家庭分布式光伏电站如何选购电池组件
最近遇到很多朋友向我咨询该如何选购光伏电池组件，对于这个问题我们还不是不能一概而论，需要具体问题具体分析。下面根据我的经验，就目前来看相对比较靠谱的选购方法简单的介绍给大家。
一、根据安装场地特点确定发电单元材质
目前市面上主流的用于家庭分布式光伏电池的发电单元材质有单晶硅、多晶硅、薄膜电池这三大类。这三种材质中单晶硅价格最贵、发电效率也最高，多晶硅和单晶硅相比成本略低，发电效率也略低，薄膜电池的发电效率最低，成本也最低。
我们常说的家庭分布式光伏发电站主要指安装在屋顶、露天阳台、庭院内的光伏电站。当然还有光伏建筑一体化的安装方式，这种就是新建房屋的时候才用得上。由于国内目前这种光伏建筑一体化安装方式并不怎么流行，不具有普遍性和代表性，所以今天就不在这个讨论了。
由于建设光伏电站报批的时候，都要求出示你的土地使用证或者是房屋产权证。所以你用来建设电站的使用面积就受到了严格的限制。由于面积受限，要想获得更多的发电量，就只有提高单位面积的发电量。
由于薄膜太阳电池本身发电效率相对较低就不建议采用了。剩下的单晶硅和多晶硅光伏电池目前发电效率相差并不是特别巨大，所以两个都可以考虑。总之发电效率是我们家庭分布式光伏电站的首要参考条件。
下面对光伏电池的原理及特性做一些简单的介绍：
1.光伏组件：光伏组件一般是对太阳能光伏发电电池组件的简称，之所以叫组件是因为太阳电池片非常脆弱，不耐冲击和弯折，也就是我们通常说的一碰就碎一折就断。于是就用钢化玻璃、金属边框、填充材料、粘接胶水等把电池片保护起来，从而让他具备可以长途运输和搬运装卸的条件，也可以承受冰雹、雨雪、地震和风力对它的冲击。
同时电池片的保护层上还有接线盒、导线等传输电能的装置、防反二极管等电路保护装置。我们把这种由好多种零部件组合成的一个整体叫做光伏组件。
光伏组件按照硅片材质和封装工艺至可分为：常规60/72P、常规60/72P全黑、双玻、半片、焊带贴膜、MBB六大类。
光伏组件按照硅片尺寸分类大致可分为：156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm 等。
2. 晶体硅光伏电池组件的技术路线：
图1-1 光伏发电原理示意图
图1-3 光伏组件全产业链流程图
3. 硅片尺寸规格：目前市面上主流的硅片的尺寸规格有157.19、158.75、166、182、210。不过157.19、158.75已经逐渐被166取代。我们这里所说的157.19、158.75、166、182、210值指的是单个硅片的尺寸。
由于硅片大多采用的是四边相等的正方形结构，所以157.19就是157.19mm×157.19mm;以此类推则有：158.75=158.75mm×158.75mm；166=166mm×166mm；182=182mm×182mm；210=210mm×210mm。
当然也有例外的情况，目前市面上还有一种半片组件，它就是把整块硅片等份切割成两个半片，所以它的长度还是原来的长度，宽度却需要减半计算。
例如158.75的组件，虽然我们还是一样叫它为158.75组件，但描述它的规格时前面就要加上半片的字样。如：158.75单玻单晶半片120P。由于166以上规格的硅片组件已经逐渐取代了小尺寸的硅片组件，所以现在大家多数时候已经不再介绍166以下尺寸的组件。
4. 组件的尺寸规格：一个电池组件是由多个电池片互相连接组合起来的，目前157.19、158.75、166主要有60片和72片两种规格。规格型号代码一般用60P和72P表示，60和72表示硅片的片数，P是PIECES的缩写形式PCS的简称，表示计量单位个、件、片、条或者张等单位。
