光伏电站的发电性能,常被视作一门难以捉摸的玄学。近期究竟是BC技术更胜一筹,还是TOPCon技术更为出色?近期为了证明谁更优,不同阵营有不同的看法,且都说是实证数据,并都有理论分析。
一、BC技术厂商结论是BC产品更优
(1)国家光伏质检中心(CPVT)在位于银川的户外实证基地,对隆基防积灰组件的发电性能和衰减进行了实测。根据2023年9月至2024年3月共七个月的实测数据显示,隆基BC防积灰组件比常规Hi-MO X6组件月均相对增益2.84%,最高月份(2024年1月)相对增益高达5.4%,其中某一日的增益甚至超过了10%。
同时,经过IEC TS 63556测试得知,BC组件的衰减值保持在2.2%以内,远低于其他TOPCon组件,这一数值显著低于其他TOPCon组件通常所呈现的衰减水平。
(2)隆基绿能搭建的实证电站检测结论显示,Hi-MO X6 Max比TOPCon组件单瓦平均发电增益达2.6%,Hi-MO X6 Max如果叠加了防积灰功能,较同等功率的TOPCon发电能力将提高4%左右。
(3)一组来自宁夏电力设计院的低碳楼宇实证数据显示,在84天有效数据期内,爱旭ABC组件累计单千瓦发电量较TOPCon组件高9.55%。在有阴影遮挡的上午和傍晚,爱旭ABC组件功率增益对比TOPCon高达79.01%、54.19%,而在无遮挡的正午,依然保持7.41%的单瓦发电量领先。
上述测试结论主要是BC厂商主导,特别是来自BC阵营的两家一线厂商,都是倾向BC产品发电优势明显。
二、TOPCon厂商实证结论TOPCon组件更优
(1)最早押注TOPCon技术路线的晶科能源也在持续推动TOPCon组件与其他厂商BC组件在山东莱州的项目进行实证。晶科能源披露的项目信息显示,参与测试的两款组件均标有585W的铭牌功率,测试中共使用了15块晶科能源N型TOPCon组件和15块其他厂商的BC单面组件。今年6月的总平均发电量高出其他厂家BC组件1.71%,在7月整月发电数据高出其他厂家BC组件1.81%。
晶科能源表示,通过对2024年6月23日—7月29日期间的发电情况分析,即使在双面率优势不能充分发挥的户用屋顶安装的场景下,仅凭正面性能,晶科能源TOPCon组件实现了更高的单瓦发电增益,当环境温度升高且温差增大时,单日发电增益最高可达2.20%。
(2)今年(2024年)3月,国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)公布了2023年度实证实验数据成果。该成果表示,N型高效组件发电量较优,与2022年趋势一致,TOPCon、IBC分别较PERC高2.87%、1.71%。
(图片来源:国家光伏、储能实证实验平台)
(3)国家光伏质检中心(CPVT)位于银川的实证基地,通过对客户自行组织送样的三组不同技术路线组件性能比对实证项目的数据分析,2024年1月至2024年7月的实证期内,在以正面STC功率为基准计算得出:半片双面TOPCon组件的正面单瓦发电量较XBC组件增益为1.76%。
(图片来源:TOPCon太阳能电池技术发展趋势研讨会直播截图)
(4)有企业在江苏常州市进行测试。
测试周期为2024年7月16日—9月10日。参与测试的组件分别为600W的N型TOPCon组件,以及620W的双玻TBC组件。电站地表采用混凝土水泥浇筑,地表反射率约30%,并采用倾斜角为23°(当地最佳倾角)、离地0.5m的固定支架安装组件,前后排未出现遮挡,实际测试中使用IV-tracker采集组件发电量数据。所有设置均还原电站真实、常规的安装场景,保证实证结果的准确性和全面性。
从测试周期内的发电量数据来看,TOPCon组件相较于TBC组件的单瓦平均发电增益高3.15%, 最高月相对增益达3.4%(2024年8月),充分证明了TOPCon组件的卓越发电能力。
可以看出,上述TOPCon与BC技术阵营厂商的实证结论出现了较大偏差。看了上面的结论你会不会晕头?特别是国家光伏质检中心(CPVT)位于银川的实证基地的数据,定语稍微变下,结论完全不一样了!
