美国权威第三方实证电站全面验证隆基 PERC 双面组件发电能力-solarbe文库

资源描述：

Version 20191219 1 / 7 美国权威第三方实证电站全面验证隆基 PERC 双面组件发电能力在光资源丰富、地势平坦的美洲地区，双面组件具有极佳的应用前景。 2018 年，隆基双面组件在美国 3 个实证电站应用，经 BV（ Black Veatch）及 RETC（ Renewable Energy Test Center）实测， PERC 双面组件在该地区有着优异的发电表现。近日隆基收到了实证电站的最终分析报告，本文将根据数据展示隆基 PERC 双面组件的发电情况。 3 个实证电站分别位于美国加利福尼亚州弗里蒙特（ Fremont）的 RETC 总部屋顶、利弗摩尔（ Livermore）的 Soltec 公司双面支架评估中心，内华达州帕伦普（ Pahrump）的 RETC 实证电站，具体信息如下图 1. 实证电站分布情况表格 1. 项目汇总信息项目地组件数量安装形式地表反射率离地高度数据收集测试周期发电增益弗里蒙特 5 块单面 , 5 块双面固定支架 30° 黑布 8.2 0.444m 组件接功率优化器后接入逆变器，分别统计每块组件的发电数据，取平均值 2/23/2019 4/25/2019 4.4 白布 60.7 4/28/2019 5/7/2019 15.7 浅沥青 24.0 5/8/2019 6/1/2019 10.6 利弗莫尔 6 块单面 , 6 块双面平单轴跟踪 -6060 砾石 21.4 2.35m 支架水平时 9/20/2018 10/21/2018 8.3 帕伦普 8 块单面 , 8 块双面固定支架 30° 砾石 21.1 1m 组件串联后接入逆变器和功率表，统计系统的发电数据。 8/1/2018 10/19/2018 8.8 浅色砾石 37.9 10/23/2018 7/31/2019 10.9 弗里蒙特 RETC 总部利弗莫尔 Soltec 双面支架评估中心帕伦普 RETC 户外实证电站 Version 20191219 2 / 7 表格 2. 组件电性能参数和尺寸生产厂家隆基组件型号 LR6-72BP-355MPERC 双面 LR6-72PH-365MPERC 单面 Pmpp NomW 355 365 Vmpp NomV 48.1 48.4 Impp NomA 9.61 9.71 Voc NomV 39.2 40.0 Isc NomA 9.01 9.13 组件尺寸 mm 1977*996 1656*991 电池类型 PERC 双面 PERC 单面组件双面率 75 / 接下来具体介绍 3 个项目的布置方案与实证结果 1）弗里蒙特项目该实证电站位于加州弗里蒙特的 RETC 总部屋顶上 N37.5, W122.0，其阵列排布如下图 2 所示，其中在第 1 排和第 4 排额外安装了组件 Dummy，确保被测单面和双面组件处于相同的阴影环境。每块组件都连接着 SolarEdge 的 P505 优化器并连接到 SE6000H 逆变器，单独计量每块组件的发电量发电量对比采用平均值。图 2. 弗里蒙特实证电站阵列排布图与现场照片弗里蒙特项目的运行时间是 2019 年 2 月 23 日 6 月 1 日，由于安装在 RETC 总部屋顶， RETC 可以方便的变更地表材质以评估地表反射率对双面组件发电增益的影响，在这段时间内地表及对应的反射率分别为黑布 8.2、浅沥青 24.0、白布 60.7，在对应时段内的发电增益分别为 4.4、 10.6、 15.7如图 3图 5 所示，发电增益曲线的波动的根本原因是散射光比例，体现在散射光比例高的阴天日发电量较低，而双面组件发电增益较高，在地表反射率较低的黑布环境该现象非常明显。需要指出的是该项目采用了平屋顶常见的低矮支架，组件离地高度仅 0.444m，如采用 1m 以上的安装高度，双面组件发电增益还将显著提高。浅沥青是这个屋顶地表本身的材质，该地表下 10.6 黑布浅沥青白布 Version 20191219 3 / 7 的发电增益已经体现出双面组件非常可观的应用价值。图 3. 弗里蒙特实证电站黑布地表下 PERC 双面组件的发电量与增益图 4. 弗里蒙特实证电站白布地表下 PERC 双面组件的发电量与增益图 5. 弗里蒙特实证电站浅沥青地表下 PERC 双面组件的发电量与增益图 6 是典型晴天不同时段 PERC 单、双面组件的功率输出与双面组件发电增益情况浅沥青地表，可见 10 点 14 点双面组件的发电增益很平稳 67，早上和下午随散射光比例提高，发电增益曲线两端翘起，最高可达 50以上。 4.4 0 2 4 6 8 10 12 14 0 1 2 3 4 5 6 7 双面增益日均单瓦发电量 kWh /kWp PERC双面 PERC单面双面增益 15.7 0 5 10 15 20 25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2019-4-27 2019-4-28 2019-4-29 2019-4-30 2019-5-1 2019-5-2 2019-5-3 2019-5-4 2019-5-5 2019-5-6 2019-5-7 平均值双面增益日均单瓦发电量 kWh /kWp PERC双面 PERC单面双面增益 10.6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 1 2 3 4 5 6 7 双面增益日均单瓦发电量 kWh /kWp PERC双面 PERC单面双面增益 Version 20191219 4 / 7 全天平均发电增益为 10.2，正午输出功率最高时的发电增益仅略高于 6，这对于逆变器的匹配是很有利的。