光伏发电如何才能控制度电成本？

如何提升光伏系统发电量降低LCOE(度电成本)，总的来讲我认为有三个方向需要努力：高效组件、高可靠性组件和智能化组件。简单从三个方面来跟大家分享一下。

高效组件，包括了高效电池的研发和应用，这是技术上最核心的部分。这里汇总了各种太阳电池技术的世界最高电池效率纪录。这些结果，大家已经很清楚了，我就不再一一细讲了，这些纪录，反映了各种电池技术的潜力。

目前PERC电池已经开始进入了产业化的阶段。我们来看一下PERC电池技术的研究历程，从2010年到2014年，包括欧洲和亚洲的一些研究机构和企业研发团队，对PERC电池做了一系列的实验室研究，早在2012年时，多个机构已经实验了大面积PERC电池效率达到20%以上的实验室效率。为实现产业化转移打下了基础。

在2014年，天合光能的国家重点实验室研发的可量产单晶156的PERC电池效率达到21.4%的纪录，2015年SolarWorld宣布其PERC电池效率达到21.7%。这是一个新的纪录。PERC电池的产业化已经在台湾和中国大陆的一线企业得到规模化生产。PERC电池效率的产线水平在平均20.4%左右，电池效率还在持续优化提升中，规模也在快速增加。在今年5，6月份美国NREL公布的最权威的世界最高电池效率图的更新版里面，首次纪录了天合光能在2014年研制的多晶PERC电池效率的世界纪录20.8%，更新了2004年德国FraunhoferISE研制的小面积多晶PERC电池20.4%的纪录。

除了PERC电池外，天合光能也在致力于更高效的太阳电池的技术工艺研发，例如IBC，HJT电池等。提升组件系统的发电功率，可以从电池，组件，系统三个方面的光学性能及电学性能考量。这里我列举了几个方向。例如，在组件端，光学优化的方案有聚光焊带的开发，电学优化有低电阻焊接技术工艺的开发等。系统的温度系数，工作温度等都是影响实际发电量的要素。下面我会举例说明各主要因素对高效发电的影响和解决方案。

低的LCOE主要有三个因素决定：高效率，高发电量，低成本。这里我举一个例子，对于一个10MW的项目来说，效率每提升0.25%，相当于功率提升约5W，可使BOS成本下降约0.8%，大约是2-3分人民币。效率的提升，一个重要的因素是温度系数，电池的开压高，温度系数就低，这里比较了普通电池，PERC电池，IBC电池由于开压的不同对温度系数的影响以及最终对发电量的影响。所以说，高效电池开发，提升电池的开压，对降低温度系数有益，如何有效散热降低系统工作温度也是需要考量的因数。

这里我们做了一个组件的工作温度分布模型的模拟。另外，在低辐照的条件下，我们统计了各种电池的发电量的实际情况，发现IBC电池在200W每平方米的低辐照条件下发电量最高。刚才许博士也介绍了，高质量单晶电池，低辐照表现更好一些。我们可以看到，以常州地区的气候条件为例，我们对普通多晶组件和高效组件，在温度系数，工作温度，低辐照，LID等几个方面做了比较，高效组件的发电量有大约2%的优势。

光伏组件和系统的可靠性问题

光伏组件的可靠性问题，很多是关键材料的问题。例如，EVA黄变和脱层、背板开裂问题、焊带发黄问题等，组件长期使用后的材料老化问题。关于组件功率的常年衰减问题，美国NREL有一个统计，大约每年衰减0.7%，这已经是共识。天合光能对自身的组件也做了功率衰减的检测，从2008年来时的组件数据看，在0.7%的衰减率之内。功率衰减的内部原因，短期衰减主要跟电池相关，主要是PID，LID衰减。而长期衰减主要来自于封装材料，造成黑斑，黑线，背板开裂等可靠性问题。材料的老化以及引起EVA脱层以后，背板开裂等引起的水透会发生。短期和长期失效的模式是不一样的。比如说，PID衰减可以在30%以上，有的甚至高达70%的衰减。常见的组件失效模式，我们做了一个归类和发生率。热斑，湿冻，湿热是造成组件失效的主要原因。这个在TUV中国认证组件有数据分析，在美国NREL也有分析数据。热斑问题，这里做了一个失效机理的流程图，遮挡引起的电池局部高温，反向偏压和漏电流造成的旁路二极管升温，是两个关键失效模式，最后可能把组件烧毁。

在组件系统可靠性研究方面，国际上已经有美国NREL，日本AIST，德国Fraunhofer等机构在积极开展，中国也正在积极参与这方面的研究。例如，PID机理的研究，已经作为国家863项目立项，由英利和天合共同承担研究。对于耐湿热的高可靠性组件产品，我们提出了双玻组件的解决方案。因为无机材料玻璃的耐候性远优于高分子背板;玻璃不透水，高温高湿下更好地保护电池片;组件不接地，对抗PID性能更加优异等优点。而耐热冲击的组件，我们认为采用导电膜材料，能改善性能。以前由于导电膜成本高没法推广。刚才我们上午听专家报告了，导电膜的国产化已经有前景。如果能够普遍的采用，将对组件的耐热冲击可靠性是有益的。

智能化组件

第三个方面，我想简要谈一下智能化组件，我们关注到，组件失配的短板效应，其实只发生在失配很严重的情况下，这个图说明了只有在填充因子FF越大，其失效的短板效应月明显。智能组件，需要一步一步优化，主要有组串或集中式优化，组件级功率优化，子串级功率优化几个阶段的产品，由于成本因素，需要分别开发和应用推广。这里做了一个在50%辐照遮挡的情况下，有优化器和普通不带优化器的组件功率的IV曲线，其最大输出功率的区别是很大的。最大可以达到20%的差别。

还有一个易安装组件结构设计，是一个降低度电成本的方案之一。我们可以看到这个是我们传统的组件，大家可以看到会面临很多问题。那么如果我们把安装支架跟组件一体化，那就很方便，可以快速安装，降低安装成本，对屋顶的载荷也可以降低。并不破坏屋顶防水。这是易安装组件的设计，也是天合的产品之一。

有专家研究了组件的最佳倾角问题。值得重视和需要系统计算的。分布式系统的组件安装的最佳倾角设计，需要考虑屋顶成本，例如单位面积租金，面积，等参数。这里给出一个模拟和公式，可以对具体的情况计算出最佳的倾角设计，甚至允许有一点遮挡，找到最大发电量，找到最低度电成本的设计。