一步成熟,规模化带来设备(equipment)与材料成本下降(descend),双面HIT+叠瓦和双面PER+叠瓦技术奖占据市场统治地位。
超级逆变器:更“高”更长寿
我们将理想中下一代逆变器的特点(Characteristic)归纳(指归拢并使有条理)为:三高二多,更高功率、更高效、更高电压等级,更长使用时间,更多功能。
根据阳光电源等领先逆变器企业公布的研发计划,目前业内逆变器的高水准和下一代逆变器技术的发展如下表:
从表中可以看到,光伏逆变器技术提升是一个渐进的过程,下一代逆变技术已经逐步增加碳(C)化硅(silicon)等使用量,但同时也可以看到,光伏逆变器的技术提升,寿命的潜力(指个人能力发展的可能性)和对于降成本的作用较提升效率更大。早在2015年,逆变器龙头阳光电源就已经实现了全线产品99%的效率,因此在过去几年里,逆变器的效率实际没有太大的提升,其它企业也只是处于紧跟龙头,效率提升至同样的程度。
但我们可以看到下一代逆变器的使用寿命稳定(解释:稳固安定;没有变动)在25年以上,这不仅能够完美匹配目前电站的使用寿命,而且对于未来以双面组件为基础的更长寿命电站来说,也能够提供支持。此外,更长寿命的逆变器必然在耐候和防护等级方面做得更好,平时的细小故障也较少,减少了运维和更换成本。
据测算,以2毛/W的逆变器成本计算,因为故障维修、更换一次的设备与发电量损失成本是设备本身的3倍左右,相当于每次多6毛钱/W的成本,所以逆变器的质量和设计(Design)寿命(lifetime)是极为重要的。一座使用寿命25年的光伏电站,如果逆变器寿命10年,要更换2次;如果是15年,要更换1次,如果能够与电站全周期匹配运行下来,就节省(spare)了这6毛钱/W。
而未来电站业主还会面临一个问题:在使用寿命还剩几年的电站,是否还要继续更换逆变器?劣质(inferior)逆变器会让电站变成“鸡肋”:弃之可惜,但换了又增加不了多少收益。
因此在逆变器(inverter)选型的时候,在初始零部件上不应该过分强调价格。
目前大型逆变器(inverter)厂商中,阳光电源和SMA率先将逆变器防护等级提升至IP65,相信未来其它企业看到趋势,也会跟进。
逆变器第二个发展方向是功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)更大,目前国内大的组串逆变器是阳光电源推出的1500V电压等级的225kW机型,集中式逆变器单机功率3.125MW,通过多台并联,可实现单个子阵6.25-12.5MW。更大机型可以有效降低逆变器成本,同时减少运维管理负担。
此外,2019年必然是国内1500V系统应用元年,该技术在海外已有非常成熟的解决方案,成为大型电站的主流配置,通过节省初始投资和减少线损,能够有效降低光伏电站初始投资和度电成本太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,但不涉及机械部件目前主要的1500V企业有阳光电源和特变电工等。
上述几点是逆变器(inverter)本身环节的发展方向,但作为整个光伏电站运转的核心,逆变器的更重要发展方向是如何拥有更多的功能:通过关键设备数字化实时在线监测预测设备健康度、可靠度、安全性;集成通讯管理机功能;支持汇流箱、箱变、电表等第三方设备接入和协议转换;提升电网友好性,解决大型地面电站常见的电网谐振、电压、频率异常,分布式电站电压波动、功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)因素下降,户用电站中电压抬升,三相不平衡等问题。同时支撑电网的能力不断增强,未来随着光伏渗透(Osmosis)率不断提升,光伏逆变器还需要考虑具备储能接口,与储能系统深度融合。
将更多的功能模块集成到逆变器中还可进一步降低成本:通过功能优化,逆变器中可集成SV
  G、变压器、跟踪支架的供电和监控,其中SVG一项就能够将每100MW电站成本节省1000万,平均每瓦节省1分钱初始投资OS成本,其它系统集成优化可以节省2分钱,总计可节省3分钱的初始投资OS成本。
小结:可以看出,逆变器发展时至今日,已经越来越“跨界”,从原本的提效降本、增加寿命向增加功能性、调配电站与电网运行、契合的方向迈进。因此国内领先的逆变器企业,早已增设了电站技术研发部门,主要研究方向就是逆变器如何与其它零部件、电站、电网更好地融合,支撑电网。所以未来逆变器的方向远不止于此:新能源(解释:向自然界提供能量转化的物质)高比例应用后,逆变器将从适应电网转到支撑电网,还将结合储能系统解决电力波动问题;通过信息化、互联网+大数据的应用,优化系统运维方式,全方位、多渠道支撑电站精细化运维管理,大限度提升电站发电量,降低运维成本。
综上,我们认为,2019年逆变器强形态是:1500V+3.125MW为主的超大机型+支撑双面组件及跟踪技+搭载数字技术的产品。

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