图 6. 典型晴天的不同时段 PERC 双面组件的发电增益固定支架 2）利弗莫尔项目该实证电站位于加州利弗莫尔的 Soltec 双面支架评估中心 N37.7, W121.7，组件排布与支架设计如图 7 所示 12 块组件安装在 Soltec SF7 平单轴跟踪支架上，该支架是 2-Portrait 2P形式，跟踪倾角为 -6060； PERC 单面与双面组件在支架上交替排布，支架水平时组件离地高度达 2.35m；与弗里蒙特项目同样，每块组件连接直流功率优化器并计量发电量；地表铺满了砾石，实测的反射率 21.4。图 7. 利弗莫尔实证电站支架设计与组件排布图利弗莫尔项目数据统计周期为 2018 年 9 月 20 日 10 月 21 日，图 8 展示了每块组件的日发电量情况，可见单、双面组件的发电量均有很好的一致性，双面组件发电增益采用每种组件的发电量平均值计算。 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 50 100 150 200 250 300 350 400 70 5 72 5 74 5 80 5 82 5 84 5 90 5 92 5 94 5 10 05 10 25 10 45 11 05 11 25 11 45 12 05 12 25 12 45 13 05 13 25 13 45 14 05 14 25 14 45 15 05 15 25 15 45 16 05 16 25 16 45 17 05 17 25 17 45 18 05 18 25 18 45 双面增益功率 W PERC双面 PERC单面双面增益日平均增益 10.2 Version 20191219 5 / 7 图 8. 利弗莫尔实证电站不同组件的发电量一致性情况图 9 是测试周期内 PERC 单、双面组件的发电对比，双面组件 9 月 20 日 10 月 21 日的发电增益达 8.3，考虑到平单轴跟踪支架抬高了单面组件的发电量基数，这样的增益值在 21.4的地表反射条件下是很可观的。对于高反射率的沙漠地表，双面组件在跟踪支架上的发电增益应为 10以上，隆基供货的不少大型项目就是在沙漠中双面组件与跟踪支架搭配应用。图 9. 利弗莫尔实证电站砾石地表 PERC 双面组件的发电量和增益图 10 是典型晴天不同时段 PERC 单、双面组件功率输出与双面组件发电增益情况。与固定支架上的发电增益曲线不同，平单轴支架上日间的发电增益向上翘起（可能是由于正午阵列自身的阴影面积最小），这使得组件日间（ 9001630）的功率输出更加平稳，这种发电特性对于电网更友好。图 10. 典型晴天的不同时段 PERC 双面组件的发电增益平单轴跟踪支架， 10 月 7 日 8.3 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 双面增益日均单瓦发电量 kWh /kWp ） PERC双面 PERC单面双面增益 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 50 100 150 200 250 300 350 738 838 938 1038 1139 1240 1340 1440 1540 1640 1740 双面增益功率 W PERC双面 PERC单面双面增益 Plane-of-Array Irradiance 日平均增益 7.16 Version 20191219 6 / 7 3）帕伦普项目该项目位于帕伦普的 RETC 户外实证电站 N36.2, W116.0，组件排布和支架情况如图 11 所示 PERC 单面与双面组件各 8 块在固定支架上交替排列，组件离地高度是较为理想的 1m， 8 块组件串联后接入逆变器，由电能表计量组串的直流电流，电压和功率。项目于 2018 年 8 月 3 日运行，地表起初为反射率 21.1的砾石， 10 月 2022 日更换为反射率 37.9的浅色砾石，发电数据统计截至 2019 年 7 月 31 日。图 11. 帕伦普实证电站阵列排布图与现场照片图 12. 帕伦普实证 PERC 双面组件的发电量和增益周单瓦发电量系统效率 Plane-of-Array Irradiance Bifacial Gain 平均 8.8 平均 10.9 10.2022 更换浅色砾石地表 Version 20191219 7 / 7 帕伦普项目各周发电情况如图 12 所示，砾石反射率 21.1地表时双面组件平均发电增益为 8.8，浅色砾石地表时发电增益反射率 37.9则为 10.6。浅色砾石地表上的发电数据统计周期长达 10 个月以上，可以明显看出双面组件发电增益的季节性变化冬季最低、夏季最高 814，原因在于夏季早晨和傍晚此时散射光比较较高的持续时间较长以及太阳高度角的周期性变化影响阵列自身阴影的面积。此外，图中还给出了全年不同时段组串的系统效率，单、双面组件冬季的直流效率均明显高于夏季，主要原因是加州全年温差很大，夏季的环境温度与组件温度比冬季高 30左右。图 12 统计了不同气象条件下组件背面辐照与正面辐照的比值，可看出晴天该比值最小 11，多云天气居中，阴天背面辐照与正面辐照的比值达 15以上，原因也是阴天高比例的散射光可被组件背面直接接收，而背面辐照越高，双面组件的发电增益也将越高。图 13. 不同天气组件背面辐照度与正面辐照度的比值统计总结以上经第三方机构实测的 3 个实证电站通过合理的设计，充分验证了不同场景下 PERC 双面组件相对单面组件的发电优势，测试结果可以为大型地面电站采用固定或平单轴跟踪支架、屋顶电站乃至水面电站反射率不足 10应用双面组件提供有效参考。背面辐照与正面辐照的比值晴天砾石多云浅色砾石晴天浅色砾石阴天浅色砾石