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光伏组件技术创新将取代硬件成本下降成为新一个年代里推动光伏价格下降的主要因素

发表时间:2020-11-20 17:00:00  来源:野望文存  浏览:次   【】【】【

来源丨伍德麦肯兹


过去的十年是光伏行业在全球范围内突飞猛进地发展的十年。光伏系统成本的降低是市场发展的主要推动因素。不断成熟的光伏组件技术虽然也起到了推波助澜的作用,但硬件价格的降低是主导因素。然而,展望未来的十年,伍德麦肯兹预测组件技术的创新,而非硬件成本的降低,将成为推动新十年太阳系统及能度电成本持续降低的典型驱动力。


根据伍德麦肯的统计,过去十年中,全球年度太阳能安装量增长了7倍,从2010年的16吉瓦增加到2020年的115吉瓦。全球光伏组件的制造量从2010年的25GW,增长到今年的140GW (下左图)。多晶硅太阳能组件的价格从每瓦2美元,也就是十三块钱以上,降至目前的一块五到一块六一瓦,降副达到90% (下右图)。 在此期间,没有其他发电技术能够跟上太阳能降低成本的步伐。

 

除了成本大幅下降外,太阳能组件技术在过去十年中也取得了很大进步。在右图我们可以看到 2010年,标准72片多晶硅组件的平均输出功率约为290瓦。在今年,消费者只需要花2010年价格的十分之一来买到345瓦的组件。这就像以旧版苹果手机90%的折扣价购买最新版苹果手机一样。尽管这在手机市场可能永远不会发生,但是在过去的十年里,太阳能一直以这样的速度来用更低的价格推广更高效的组件。 


图一 过去十年光伏组件产量和价格         图二 光伏组件输出功率


组件等硬件成本下降是驱动过去十年光伏系统整体价格下降的主要因素。在这里我们用美国市场的数据来举例,光伏系统造价在2012年是 2.48美元每瓦, 而今年系统价格,即便在关税水平偏高的情况下也只有91美分每瓦,较2012年下降了63%。 其中组件,逆变器,BOS系统配件等硬件价格下降幅度站系统总下降幅度的二分之三。施工,土地,并网等费用下降的幅度虽然也不小,但是和硬件价格相比,还是略逊一筹。

 

但是在接下来的十年里,我们认为光伏产业不会,而且也不能重复上一个十年的步伐。因为系统硬件价格的下降空间逐步减小。新的系统价格下降的驱动力将来自于组件功率上升带来的利益。

 


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伍德麦肯兹的数据指出,在大型地面太阳能电站系统中,82%的系统成本和组件功率线性相关。使用更高功率的组件,可以节省电缆,降低跟踪器,支架之类的BOS配件的成本,节省劳动力,减少项目的占地面积并节省土地购置成本和施工成本。这突出了组件功率等级在降低系统成本中的重要性。

 

今年光伏组件市场最热门的话题是大硅片和大组件。他们便是以提高组件功率来降低系统成本和度电成本的典型案例。M10和G12是两种备受关注的大硅片尺寸。他们大幅提升了组件可用的发电面积,使其增加了35%至80%。大面积意味着太阳能电池的瓦数增加,并最终导致组件功率等级的显着提高。M10和G12组件功率达到500W以上。伍德麦肯兹在今年十月分发布的《光伏组件技术市场报告》里指出,光伏项目如果应用540W的M10组件和545W的G12组件的话,系统成本可以比应用现有的M4组件的项目低8%到9%,降本作用明显。 

 

除了大组件之外,另一个有前途的技术家族是N型高纯度硅片的N型太阳能电池技术。这一系列太阳能电池具有更高的效率,更低的衰退率,因此与当前的P型组件相比,在整个生命周期内的发电量更大。目前市场上 有三种商用N型太阳能电池:隧穿氧化钝化接触电池(TOPCon),异质结电池(HIT)和背接触电池(IBC)。伍德麦肯兹在《光伏组件技术市场报告》里指出N型电池电池的价格还是偏高,导致使用N型电池的光伏项目系统成本和度电成本都高于使用现P型组件的项目。如下图中指出,异质结和TOPCon项目的度电成本都高于现有主流技术项目。所以,成本降低和转化率提升是N型电池所要解决的问题。

 


总之,21世纪,20年代将是太阳能电池组件技术创新快速发展的十年,这将促成组件功率等级的显着提,生命周期发电量会提高,年度衰减率会降低,光伏组件也会变得更灵活,去适应更多的应用场景。 组件技术的创新为主,硬件成本下降为辅的发展模式将成为推动新十年太阳能度电成本持续降低的驱动力。


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责任编辑:蔡学森