技术 | 双面组件在分布式系统中增益几何？

随着光伏组件产品的快速迭代升级，双面组件大家都已不再陌生，这种类型的产品在电站端究竟能多发多少电？能为分布式用户带来什么价值？

1.双面发电原理

1.1 双面发电原理

目前主流的双面组件都采用了双面PERC电池，相比单面PERC电池，其背面采用局部铝栅线代替全覆盖的背铝，使电池具有背面发电的能力，正、背面均可以收集电流，从而可实现双面发电。

1.2 双面电站设计建议

双面组件除了利用太阳直射光的地表反射光，还可以利用散射光及散射光的反射光，根据双面组件的发电原理，隆基还为双面组件的电站设计提出建议：

1）根据地表反射率情况可大致判断双面组件的发电增益。

反射率：沙地/水泥地＞土地＞草地＞水面，大致的反射率可参考下图，其中水泥地面的反射率在20%~40%之间；

2）避免支架对组件背面的直接遮挡，否则建议支架檩条距离组件背面的距离至少5cm；

3）尽量避免汇流箱/组串式逆变器、电缆对组件背面的近距离遮挡；

4）平屋顶最佳倾角安装双面组件时，可通过刷漆或铺高反射率防水卷材的方式获得15%以上发电增益；

2.发电量增益分析

2.1 衰减优势分析

单面组件的功率质保25年：首年衰减2%，逐年衰减0.55%；

双面组件的功率质保30年：首年衰减2%，逐年衰减0.45%；

所以双面组件相比单面组件有0.1%的逐年衰减优势，以山东10kW电站为例，25年平均多发电1.3%。

需要说明的是，上表中仅列出了25年的发电量，实际上双面组件还可以再多发5年的电，理论上发电增益会更高。

2.2 模拟仿真分析

仿真环境：PVsyst

PVsyst软件是国际权威、被普遍认可的光伏发电量仿真工具，在国内的大型设计院、投资商和EPC商中也广泛采用

仿真条件：

1）站点信息：河北省石家庄市

2）组件信息：450W，40块；

3）安装容量：18kWp；

4）逆变器容量：17kW

5）反射率设置：30%（水泥屋顶）

可以看到，在水泥平屋顶，双面组件的支架高度1m时，首年增益接近10%；随着支架高度的增加，增益略有增高。

同时，我们也仿真了在组件平铺时的发电增益；

可以看到，在彩钢瓦屋面平铺时（5°~10°的坡度），双面首年增益有0.7%左右；在斜屋顶平铺时（25°~35°的坡度），双面首年增益约1%~2%

2.3 实证电站数据

实证电站1：

位于陕西省西安市阎良区一处居民平屋顶项目，安装了双面组件后表现出很好的发电性能。由于居民屋顶为水泥屋顶，反射率较高，且屋顶整体较平整，因此选用了隆基PERC双面组件，总装机容量达69.5kWp。项目具体信息如下：

我们获取了该项目从2021年1月到2021年8月共计8个月的发电数据，为了评估项目的发电效果，选取了邻近305Wp常规单晶组件的电站做参照。通过两个电站各月单瓦发电量的对比，隆基双面组件相比常规单晶组件每瓦发电量高12.1%。

实证电站2：

位于河北省石家庄赵县一处居民平屋顶项目，安装了双面组件后同样表现出很好的发电性能。由于居民屋顶为水泥屋顶，同时背面用彩钢瓦封装，选用了隆基PERC双面组件，总装机容量达61.6kWp。项目具体信息如下：

截取了项目一周的发电量数据，为了评估项目的发电效果，选取了邻近单面组件的电站做参照。通过单瓦发电量的对比，隆基双面组件电站相比单面电站每瓦发电量高12.8%， 

3.价值测算分析

3.1 经济性分析

光伏系统的静态回收期与系统成本、年发电收益相关，若维持相同的回收期，则系统成本与年发电收益成正比例关系。

1）仅衰减的价值分析

如前文分析，双面组件相比单面组件有0.1%衰减优势， 25年累计年平均多发电1.3%。

假设系统成本3.5元/W，在相同回收期的前提下，这部分多发电的价值可折算为3.5元/W*1.3%=0.45元/W，也即双面组件可实现4.5分/W的溢价。

2） 斜屋顶的价值分析

如前文分析，根据首年仿真结果，双面组件比单面组件多发电0.7%左右，叠加衰减因素，年均多发电2%。

假设系统成本3.5元/W，同理，多发电的价值可折算为3.5元/W*2%=0.7元/W，也即双面组件可实现7分/W的溢价。

3） 平屋顶的价值分析

双面组件常规应用以水泥平屋顶居多，前文仿真分析及实证电站数据基本吻合，双面组件比单面组件多发11%左右。

假设系统成本3.5元/W，同理，多发电的价值可折算为3.5元/W*11%=0.38元/W，也即双面组件可实现38分/W的溢价。

3.2 小结

如前所述，双面组件仅靠衰减带来的固有优势就可比单面组件多卖4分5，而根据电站的安装情况不同，发电量收益不同，双面组件体现的价值也就不同。

因此，在分布式电站的设计与选型中，可根据单双面组件价差及预期的发电量收益取得一个平衡点，当双面组件的溢价大于单双面价差时，选择双面组件是划算的。