晶硅組件與薄膜組件在光伏電站應(yīng)用差異及發(fā)電效果對比

1、晶硅組件與薄膜組件在光伏電站應(yīng)用差異及發(fā)電效果對比 傳統(tǒng)能源存儲量有限，不能過度開發(fā)使用，各國都積極推廣可再生能源，希望改變能源結(jié)構(gòu)，其中太陽能成為新能源中的焦點(diǎn)。本文對光伏電站系統(tǒng)做了簡單介紹，并就在電站設(shè)計(jì)中，對使用的晶硅組件與雙結(jié)硅基薄膜組件產(chǎn)生的差異做了分析，同時(shí)對兩種組件產(chǎn)品在發(fā)電輸出上做了數(shù)據(jù)比較。根據(jù)分析結(jié)果和實(shí)例可以看出，晶硅組件和雙結(jié)硅基薄膜組件產(chǎn)品各具優(yōu)缺點(diǎn)，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選用。一、引言：傳統(tǒng)能源日益緊張，各國都投入更大的人力和物力研究開發(fā)新的再生能源。如何能夠更加合理使用能源，提高能源的利用效率變得比以往更加具有現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)的意義。太陽能因其具有資源豐富，分布廣泛，綠色

2、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，成為新能源中的焦點(diǎn)。如今太陽能一般用作發(fā)電，在各國政府推出各種利好政策的激勵下，大型地面電站在近幾年被大力推廣。如何有效的降低光伏電站的系統(tǒng)建設(shè)成本，提高系統(tǒng)發(fā)電效率，成為光伏企業(yè)考慮的主要方向。本文主要對傳統(tǒng)的多晶硅組件和雙結(jié)硅基薄膜組件在光伏電站系統(tǒng)中的差異表現(xiàn)進(jìn)行分析，并對安裝在同一地區(qū)光伏電站中的晶硅組件和雙結(jié)硅基薄膜組件的發(fā)電數(shù)據(jù)做了對比。二、光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)有很多類型，這里以太陽能光伏并網(wǎng)大型地面電站發(fā)電系統(tǒng)為例進(jìn)行介紹。光伏地面電站發(fā)電系統(tǒng)簡化后如圖1所示，由太陽能電池陣列，并網(wǎng)逆變器，并網(wǎng)保護(hù)裝置，以及連接這些設(shè)備的布線及匯流箱，安裝在交流側(cè)

3、的電表，升壓變壓器等構(gòu)成。太陽能電池產(chǎn)生直流電，直流電通過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電后并入電網(wǎng)，可以與電力公司提供的交流電一起使用。圖1 并網(wǎng)型光伏地面電站系統(tǒng)簡化圖太陽能組件是由數(shù)十個(gè)太陽能電池單元進(jìn)行封裝構(gòu)成，太陽能組件陣列是由若干個(gè)太陽能電池組件串聯(lián)及并聯(lián)連接構(gòu)成。光伏系統(tǒng)的容量是由太陽能電池組件的最大輸出功率之和來表示的。系統(tǒng)的輸出功率取決于輻射照度和太陽能電池單元的溫度。1逆變器的作用是將太陽能組件陣列產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成與電力公司供給的相同電壓和頻率的交流電。三、晶硅組件和雙結(jié)硅基薄膜組件介紹1、晶硅組件（多晶硅）介紹多晶硅光伏組件是由玻璃、EVA、電池片、背板和電池板等組成（如圖2所示

4、）。由于多晶硅組件價(jià)格合理且性能良好，所以在市場上占有比較大的份額。圖2 多晶硅光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖目前多晶硅組件的轉(zhuǎn)換效率約在15%，比單晶硅產(chǎn)品略低，但是比非晶硅組件轉(zhuǎn)換效率要高。多晶硅電池沒有光致衰退效應(yīng)，略微的材料質(zhì)量差異不會導(dǎo)致太陽能電池受影響。但是多晶硅電池片單片功率存在一定差異性，同樣面積的組件功率好存在一定差異（通常情況存在20Wp-30Wp的差異）。多晶硅電池片的另一優(yōu)點(diǎn)是在單位面積上可獲得較高和穩(wěn)定的發(fā)電性能。目前標(biāo)稱的多晶硅組件的使用壽命在25年。2、雙結(jié)硅基薄膜組件介紹硅材料目前是太陽能電池的主導(dǎo)材料，而非晶硅太陽能電池使用的硅材料約為晶硅電池的百分之一，這就大大降低了

5、原材料成本。雙結(jié)硅基薄膜組件是由玻璃基板，透明導(dǎo)電層，半導(dǎo)體層等構(gòu)成（如圖3所示）。雙結(jié)硅基薄膜組件可應(yīng)用于建筑整合式應(yīng)用，屋頂，以及大型地面電站。目前，雙結(jié)硅基薄膜組件的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率以及達(dá)到15%，量產(chǎn)后的效率約在10%。圖3雙結(jié)硅基薄膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖近年來，很多機(jī)構(gòu)投入大量時(shí)間精力研究雙結(jié)硅基薄膜組件，在于其具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）與晶硅組件相比，雙結(jié)硅基薄膜組件在相同的遮蔽面積下功率損失較小（弱光情況下發(fā)電性能更好）；（2）有更好的功率溫度系數(shù)；（3）只需要少量的硅原料；（4）沒有內(nèi)部電路短路問題（聯(lián)機(jī)已經(jīng)在串聯(lián)電池制造時(shí)內(nèi)建）；（5）原材料供應(yīng)不會出現(xiàn)短缺問題；（5）可建筑材料整合性運(yùn)

6、用（BIPV），更為美觀。但是，因雙結(jié)硅基薄膜組件的前期投入資產(chǎn)過大（主要是設(shè)備），而導(dǎo)致雙結(jié)硅基薄膜組件無法大規(guī)模推廣。四、晶硅組件和雙結(jié)硅基薄膜組件在電站系統(tǒng)中的應(yīng)用1、晶硅組件和雙結(jié)硅基薄膜組件在電站系統(tǒng)中的優(yōu)缺點(diǎn)晶硅（多晶硅）組件和雙結(jié)硅基薄膜組件因其各自的特點(diǎn)，均在大型地面電站中得到了應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，與雙結(jié)硅基薄膜組件相比較，多晶硅組件的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：單位面積輸出功率更高。1平米的雙結(jié)硅基?。?）膜組件輸出功率約為78Wp,而相同面積的多晶硅組件的輸出功率約在147Wp。（2）除組件外，其他配套產(chǎn)品的成本更低。因晶硅組件的單位面積出功率約為雙結(jié)硅基薄膜組件的2倍，那么建設(shè)同樣大小的太陽能光伏電站，晶硅組件使用的數(shù)量約為雙結(jié)硅基薄膜組件的一半，那么所需要的電氣設(shè)備和電纜的耗量，在使用晶硅組件的電站中比使用雙結(jié)硅基薄膜組件的要小很多。（3）占地面積更小。建設(shè)同樣容量的電站，因所需要的晶硅組件的數(shù)量要遠(yuǎn)少于雙結(jié)硅基薄膜組件，則相應(yīng)的，使用晶硅組件的光伏電站的占地面積比雙結(jié)硅基薄膜組件要小很多，使得系統(tǒng)成本更優(yōu)。（4）晶硅組件的結(jié)構(gòu)使得其比雙結(jié)硅基薄膜組件更易運(yùn)輸。