新加坡太陽能研究所的一組科學家發現,在基于晶體硅技術的太陽能發電項目中實現最低LCOE的最佳方法,是結合雙面面板與單軸跟蹤器。 在《焦耳》雜志(Joule)上發表的《雙面和光伏跟蹤系統的全球技術經濟性能研究》中,學者們表示,他們經過測試發現上述組合可以實現比傳統系統高出35%的發電量。
參數
這個研究小組分析了在全球范圍內安裝有固定傾角、單軸和雙軸跟蹤系統的單面和雙面太陽能發電廠的成本效益。他們從NASA的云和地球輻射能量系統(CERES)中得到了世界上數個地點的日平均水平面總輻照度的數據。
該研究小組應用Orgill-Hollands模型計算直接法向輻照度(DNI)和漫反射水平輻照度(DHI)。這種方法使用晴空指數作為唯一變量來估計漫反射系數。日平均環境溫度和反照率值也作為參數被納入考慮。
度量
研究人員假設太陽能發電廠中的組件以適當間距排列,足以讓遮蔽引起的損耗達到忽略不計的程度。他們的分析也不考慮面板背面的安裝系統本身的影子。
研究人員解釋說:“行列間距對其他成本因素的影響,比如現場整備作業、布線、圍欄等也予以忽略。我們不考慮政府政策;這些都可能對LCOE產生重大影響。因此我們只關注在特定位置安裝光伏系統是否具有成本效益。”
污染損失和運輸成本也被排除在分析參數之外。
對于使用固定傾角組件組成的項目,研究者們設定面板下緣與地面之間距離為0.6米,而對于安裝了跟蹤器的光伏項目,將這一高度假定為1米。用于現場測量的組件由中國制造商隆基樂葉光伏提供,并且他們對正面功率輸出為310瓦的單面單晶PERC組件,和正面功率輸出為305瓦的同類型雙面面板進行了比較。逆變器效率和光伏裝置中的其他損失分別取值為96%和3%。
單軸最優
研究小組寫道,“跟蹤器和雙面系統的所有組合方式都可以提高發電量,在非常高的緯度上甚至能提高50%以上。一般而言,對于相同的安裝結構,雙面配置的性能優于單面配置。跟蹤器配置明顯優于固定傾角配置,雙軸跟蹤器的發電量略高于單軸。”
這些科學家提出,單軸跟蹤器裝置的系統成本比傳統的單面固定傾角系統高10%,但兩軸跟蹤器裝置的成本可能高出30%至60%。他們解釋說,“兩軸跟蹤器系統較高的系統成本主要來自于其安裝結構的高成本。”
當項目位于高緯度地點時,采用單軸跟蹤方式的雙面系統在成本和發電量方面的優勢就變得明顯。
科學家們得出結論:“一般而言,與雙面固定傾角系統相比,單面單軸系統的跟蹤特性導致LCOE大大降低(可高達21%)。但是,只有在靠近極點的位置,雙面組件從面板兩側捕獲光的特點變得更具影響力,并帶來較低的LCOE值。”
在他們所分析的全球地域中,雙面單軸跟蹤器光伏項目的LCOE對于其中93.1%的土地面積是最低的,而單面單軸跟蹤器發電廠的LCOE能在87.9%的土地上排在第二位。
這些學者總結道:“因此,在目前的市場形勢下,單軸系統最具成本效益,是首選方案。”
參數
這個研究小組分析了在全球范圍內安裝有固定傾角、單軸和雙軸跟蹤系統的單面和雙面太陽能發電廠的成本效益。他們從NASA的云和地球輻射能量系統(CERES)中得到了世界上數個地點的日平均水平面總輻照度的數據。
該研究小組應用Orgill-Hollands模型計算直接法向輻照度(DNI)和漫反射水平輻照度(DHI)。這種方法使用晴空指數作為唯一變量來估計漫反射系數。日平均環境溫度和反照率值也作為參數被納入考慮。
度量
研究人員假設太陽能發電廠中的組件以適當間距排列,足以讓遮蔽引起的損耗達到忽略不計的程度。他們的分析也不考慮面板背面的安裝系統本身的影子。
研究人員解釋說:“行列間距對其他成本因素的影響,比如現場整備作業、布線、圍欄等也予以忽略。我們不考慮政府政策;這些都可能對LCOE產生重大影響。因此我們只關注在特定位置安裝光伏系統是否具有成本效益。”
污染損失和運輸成本也被排除在分析參數之外。
對于使用固定傾角組件組成的項目,研究者們設定面板下緣與地面之間距離為0.6米,而對于安裝了跟蹤器的光伏項目,將這一高度假定為1米。用于現場測量的組件由中國制造商隆基樂葉光伏提供,并且他們對正面功率輸出為310瓦的單面單晶PERC組件,和正面功率輸出為305瓦的同類型雙面面板進行了比較。逆變器效率和光伏裝置中的其他損失分別取值為96%和3%。
單軸最優
研究小組寫道,“跟蹤器和雙面系統的所有組合方式都可以提高發電量,在非常高的緯度上甚至能提高50%以上。一般而言,對于相同的安裝結構,雙面配置的性能優于單面配置。跟蹤器配置明顯優于固定傾角配置,雙軸跟蹤器的發電量略高于單軸。”
這些科學家提出,單軸跟蹤器裝置的系統成本比傳統的單面固定傾角系統高10%,但兩軸跟蹤器裝置的成本可能高出30%至60%。他們解釋說,“兩軸跟蹤器系統較高的系統成本主要來自于其安裝結構的高成本。”
當項目位于高緯度地點時,采用單軸跟蹤方式的雙面系統在成本和發電量方面的優勢就變得明顯。
科學家們得出結論:“一般而言,與雙面固定傾角系統相比,單面單軸系統的跟蹤特性導致LCOE大大降低(可高達21%)。但是,只有在靠近極點的位置,雙面組件從面板兩側捕獲光的特點變得更具影響力,并帶來較低的LCOE值。”
在他們所分析的全球地域中,雙面單軸跟蹤器光伏項目的LCOE對于其中93.1%的土地面積是最低的,而單面單軸跟蹤器發電廠的LCOE能在87.9%的土地上排在第二位。
這些學者總結道:“因此,在目前的市場形勢下,單軸系統最具成本效益,是首選方案。”