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光伏系統(tǒng) 2008-06-24 14:38:40 閱讀166 評論0 字號：大中小天津光伏技術試驗場地      于培諾2008-5-12對已經(jīng)進入了晶體硅或非晶硅光伏電池和組件市場的公司，為了維持和增大自己的市場份額，第一要進一步了解這種產(chǎn)品的性能和發(fā)展趨勢，以便判斷自己主觀上駕馭它向前發(fā)展的能力，例如你能否把現(xiàn)有的低功率效率組件開發(fā)成高比發(fā)電能量的產(chǎn)品；第二要考慮客觀形勢，即類似這種光伏電池和組件產(chǎn)品已有的市場份額。只有對自己產(chǎn)品有深刻的理解才能創(chuàng)新，在這里提出組件的（天津）能量效率概念可引伸出逆變器的（天津）能量效率和光伏玻璃的（天津）能量透過率概念。前言：在2008年市場調查中，有1110個品種組件，其中469種是單晶硅，537種是多晶硅，而薄膜電池組件只有86種；其中共有四種薄膜電池：2007年調查CIGS 效率最高，今年CdTe效率最高，而a-Si效率最低，但比較最成熟和成本最低的是a-Si ，它除了有長期應用的歷史和低成本的潛力外，它還可能向微晶硅甚至多晶硅轉化。玻璃襯底晶硅薄膜電池CSG是最近出現(xiàn)的產(chǎn)品。薄膜電池另一個發(fā)展的分支是,襯底材料正向柔性聚合物方面擴展。歐洲似乎更喜歡能充分利用空間的多晶硅組件，而從能量和經(jīng)濟觀點考慮，薄膜電池組件更有發(fā)展?jié)摿Γ貏e是在發(fā)展中國家和熱帶地區(qū)，在天津試驗場地初步試驗結果表明，非晶硅組件的比發(fā)電能量，對晶硅組件而言，隨氣候變暖而增加。薄膜電池的新性能——比發(fā)電能量kWh/kWp*早在2000年荷蘭的ECN就提出了評估光伏組件新性能——比發(fā)電能量的概念，他們在荷蘭共測試了（在荷蘭市場上買的）九塊不同的組件：晶體硅組件——BP Solar，Kyocera , Siemens Solar , ASE 和Shell Solar ; 非晶硅組件——BPSolar , United Solar 和 Free Energy Europe ; CIS組件——Siemens Solar 。 公     司 電池種類 組件效率 比發(fā)電能量kWh / kWp BP Solar Mc 13.5% 977 Siemens Mc 9.4% 930 Kyocera Pc 12.3% 964 ASE Pc 12.9% 966 Shell Pc 10.3% 961 Uni—Solar a-Si 6.1% 1164 FreeEnergy a-Si 4.1% 1084 BP Solar a-Si 5.3% 1001 Siemens CIGS 12.9% 963表中示出，單晶硅（mc）、多晶硅（pc）非晶硅（a-Si）和銅銦鍺錫（CIGS）電池組件，它們的年直流發(fā)電量與組件功率之比，即比發(fā)電能量kWh/kWp市場中的薄膜太陽電池組件的一般性能 組件公司 電池材料組件尺寸cm 功率W /VⅹA 效率和FF% 容 差% NOCTºC 功率溫度系數(shù) 質量保證, 安全性 WürthSolar（德國） CIS121ⅹ61 80120ⅹ0.67 11.0%；0.69 ±10 47 -0.36%  Sulfurcell(德國） CIS126ⅹ66 6041.5ⅹ1.5 7.3 %; 0.67 ±5  -0.30%  Axitec（德國） CIS126ⅹ66 6041.5ⅹ1.45 7.2 %; 0.67 ±5  -0.30%-  Antec（德國） CdTe120ⅹ60 5056ⅹ0.89 6.9 %; 0.53 ±10 45 -0.18%-0.18% II 級 First Solar（美國） CdTe120ⅹ60 8071.3ⅹ1.12 11.1%；0.69 ±5 45 -0.25% II 級，IEC61646 Kaneka（日本） a-Si（1J）99ⅹ96 6067.0ⅹ0.90 6.3 % ; 0.55 +10 ,-5%   II級，IEC61646 Kaneka（日本） a-Si（1J）198ⅹ96 12067.0ⅹ1.80 6.3%；0.55 +10 ,-5%   IEC61646 Bangkok Solar(泰國) a-Si（2 J）125ⅹ64 4044.8ⅹ0.90 5.1%；0.56 ±10 % 44 -0.20% II 級，IEC61646 EPV（美國） a-Si（2J）125ⅹ64 4245.0ⅹ0.93 5.5 % ; 0.59 ±5 % 42 -0.19% UL1703,IEC61646, IEC61730,II級, Schott(德國) a-Si（2J）131ⅹ111 8617.2ⅹ5.0 5.9%;0.62 ±5  -0.20%  Sharp（日本） a-Si / µ-Si113ⅹ93 9049.3ⅹ1.83 8.5% ;0.65 ±10%  -0.24% IEC61646, IEC61730 Sinonar（臺灣） a-Si（1J）121ⅹ102 6068.0ⅹ0.88 4.9%; 0.58 ±10%    Uni-Solar（美國） a-Si (3J)501ⅹ39 12430.0ⅹ4.1 6.3%;0.58 ±5% 46 -0.21% IEC61646 CSG Solar（德國） CSG125ⅹ110 10563.0ⅹ1.6 7.6 %; 0.70 ± 5 41 -0.69 % II 級，IEC61646IEC61730由上表看出，效率最高的是CIS電池，但沒有一家公司通過質量保證和安全試驗；CdTe電池效率也很高而且First Solar公司還通過了質量保證和安全試驗；最成熟的是EPV的非晶硅電池通過了所有的質量保證和安全試驗。電池面積（玻璃襯底）最大的是Schott，Uni-Solar是柔性薄不銹鋼帶作襯底，面積可任意大。Sharp公司的雙結（2J）非晶硅/微晶硅已商業(yè)化生產(chǎn)，三結（3J）的正在試驗。注解：CIS---銅銦硒薄膜電池；CdTe-----碲化鎘薄膜電池；a-Si----非晶硅薄膜電池；a-Si /µ-Si----非晶硅/微晶硅薄膜電池（1J），（2J）和（3J）------1個結，2個結和3個結的非晶硅薄膜電池；CSG-----玻璃襯底的晶體硅薄膜電池；組件池寸（面積）------如，125ⅹ110 cm;功率W/VⅹA-----如組件峰值功率為105W=63.0Vⅹ1.6A；效率和FF% -------效率=組件峰值功率/ 組件池面積，FF= 組件峰值功率W/ 組件開路電壓Vⅹ短路電流A；容 差 % -------組件標稱功率和實際功率的偏差；NOCT ºC --------組件在晴天陽光下電池板的溫度 ºC ；功率溫度系數(shù)%-------組件溫度每升高一度，它的峰值功率下降幅度與原功率之比;質量保證和安全———通過IEC質量考核試驗并通過安全等級試驗；市場中的高效光伏組件在世界范圍內調查組性能比較高（效率大于15%）的產(chǎn)品和其公司： 組件公司 材料 功率W 效率和FF 容 差% NOCTºC 功率溫度系數(shù) 質量保證, 安全性 Anji Dasol 單晶 100 15.8 %；0.72 ±5    BP Solar（西班牙） LGBC 190 15.1 %；0.77 +2.5; -0 47 -0.5 % UL1703，IEC61215 Global Service(意大利) 單晶 220 15.3%; 0.75 ±3 45 -0.44% UL1703，IEC61215 GSS（德國） 單晶 250 15.7 %; 0.76 ±5  -0.51% UL1703，IEC61215 Pevafersa 多晶 250 15.2 %; 0.74 +3；-2 47 -0.43% UL1703，IEC61215 Sanyo（日本） HIT 210 16.7 %; 0.74 +10;-5  -0.30%  SunPower(美國) 單晶 315 19.3 % ; 0.79 ±5 45 -0.38% UL1703，IEC61215市場中的晶體硅組件年比發(fā)電能量kWh/kWp 公    