有TOPCon厂商技术负责人表示:“在大型地面电站场景,包括平屋顶、双面发电场景,TOPCon的发电能力毫无疑问超过BC,BC电池还有一个问题是低辐照特性,太阳初升或下降的时候,BC的低辐照特性会使其晚工作,而TOPCon会先工作。因此,这些场景BC的单瓦发电能力一定是弱于TOPCon的。”结论是TOPCon组件具有显著的低辐照优势。
该技术负责人也坦承,在另外一些场景中,BC会略优于TOPCon。针对上述BC组件比TOPCon组件增益高出10%、甚至50%的情况,他认为这是一些刻意制造的阴影场景,是极个别情况。“阴影遮挡情况下,TOPCon组件背面的旁路二极管开始工作,虽然功率降低,但对其是一种保护。BC组件没有这种机制,短期看似乎功率更高,但对组件本身是一种损害。我们不建议把应用场景设计成阴影遮挡的系统,这种场景比较特殊,它产生的数据也需要辩证对待。”
在双面率方面,TOPCon阵营也确认更优发电性能。高双面率也是TOPCon组件单瓦发电能力强于BC的重要原因。根据实证数据,在辐照度高的中午时刻(12—13时),TOPCon组件相比TBC组件仍有2.6%的发电增益,这是由于TOPCon的高双面率特性。在辐照高的情况下,双面率越高,对地表反射光线的利用率越高,发电量就越高。而在每天的清晨与傍晚时刻,对于固定支架安装的组件来说,太阳光斜入射造成的背面辐照占总辐照占比有所提升,拥有更高双面率和低辐照优势的TOPCon组件的发电优势进一步扩大。
上面分析是TOPCon厂商技术负责人观点。
从产品数据看,我们看看有代表性的隆基与晶科产品数据:
(1)隆基Hi-MO X6 Max参数
特意将效率相关、衰减相关数据圈出。
(2)晶科Tiger Neo组件参数
特意将效率相关、衰减相关数据圈出。
从以上数据看,衰减方面都是首年小于1%,后续小于0.4%。相同尺寸下,最大转换效率晶科组件可达23.51%,比隆基23.3%要大,导致组件最大功率晶科为635Wp,隆基为630Wp。晶科产品线性功率质保30年,隆基为25年。从产品参数看似乎topcon产品略微胜出。
但是从部分分布式光伏投资商反馈信息,认为BC电池组件要有优势。
理论效率方面:TOPCon、HJT和BC三大技术路线的理论效率基本都处于28.7-29.1%之间,但基于能够最大化兼容上一代技术的独有优势,TOPCon技术是当前产业化成熟度最高、电池配套技术和装备成熟度最高、产业协同效率最高、制造成本相对更低的技术。
在产能方面:由于PERC与TOPCon之间的高度“相容性”,据InfoLink光伏技术趋势报告,目前包括在建产能,TOPCon总体产能有望逼近900GW,足以满足未来五年绝大部分的市场需求;同时,该报告预测,未来五年基于TOPCon组件出货量预估的TOPCon技术市占率将保持在70%-80%左右。目前HJT产能大概是80GW,BC产能约有60GW。从产能角度看,BC份额约5%,HJT约8%。
在未来技术发展突破方面:TOPCon技术仍具有继续升级能力,TOPCon+钙钛矿叠层电池技术将拥有更强韧的生命力。当然,BC同样可以结合TOPCon相关技术。
此前工信部发文,要求新建单晶硅光伏电池、组件项目平均效率指标,分别由23%、20%提升至P型电池、组件效率不低于23.7%、21.8%,N型电池、组件效率不低于26%、23.1%。从要求数据看,目前N型TOPCon技术与BC技术的电池、组件效率均可满足要求。
目前,BC和TOPCon阵营都声称具有领先优势,类似的情况曾在单晶和多晶技术的竞争中也曾出现。在P型时代PERC技术最终一统天下;然而,到了N型时代,光伏技术至今仍有多种路线,究竟谁能在这场技术之争中胜出,还需要时间来检验。
需要说明的是BC和TOPCon肯定不是光伏的终极技术,都只是过客。TOPCon、HJT、XBC、钙钛矿电池及组件的新技术未来怎么发展与结合也需要时间检验,同时也说明光伏技术还有很大的发展空间,但对光伏电池、组件相关企业来说,技术路线没压对可能造成巨大损失。