看天吃飯？各式組件穩(wěn)定性測評比較

2017-12-01 14:52:35 PV兔子　點擊量：評論 (0)

& 9658;c-Si晶體硅和HIT組件基本上隨時間穩(wěn)定持續(xù)衰減。& 9658;碲化鎘CdTe組件具有1-4個月的隨溫度影響的亞穩(wěn)態(tài)波動，然后穩(wěn)定持續(xù)衰減。& 9658;銅鋅錫硫CIGS組件具有1-12個月無規(guī)律的亞穩(wěn)態(tài)波動，然后穩(wěn)定持續(xù)衰

►c-Si晶體硅和HIT組件基本上隨時間穩(wěn)定持續(xù)衰減。

►碲化鎘CdTe組件具有1-4個月的隨溫度影響的亞穩(wěn)態(tài)波動，然后穩(wěn)定持續(xù)衰減。

►銅鋅錫硫CIGS組件具有1-12個月無規(guī)律的亞穩(wěn)態(tài)波動，然后穩(wěn)定持續(xù)衰減。

►非晶薄膜a-Si組件具有年度周期性的光致衰減，加上穩(wěn)定的持續(xù)衰減。

為什么穩(wěn)定性問題極其重要?

歷史已經翻開了新的一頁，和火電比較，光伏發(fā)電的度電成本已經更低;現在的焦點是，在成本不是問題的情況下，光伏發(fā)電如何挑戰(zhàn)穩(wěn)定的火力發(fā)電?不穩(wěn)定性來至于兩方面：首先是看天吃飯，其次是組件本身不穩(wěn)定。而組件穩(wěn)定性本身也包含兩個層面：由組件材料和結構引起的共性的“內秉的”隨時間變化的規(guī)律;以及熱斑、掉柵、裂痕之類的個體質量問題。

組件穩(wěn)定性的問題，再怎么提也不為過。數不清的做光伏電站投資的朋友吐槽：最頭疼的問題就是計算電站的長期收益。氣候變遷本來就很難估計了，安裝運維水準本來就參差不齊，各種組件還不穩(wěn)定，誰能估計一段時間能發(fā)多少電，鬼才知道投資回報率是多少。

其實這個問題，又可以分為兩個層面。首先當然是少衰減一點，多發(fā)點電，多掙點錢;如果衰減沒辦法，那退而求其次，至少讓我知道衰減的規(guī)律，無論從系統協調還是投資收益的角度，盡量減少不確定性。

知道衰減的規(guī)律，在某種程度上和抑制衰減同等重要。

做標準做認證的大牛TUV萊茵和做薄膜的大牛亥姆霍茲Julich研究中心最近就搞了這么個大比武，2年多時間監(jiān)測了 c-Si，HIT，CdTe，CIGS，a-Si 組件在沙漠、熱帶、地中海、溫帶幾個地區(qū)的性能狀況(Progress in Photovoltaics, Schweiger, 2017)。關公戰(zhàn)秦瓊的事情也能揉到一起，看起來可謂非常過癮。

如何標定穩(wěn)定性?

標定穩(wěn)定性，首先就要給性能指標確定一個比較的標準。和標準測試條件STC不同，濕熱、干熱、濕冷、干冷地區(qū)光照條件溫度狀況差的不是一星半點，怎么比較孰優(yōu)孰劣?這里就要祭出法寶國際標準IEC60891了。這是一個神奇的標準，通過復雜的換算(此處略去一千字和十幾個公式)，結合輻照儀和溫度計，將實測I-V曲線推演到STC條件下的I-V，從而摘出發(fā)電功率，效率，開壓，短路電流，填充因子等重要參數。這樣不管是在沙哈拉大沙漠還是熱帶雨林，不用把組件搬回實驗室，現場測量，經過處理，就可以橫向比較了。

穩(wěn)定性哪家強?

晶體硅

晶體硅市場份額90%不是沒有道理的。無論是同質結還是異質結晶體硅，基本上在一個穩(wěn)定可預測的范圍之內。沒有亞穩(wěn)態(tài)，同質結(單晶或者多晶硅)每年衰減不超過0.5%，異質結不超過1%。

碲化鎘CdTe

穩(wěn)定性相對慘淡一點點，但還不是不可知。一般來說熱退火效應可以提升一點點性能，直到亞穩(wěn)態(tài)結束。這里從溫差比較大的德國和意大利能看出明顯的性能周期(夏天好一點，冬天差一點)，而暴熱的美國亞利桑那大沙漠和印度欽奈直接加速老化，迅速結束了亞穩(wěn)態(tài)，直接開始線性衰減了。