【CITPV】SWAN双面技术路线及发电量模拟和实证分析-晶科

pSwan双面技术路线 及发电模拟和实证分析 目录 晶科简介01 03 02 04发电评估方法 Swan双面技术路线 双面实证分析 晶科简介 出货量 1 全球市 占 率 12.8 可融资性 1 组件累计 出货量 40GW 电池效率世界 记录 24.58 数据截止至 2018年 12月 31日 技术路线图 -电池效率 2012 nbsp; nbsp; 2013 nbsp; nbsp; nbsp;2014 nbsp; nbsp; 2015 nbsp; nbsp; 2016 nbsp; nbsp; nbsp; 2017 nbsp; nbsp; nbsp;2018 nbsp; nbsp; 2019 nbsp; nbsp; nbsp; 2020 2021 22.3 23.5 21.9 21.721.2 19.819.5 19.3 19.0 2012 nbsp; nbsp; nbsp; 2013 nbsp; nbsp; 2014 nbsp; nbsp; nbsp;2015 nbsp; nbsp; nbsp; 2016 nbsp; nbsp; nbsp; 2017 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;2018 nbsp; nbsp; 2019 nbsp; nbsp; nbsp; 2020 nbsp; nbsp; nbsp; 电池 量产 效率年均增长 0.5； 从多晶到单晶，从全片到半片，从 156.75mm尺寸到 158.75mm尺寸，晶科能源始终引 领行业技术变革。 2012 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;2013 nbsp; nbsp; nbsp;2014 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;2015 nbsp; nbsp; nbsp; 2016 nbsp; nbsp; nbsp; 2017 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;2018 nbsp; nbsp; nbsp;2019 nbsp; nbsp; nbsp; 2020 nbsp; nbsp; nbsp;410W 420W 400W 385W360W 330W320W 310W 300W 技术路线图 -组件输出 功率 72版型组件 量产输出功率年均提升 10W 双面组件技术路线 常规电池单面发电 双面电池双面发电 正面 背面 156mm 158mm 常规电池单面发电 双面电池双面发电 158.75mm大尺寸双面电池 半片设计 I/2 I/2 P39;loss1/4 Ploss I Ploss I2Rinternal 大尺寸直角电池实现高功率和高转换效率 半 片设计有效降低双面组件电流，提升功 率输出和安全性能 双面组件技术路线 透明背板 玻璃 POE POE 玻璃 玻璃 双玻封装方式 玻璃 /透明 背板封装方式  透光性 91  阻 水性良好  2.5mm 双玻 31.8kg 带框  2.0mm 双玻 26kg 带框  无框 /带框  适用于高温高湿地区  透光性 90  呼吸性  23kg 带框  带框设计  轻质化 ,易于搬运  适用于高人工地区 双面组件技术路线 半片组件最大功率为原来的 55.8 全 片组件最大功率为原来的 29.9 遮挡 50的情况 半片组件保持 50的功率输出 全片组件功率输出为 0 双面组件采用半片设计减少阴影遮挡对组 件发电性能的影响 双面组件技术路线 75 80 85 90 95 100 25 35 45 55 65 75 功率百分比 工作温度 ℃ Jinko Half-cell Full-cell 最高温度系数差异 2.5 发电功率提升 0.5 晶科半片组件 全 片组件 双面组件采用半片设计高温环境更高功率输出 双面组件技术路线 0 2 4 6 8 10 12 448 712 936 1200 1424 1648 1912 Im A 双面组件 单 面组件 12hr 13hr Irradiance Relative efficiency Monofacial Swan 800 100.29 100.10 600 99.74 100.18 400 98.51 99.21 200 95.66 96.55 双面组件较单面组件相比具备更优的弱光性能，因而在 早晨、傍晚或多云 天气 ， 较 单面组件具有 更高的实际 功率 。 备注 Relative efficiency PmppIrradiance / Irradiance/1000*Pmpp1000Wm2 双面组件技术路线  安装方式  有框  无框 1 无框安装 a 固定支架 b 跟踪支架夹具 2 夹具 /安装孔 /用于框架设计的跟踪孔 3 边框有两种设计，除了常规设计，新型 无 C边框可以用夹块 安装，提高双面组件的双面率；目前已完成开发，可实现量产 供货。 