近期提出了“綜合發(fā)電效率”這個概念(計算公式如下),將其定義為組件正背面功率與組件面積之比,這是不準確的。其采用靜態(tài)參數比值替代動態(tài)運行環(huán)境下的實際能效關系,忽略了變量和損失對發(fā)電量的影響,不夠切合實際。地表反射率不能直接代表組件背面接受的輻照量,使用反射率計算出的結果也不等同于背面發(fā)電增益。
市面上有文章依據上面這個公式進行推導,稱“TOPCon的雙面率領先于BC,在5%-30%的地表反射率下可以實現(xiàn)0.4%-1.09%的單瓦發(fā)電增益”,這是一種混淆視聽的說法。將增益全部歸功于反射率和背面發(fā)電,忽略了正面發(fā)電也存在變化。
物理學上對于效率的定義是“輸出”與“輸入”之比。光伏組件的工作原理是“光生伏特效應”,是將太陽光提供的能量轉換為電能。那么顧名思義,“綜合發(fā)電效率”的定義應當是組件的實際發(fā)電量與組件接受到的太陽輻射總能量之比。這種計算方式符合IEC標準中對組件性能評估的框架要求,同時可兼容雙面系數等因素,發(fā)電量可由PVsyst等軟件模擬得出,更真實反映組件在真實工況下的發(fā)電能力。
實際上,光伏組件背面發(fā)電效能受多重因素綜合影響,地表反射率僅是其中之一。首先,安裝條件對背面輻照接收的均勻性具有決定性作用,例如組件的離地高度直接影響背面光線的反射路徑和接收范圍。
數據表明,當組件最低點離地高度低于0.5米時,背面輻照接受受限且失配率顯著增加,過低時失配率可達2%。其次,組件排布方式(如橫向或縱向安裝)和陣列間距會影響前后排陰影遮擋情況,導致同一組串兩端與中間組件的背面發(fā)電量差異達20%以上。
此外,安裝傾角和地理位置的直射比差異也會改變背面輻照分布,從而影響發(fā)電。環(huán)境動態(tài)因素如地表材質老化、季節(jié)性變化以及人為活動(如農光互補、牧光互補)同樣會造成反射率的波動,間接影響背面發(fā)電穩(wěn)定性。
最后,系統(tǒng)設計參數均需在仿真模型中精細調整以優(yōu)化背面發(fā)電輸出,而非直接通過粗略理論計算確定。由此可見,背面發(fā)電是安裝結構、環(huán)境動態(tài)與系統(tǒng)設計共同作用的結果,地表反射率僅是復雜關聯(lián)因素中的一環(huán)而已。
前些年,雙面組件的問世將背面功率從0提升到正面的70%,這是巨大的突破。常規(guī)情況下,同一種技術路線正面功率的年均增長率僅有2%,而雙面組件相較于單面組件,在大部分場景直接帶來3%~7%的額外發(fā)電增益,行業(yè)值得為雙面組件技術革新而驕傲。
而如今,TOPCon廠商不斷推崇的“雙面率優(yōu)勢”僅有10%的絕對值(80%-70%),換算到正面,也就僅有0.42%~1%的提升,相比正面功率每年2%的貢獻差距很大。
(來源:全球光伏)