前面所讲的157.19、158.75这两种型号的产品有半片的制程方式，由这种制程方式封装出来的电池组件60个整片对应120个半片，72个整片对应144个半片。规格型号代码表示为120P和144P。
182、210这两种硅片中182还是沿用了60片和72片的规格封装制程方式。210由于其单个硅片面积过大，如果再沿用以前72片的规格就面积太大、重量太重，增加了安装的成本，不再适合双人或单人安装作业，也不方便长途运输和装卸搬运。
所以采用210尺寸硅片的组件封装方式改为55、60片整片或者110、120半片进行封装，目前市面上笔者还没有见到有厂家做72整片或者144半片的210硅片组件。
图1-4 太阳能光伏硅片尺寸发展历程
二、几种常见光伏组件的质量、技术优势和劣势比较分析。
除了组件的硅片尺寸不同，还有封装方式各个产品也存在不同程度的差异，硅片的生产工艺也各有不相同。下面就进行详细的介绍：
1. 常规60/72P组件
封装方式：封装工艺采用正面使用光伏玻璃，反面使用光伏白背板进行制程工艺封装整片电池片。
优势：
（1）技术、工艺和设备相关均成熟稳定，可以快速进行量产；
（2）常规材料市场丰富，可选性较强。
劣势：
（1）市场占有率逐步衰减，销售价格偏低，利润缩减；
（2）相同光伏电站布阵面积装机容量低，增加电站投入和维护成本。
2. 常规60/72P全黑组件：正面使用光伏玻璃，反面使用光伏黑背板，黑边框、黑硅胶进行制程工艺封装整片电池片。
优势：
（1）组件产品外观更具观赏性，满足安装屋顶外观要求，主要集中家庭屋顶分布式；
（2）制程工艺和设备要求与常规白组件产品差异不大，均可以快速稳定量产。
劣势：
（1）黑色光伏组件的转化效率偏低，使得系统占用面积过大；
（2）光伏组件在分布式系统运用中存在眩光污染；
（3）常规黑组件为单晶组件为主，存在光致衰减较大的问题；
（4）封装损失较常规白组件产品高约2%。
3. 双玻组件：正反面均使用光伏玻璃进行制程工艺封装的整片或是半片组件产品（含双面双玻）。
优势：
（1）生命周期较长质保是30年；
（2）生命周期内发电量双玻组件预期比普通组件高出25%左右；
（3）衰减较低：传统组件的衰减大约在0.7%左右，双玻组件是0.5%；
（4）玻璃的透水率几乎为零；
（5）玻璃的耐磨性非常好：大风沙地区双玻组件的耐磨性优势明显；
（6）双玻组件不需要铝框，没有铝框使导致PID发生的电场无法建立；
（7）玻璃的绝缘性优于背板，其使双玻组件可以满足更高的系统电压，以节省整个电站的系统成本；
（8）双玻组件的防火等级由普通晶硅组件的C级升级到A级，使其更适合用于居民住宅、化工厂等需要避免火灾隐患的地区；
（9）双玻组件前后2片玻璃的结构形式，减小了组件在施工安装过程中产生局部隐裂问题的发生；
（10）双玻组件结构形式简单，耗材用量较少，比如汇流带用量减少，省去了铝边框等；
（11）双玻组件更容易实现三个接线盒的结构设计，减少热斑效应，便于组件与组件的连接，减少了光伏线缆的用量；
（12）双玻组件无背板，散热性好,从而提升了发电量。
劣势：
（1）对比常规组件产品偏重不易独立搬运；
（2）搬运过程中易造成边缘撞击易碎。
4.半片组件：整片电池片平均切割成两份后进行制程工艺封装的组件产品，可提升约2-3%的组件功率（包括常规半片、双玻半片、贴膜半片、MBB半片等）。
优势：
（1） 降低发热，减少温度损失，系统发电效率提升：
由于减少了内部电流和内损耗，组件及接线盒的工作温度下降，热斑几率及整个组件的损毁风险也大大降低。在组件户外工作状态下，半片组件自身温度比常规整片组件温度低 1.6℃左右，有效提升系统发电量；
（2）减少遮挡损失：
半片组件凭借其特殊的并串结构，可以使组件在纵向排布提高支架与土地利用率的同时减少阴影遮挡造成的发电量损失；
（3）提高封装损失：