双面组件技术路线 透明背板双面优势  重量降低 25（与带框双面双玻对比），降低安装组件的人工成本 15  对于日本、欧洲等高人工地区，透明背板双面能够有效降低 LCOE，同 IRR下，透明背 板双面溢价最高可达 1 US cent. 1. 轻质 化设计，有效提升安装便捷性 2. 透明背板抗脏污性能优异，有效降低运维成本 3. 全自动化生产成可能，提升生产效率  透明背板双面生产产线与单面产线兼容，双玻组件需在 层叠 工序增加背面玻璃铺设 机  透明 背板双面层压时间与常规组件接近，双玻长 1.5min/腔  双 玻组件生产在层压前需人工铺设铝框，不带框双玻垫块需 人工放置。透明背板可实现全自动化生产 客户关注点 组件可靠性 双面 实证 双面发电增益值评估 组件可靠性  UV模拟 UV量 总辐照量 *6  30年组件正面 UV总量 3423.6KWh/m2  30年背板背面 UV总量 342KWh/m2 除雪地外，多数地面的 UV 反射率在 10内  DH模拟（ Hallberg-Peck模型） 1 30*day AF测试当量 eRR t1u1*a 3 *t1    TTKE u AF 加速因子）  加速因子  测试剂量 海南●海口 Rumax87.7RH Tumax39.7℃  高湿热的海南海口， 30年组件承受 DH2877  TC加速模型（阿伦尼乌斯公式推导） e 27312731*b2 te* t△ T e△ T1 axax     TTAF MM（加速因子） 130*dayCyc AF（循环次数）  加速因子  测试剂量 西藏●拉萨 新疆●伊犁 Temax59.95℃  高温差的新疆伊犁， 30年组件承受 TC545 封装材料 背板  高抗 PID  高耐湿热  影响寿命的关键材料  高耐 UV  高耐湿热  高耐磨损 POE 双面含氟透明背板  晶科 Swan组件， 采用 POE双面含氟透明背板，保证产品可靠耐久  无 酸性基团，分子链更 稳定  更 优的阻水性 组件可靠性  晶科 Swan组件， 采用 POE双面含氟透明背板，保证产品可靠耐久 玻璃 高透 EVA 电池 紫外截止 EVA 氟涂层 PET 透明 Tedlar 342kWhR10 地面  组件内部 UV剂量分布 （按西藏●拉萨 30年 UV辐照算） 3423KWh 1500KWh 15KWh PET层 1.75kWh 外层采用抗紫外的透明 PVF薄膜 紫 外透过率 0.5 内层采用含氟涂层（厚度大于 10μm）或透明 PVF膜 紫外透过率 1 中间层 PET， 30年接受 UV辐照量 20kWh PET与胶黏剂均经过抗紫外改性 双面含氟结构有效保护中间层 PET， 确保透明背板 30年优异的耐久性 组件可靠性  晶科 Swan组件， 采用 POE双面含氟透明背板，保证产品可靠耐久 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 28 0 31 0 34 0 37 0 40 0 43 0 46 0 49 0 52 0 55 0 58 0 61 0 64 0 67 0 70 0 73 0 76 0 79 0 82 0 85 0 88 0 91 0 94 0 97 0 10 00 10 30 10 60 10 90 TPC透明背板 2.5mm玻璃 透光率 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 280 290 300 310 320 330 340 350 360 UV波段透过率  透明背板， 平均透光率 89-90，较玻璃（ 91-92）略低；紫外波段透光率 0.05内，显著 低于玻璃 50，对背面封装材料 /背面电池保护作用更优 组件可靠性 晶科内部数据  晶科 Swan组件， 采用 POE双面含氟透明背板，保证产品可靠耐久 透明背板， 基于高耐水解透明 PET， DH3000/TC600/PCT60/UV360kWh等严苛老化后，拉伸强度保持在 100MPa以上，断裂延伸率保持在 60以上，力学性能保持良好 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 拉伸强度 -TD/MPa 拉伸强度 -MD/MPa 0 20 40 60 80 100 120 140 断裂延伸率 -TD 断裂延伸率 -MD 组件可靠性 晶科内部数据  晶科 Swan组件， 采用 POE双面含氟透明背板，保证产品可靠耐久 透明背板 ， DH3000/TC600/PCT60/UV360kWh等严苛老化后 ，透光率保持在 87以上，与封装材料的粘接 性良好 透光率 T 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 