司 型      號 功    率Wp 效   率% 年比發(fā)電能量kWh/ kWp Photowatt（法） PW 1650 165 12.3-13.1 1,022 SolarWorld（德） SW210 Poly 210 12.5 1,013 Shell Solar（荷） SQ 150-C   994 BP Solar（英） BP 7185 185 14.7 984 Sanyo（日） HIP-J54BE2   981 Solar-Fabrik（德） SF 145A 145  958 Isofoton（西） 1-110/24   953 Kyocera（日） KC170GT-2 170 13.7 953 Sunways（德） MHH Plus 190   952 Sharp（日） NT-RSE3E 175 13.5 921注解：組件年比發(fā)電能量是組件年發(fā)電能量kWh與組件功率（折合1kW)之比，是在2007年德國測試的，試驗所用的組件型號，在2007和2008年市場調查中沒有的，功率和效率數(shù)據(jù)就空白；天津光伏技術試驗場地 測出的1． 2007年45W/40W非晶硅組件和106W多晶硅組件的比發(fā)電能量 2007年月  份 多晶硅組件（106W）發(fā)電能量 Wh 非晶硅組件（45/40 W）發(fā)電能量 Wh 多晶硅組件（106W）比發(fā)電能量 Wh/Wp 非晶硅組件（45 /40W）比發(fā)電能量 Wh/Wp 非晶硅組件比晶硅組件每瓦多發(fā)電量    % /Wp 7 8523.3 3831.01 80.4 85.1/ 95.8 5.8 / 19.2 8 10934.8 5195.18 103.2 115.5/ 129.9 12 / 25.9 9 10342 4529.71 97.6 100.7/ 113.2 3.2 / 16 10 8685.03 3633.95 81.9 80.8/ 90.9 -1.3 / 11 總  計 38485.13 17189.85 363.1 382/ 429.8 5.2 / 18.4在天津光伏技術試驗場地**測出的晶體硅和非晶硅比發(fā)電能量數(shù)據(jù)是四個月的累積量，為和德國的數(shù)據(jù)比較起見，都折合到一年的發(fā)電能量：非晶硅---（17189.85/4）ⅹ12= 51569.55 Wh， 年比發(fā)電能量：1146—1289 kWh/kWp;多晶硅---（38485.13/4）ⅹ12= 115455.39 Wh， 年比發(fā)電能量：1089.2  kWh/kWp;注意，不同地域測出的發(fā)電能量不同。2．非晶硅組件（40W）的天津能量效率天津能量效率定義為:在天津一定取向和傾角的組件每天發(fā)出電能量kWh與投射到組件表面上的太陽輻射量kWh之比；下圖為2007年7月初到10月底標稱40W非晶組件輸出能量與投射到該組件表面上的太陽輻射量的關系，直線的斜率即該組件的天津能量效率3． 非晶硅組件（80W）與多晶硅組件（106W）日發(fā)電能量kWh之比 % 隨日期(2007-12-5到2008-5-14)的變化*）：組件比發(fā)電能量kWh / kWp——如果 組件1和組件2，  比發(fā)電能量1>比發(fā)電能量2；   即 kWh1/Wp1>kWh2/Wp2則，發(fā)電能量1/ 發(fā)電能量2 >額定功率1/ 額定功率2； 即 kWh1/kWh2>Wp1/Wp2組件1的標稱功率和組件2的標稱功率之比；即 Pm1 / Pm2=(40W+40W)/106W= 0.75結束語：光伏電池（組件）發(fā)展空間1．  晶體硅—區(qū)分硅片質量和制結工藝，制結和接觸工藝，背場和背反射效果。封裝材料和技術問題的邊界以及新概念組件，結果要求FF>0.75 ，kWh / kWp >1000 ;2．  非晶硅—區(qū)分不同類型導電玻璃和沉積工藝，激光刻劃和背鋁接觸問題的邊界，各分割后單電池I-V差別的消除方法，背反射的效應以及光和熱老化效果，結果要求FF>0.65 ，kWh / kWp >1100 ;