半片组件利用了低电流特点，有效提高组件的封装效率，对比整片相同规格组件产品增益约2-3%功率；
劣势：
（1）制程过程需要增加划片设备及自动汇流焊设备（人工汇流焊效率低），制造成本略有增加；
（2）划片和焊接过程材料消耗略有增加；
（3）制程工艺要求较高。
5.焊带贴膜组件：增加定向反光膜粘贴在光伏焊带上的制程工艺封装组件产品，可提升约1.5%的组件功率。
优势：
（1）焊带贴膜表面微型反光棱镜可定向反光致电池片表面，增加组件表面光吸收，增大组件短路电流，提升组件整体功率约1.5%左右；
（2）相同规格尺寸组件情况下，焊带贴膜组件电站方阵容量更大，提高支架与土地利用率；
（3）提高封装损失：成品组件产品功率增益约1.5%，封装损失提高1%以上。
劣势：
（1）制程过程焊接贴膜工艺比较复杂，层压前不良返修偏高；
（2）层压前返修员工操作技术要求高，影响正常产品流水速度。
6.MBB组件：增加电池片主栅线网版印刷后进行制程工艺封装组件产品。MBB是指多主栅技术,是通过提高主栅数目，提高电池应力分布均匀性，进而提高导电性，增加转换效率，目前市场包括6主栅、9主栅、12主栅。
优势：
（1）光学增益：多主栅圆形焊带可减少遮光面积，将光有效反射到电池上，提高组件短路电流，焊带区域光学利用率由5%以下提高到40%以上；
（2）电学增益：主栅线宽度更细，间距更窄，可缩短细栅线电流传输距离；半片电池通过串联或并联连接封装成的组件，进而降低电阻损耗；最终组件功率可提升最终组件功率可提升10W以上。
（3）材料节约：节约银浆用量，降低制造成本；
（4）单个组件功率更高，增加电站方阵装机容量，节约投入及维护成本。
劣势：
制程过程焊接MBB工艺要求高，层压前不良返修高，提产慢。
三、电池组件的成本分析
上面对最几种常见的光伏组建所采用的封装技术、硅片材质，它的优劣进行了简单的分析。其实对于我们消费者来说，不管你厂家采用什么样的高端技术，采用了什么样的先进工艺。对我们有用的信息，无非就是你的价格是多少？你的发电效率怎么样？你的使用寿命有多长？对我们来说是不是一款值得购买的产品？
1. 组件价格：根据2021年11月10日infolink官网的光伏组件报价最高2.12元每瓦。
图1-5 infolink官网2021年11月10日的光伏组件报价
我们光伏组件报价时都是以每瓦单价计算价格，假如一块光伏组件它单价为2.12元每瓦，它的标称功率为550瓦。那它的总价就应该是：
组件价格=每瓦单价×标称功率=2.12×550=1166元
如果你想装10千瓦容量的光伏组件，我们估算的时候一般都是用10千瓦直接乘以每瓦的单价。
即：组件总价=10000×2.12=21200元
但是由于光伏组件它的功率不可能恰好就是10千瓦，实际安装的时候可能会少于10千瓦，或者多于10千瓦。具体需要多少块光伏组件，就用我们的总装机容量除以每一块光伏组件的标称功率。光伏组件还是以标称功率550瓦为例，计算结果采用四舍五入的方式进行取值。
即：组件数量=装机容量÷组件标称功率=10000÷550=18.18≈18块
2. 发电效率：发电效率是我们消费者最关心的指标，那么发电效率怎么计算呢。例如某龙头企业宣称他们的210组件已经突破了600瓦。它的尺寸为：2172mm×1303mm×40mm
要计算它的发电效率,得知道计算公式。我们单位面积的发电效率等于它的总功率除以总面积。由于我们计算峰值功率采用的是1000瓦每平方米进行计算，所以我们也需要进行单位换算以方便计算。即有：
组件面积=2172mm×1303mm=2.172m×1.303m=2.83m²；
组件功率=600W=0.6kW；
组件每平方米发电功率=0.6kW÷2.83m²=0.212kW