0 20 40 60 80 100 120 140 160 与 EVA剥离强度 -N/cm 与 POE剥离强度 -N/cm 组件可靠性 晶科内部数据  晶科 Swan组件， 采用 POE双面含氟透明背板，保证产品可靠耐久 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 正面 背面 DH3000/TC600/PID192h等严苛老化后，正 /背面 Pmax衰减 4内，可靠性优异 组件可靠性 晶科内部数据 客户关注点 组件可靠性 双面实证 双面发电增益值评估 双面发电增益评估 发电增益 双面因子 组件性能 背面辐照量 反射率 行距 安装高度 背面阴影遮挡 地面特性 电站设计 支架设计 背面发电量 正面 发电量 双面组件多发电量 单面组件发电量 发电增益 容配比 逆变器选型 双面发电增益评估 Sources Helmholtz Alfred-Wegener Institut and the National Renewable Energy Laboratory NREL 地面反射率  地面的本征特制  受沾污、变质、老化等影响 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 发电增益 反射率 Pvsyst模拟发电增益与反射率关系 发电增益与反射率几乎成正比 模拟结果可能与实际情况有差异地面反射率随 波长变化 、 随季节变化等 ， Pvsyst难以体现 模拟假设固定安装，高度 1.2m， GCR 0.4，海宁 实测发电增益 地址 晶科工厂 ， 浙江海宁， 30.3N/ 120.4E 固定倾斜角 30 支架高度离地 1.2m 装机容量 1.5kW/每排 发电 增益同样条件下与单面组件相比较 *注沙地比水泥地的 PR要高，沙地反射的黄光更有 利于发电增益 透明背板双面组件和双面双玻的双面因子几乎相同 80-85 22-35 30-33 10-20 2-5反射率 White Paint Sand Cement Grass Water 实测发电增益 白漆 沙地 水泥 草地 水面 21 RMB/m2 0 RMB/m2 15 RMB/m2 0 RMB/m2 0 RMB/m2地面 capex 白 漆地面需增加初期土地整治成本，沙地、草地等地面类型 适合地面电站 17-20 9-11 7-9 6-7 3-5 安装高度 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 发电增益 安装高度（ m）  固定支架 组件最低点距地面 1.2m以上  跟踪支架 跟踪支架转轴距地面高度 1.5m 安 装高度建议 模拟发电增益与安装高度的关系 假设高度每增加 0.3m，支架增加铝合金型材 0.02kg/pc,约增加 3支架成本 。 基于陕西渭南项目核算 安装高度 1m 1.2m 1.5m 2.0m 支架成本 基准 2 7 14 LCOE（ US CENT/kWh） 基准 -0.008 -0.007 -0.001 IRR 基准 0.05 0.04 0.01需根据项目信息核算 行距设计 7.85 9.04 9.83 10.30 10.24 -1.00 1.00 3.00 5.00 7.00 9.00 11.00 750 800 850 900 950 1000 54 43 35 30 26 GCR 双面增益发电量kWh/kWp/年 双面 单面 双面增益 模拟发电量与 GCR关系 跟踪支架， 项目 地点海宁 ， 跟踪角度 /-60， Albedo0.3 GCR 组件面积 土地面积 Pitch Height GCR 行距 GCR降低，组件行间距增加，将使双面组件背 面接收到更多的反射光，从而产生更多电量。 边框、横梁遮挡影响 1 purline 2 Temperature at the test point 2 varying on time Frame 边框遮挡位置的温度与未遮挡位置温度相差很小 边框遮挡导致热斑可能性很低 测试地点晶科海宁实验电站，白漆地面，晴天 边框、横梁遮挡影响 15mm宽度黑色背板 20.20 20.79 5 10 15 20 25 shading no shading 发电增益 遮挡 未遮挡 黑色背板距离组件背面距离 50mm，白漆地面条件测试。 横梁需距离背面 50mm以上 容配比 一般来说 ，逆变器 在全年的大部分时候处于低效率运行阶段，不会发生超配损失（ clipping loss） 。  双面 组件背面增益提升 DC端的输出 ，能够 使逆变器在全年更多时间内在更高效率下运行 。  在 DC/AC比较高的系统中，双面组件的超配损失将高于单面系统。但无论如何超配损失都将低于双 面组件所带来的发电增益，因而在实际电站设计中，可通过整体电站的 LCOE评估容配比的设置。 客户关注点 组件可靠性 双面实证 双面发电增益值评估/p