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摘要：本文根据山地光伏项目设计经验，对山地光伏组件选型进行了深入研究，针对晶体硅电池和薄膜电池、单晶硅电池和多晶硅电池以及组件功率选择进行对比分析，从组件投资、安装运输、产能以及采购订货时的可选择余地等角度，选出目前山地光伏的最佳组件型号，以供同仁参考。
关键词：组件；选型；发电量；经济效益
1 前言
随着能源供应紧张、环境污染和气候变化等问题的日趋严重，光伏发电作为一种清洁的可再生能源得到快速发展。尤其利用荒山建设光伏电站，又不增加环境压力，还可为当地增加新的景观，具有明显的社会效益和环境效益。光伏组件作为发电系统的核心部件，组件的选型对于整个光伏电站发电量影响较大，选取优质高效组件，不仅能提高系统发电量，还能降低成本。因此，需要对山地光伏组件的选型进行优化。
2 太阳能电池组件选型
2.1太阳能电池类型的选择
（1）晶体硅电池
单晶硅电池是最早出现、工艺最成熟的太阳能光伏电池，也是光伏组件大规模生产中效率最高的。大规模生产的单晶硅电池效率可达到16～24%。由于受硅单晶棒形状的限制，单晶硅电池须做成圆形，对光伏组件布置也有一定影响。多晶硅太阳能电池的生产工艺与单晶硅基本相同，使用了多晶硅铸锭工艺取代单晶硅硅棒生长工艺，成本低廉，工业规模生产的转换效率为14%～19%左右，略低于单晶硅电池的水平。和单晶硅电池相比，多晶硅电池虽然效率有所降低，但是节约能源，节省硅原料，达到工艺成本和效率的平衡。
（2）薄膜光伏电池
非晶硅电池和薄膜光伏电池非晶硅电池是在不同衬底上附着非晶态硅晶粒制成的，工艺简单，硅原料消耗少，衬底廉价，并且可以方便的制成薄膜，具有弱光性好，受高温影响小的特性，但非晶硅光伏组件转化效率低于晶体硅太阳能。非晶硅薄膜太阳电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上非常薄的感光材料制成，比用料较多的晶体硅技术造价更低，其价格优势可抵消低效率的问题。目前已商业化的薄膜光伏电池材料还有：铜铟硒（CIS、CIGS）、碲化镉（CdTe），它们的厚度只有几微米。
上述各类型电池主要性能如表2-1所示。
由上表可知，单晶硅、多晶硅太阳电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏电站项目。
因此，推荐选用晶体硅电池组件。
2.2晶体硅电池类型的选择
目前市场上主流的单晶硅组件为275Wp，主流的多晶硅组件有265Wp和315Wp，多晶硅265Wp组件在尺寸重量上与单晶硅275Wp组件基本一样，在占地面积确定的情况下，两种组件采用的数量一样，而土建、电气成本基本无变化，因此选取这两种组件进行对比。现以容量为30MW山地光伏项目为例，采用多晶硅265Wp组件容量为30.0828MWp，采用单晶硅275Wp组件容量达到31.218MWp，以单晶硅市场价4.09元/W、多晶硅市场价3.89元/W计算，两种组件的投资收益对比见下表2-2。
从表2-2可以看出，采用单晶硅275Wp组件装机容量高于多晶硅265Wp组件装机容量，但由于单晶硅组件价格比多晶硅组件高，相应的静态投资也比多晶硅组件高，故采用多晶硅265Wp组件的总投资收益率比采用单晶硅275Wp组件的总投资收益率高一些。
因此，目前山地光伏项目推荐选用多晶硅电池片。
2.3多晶硅组件功率选择
目前市场上流行的多晶硅组件规格有：60片（245Wp、250Wp、255Wp，260Wp，265Wp），72片（295Wp、300Wp，305Wp，310Wp，315Wp）。在同样板型下，组件功率越高电池片效率越高，同样板型组件功率越高，单位面积上发电量越高。
（1）在同样板型的光伏组件制作过程中，高效电池片组件与低效电池片组件消耗的人力成本和其它辅料成本都是一致的；在同样板型的光伏组件制作过程中，硅片的价格一片也是固定的，用同样的硅片做成的高效组件还是低效组件，硅成本是一致的。
所以使用高效组件既能为国家减少消耗硅料、减少能源浪费，还能使组件生产商利益最大化，有利于整个组件市场的健康发展。
（2）在同样板型的光伏组件在系统利用过程中，高效电池片组件比低效电池片组件单位面积上发电量更高；在系统发电过程中，同样板型的高效电池片组件与低效电池片组件单位面积上消耗的支架是一致的，单位面积上消耗的其它辅料近似一致。
所以在电站总容量确定情况下，使用高效组件既能为国家减少能源浪费、减少有害物质排放，还能节省电站建设方的初投成本增大整个光伏电站的性价比。
由于山地光伏项目组件用量大，占地面积广，组件安装量大，所以设计优先选用大功率光伏组件，以减少占地面积，降低组件安装量、施工进度快，且故障机率减少，接触电阻小、线缆用量少，系统整体损耗相应降低。60片和72片在市场上普遍应用的是265Wp和315Wp多晶硅组件，现将265Wp和315Wp两种规格组件进行对比，这两种组件转换效率相同。
而且315Wp组件尺寸较大，安装运输不便，更适用于平地光伏项目，而265Wp组件外形尺寸较小，便于安装运输以及清洗维护，更适用于山地光伏项目。另外，根据市场调查，265Wp组件产能约占总产能的70%，315Wp组件产能约占总产能的8%。
3结论
从组件投资、安装运输、产能以及采购订货时的可选择余地的角度综合考虑，目前山地光伏项目选用265Wp多晶硅光伏组件，对增加经济效益具有重要作用。
参考文献
[1] 中国电力企业联合会，GB50797-2012光伏发电站设计规范[S]，北京，中国计划出版社，2012
[2] 王长贵，王斯成，太阳能光伏发电实用技术[M]，第2版，北京，化学出版社，2009:255-315
论文作者:薛超海
论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/15
标签：组件论文; 单晶硅论文; 光伏论文; 电池论文; 多晶硅论文; 山地论文; 高效论文; 《电力技术》2016年第5期论文;