单位面积发电效率=组件每平方米发电功率×100%=0.212×100%=21.2%
综上可知，在峰值日照条件下，每平方米面积的光伏组件每小时发电功率为212瓦，一块光伏组件在峰值日照条件下，一小时可以发600W.h的电量。
3. 周边成本（BOS成本）：BOS英文全称：Balance of System，我们可以把它理解为周边成本。光伏BOS成本是指除了光伏组件以外的系统成本，主要有控制器、逆变器、支架、电缆、接线汇流箱、蓄电池、显示、支撑结构、防雷装置等主要设备的成本，以及土建、安装工程、项目设计、工程验收和前期相关费用等部分构成。
假设前期建设中光伏组件的成本，占居总成本的50%，则我们的周边成本为50%。按照目前的市场行情，光伏组件在前期建设中占据总成本的多少份额，也是一个复杂的计算过程，这里就不展开讲了。
经过研究发现，光伏组件的尺寸越大，他在组件成本也就相应的会降低，直到组件大到不适合两人安装作业的尺寸为止。光伏组件的尺寸越大，它需要的组件中压就越少，需要的导线和汇流箱也就越少，组件安装速度也就越快。
4.度电成本（LOCE）：
度电成本是我们衡量光伏电站盈利能力的重要指标。度电成本又叫平准化度电成本，英文全称：Levelized Cost of Energy，简称：LOCE。
度电成本的意思就是光伏组件在整个生命周期内所发电量的成本价格。由于我们不可能未卜先知，知道以后的经济发展走势。所以只能以现有的物价对每一发一度电的成本进行估算，我们管这种计算方法叫做成本现值计算法。
具体来计算方式为，先算出我们光伏电站所有的投入的总金额，再算出光伏电站生命周期内的总发电量。然后然后用总金额除以总发电量，得到的值就是我们的度电成本。
假如还是以10千瓦为例，光伏组建单价为2.12元每瓦，以某龙头企业的600W标称功率组件产品为例。
由于：1000瓦=1千瓦，则有10千瓦=10000瓦 千瓦写作：KW。
组件数量=假定总装机容量÷备选组件标称功率=10000÷600=16.66≈17块
实际总装机容量=600W×17块=10200W÷1000=10.2kW
峰值日照条件下10千瓦每小时的发电量为：
每小时发电量=组件标称功率×组件数量=600W×17块=10200W.h÷1000=10.2kW.h
假设一天的平均峰值日照时数为4.5小时，则有：
年峰值日照时数=4.5小时×365天=1,642.5小时
假设电池组件可以工作30年，则有：
总峰值日照时数=1642.5小时×30年=49275小时
总发电量=总峰值日照时数×每小时发电量=49275小时×10.2kW.h=502605kW.h
由前面的计算可知需要10千瓦装机容量需要17块组件，计算光伏组件成本则有：
组件总成本=每瓦单价×标称功率×组件数量=2.12元×600W×17块=21624元
假设光伏组件只占建设成本的50%，也就是周边成本（BOS成本）为50%，建设成本则有：
建设成本=组件总成本÷0.5=21624元÷0.5=43248元
假设后期电站运营成本为0.04元每瓦，运营30年，实际装机容量10200W（10.2kW）
则电站生命周期运营成本为：
运营成本为=每瓦运营成本×装机容量×运营时间=0.04元×10200W×30年=12240元
综上可知：
总成本=建设成本 运营成本=43248元 12240元=55488元
度电成本=总成本÷总发电量=55488元÷502605kW.h=0.11元
上面都只是假设条件下的测算值，仅可作为了解光伏组件选购时的计算方法之用，不能作为实际投资的参考依据。
由于篇幅原因，下篇文章再着重讲解如何去读懂光伏组件的各种参数和宣传噱头。
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