將實(shí)證電站2017年1-4月份每日發(fā)電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對單晶PERC組件/多晶組件發(fā)電量進(jìn)行對比，結(jié)果如圖1所示，橫坐標(biāo)為運(yùn)行的時(shí)間日期，縱軸為光伏系統(tǒng)每kW的日發(fā)電量。日直流比發(fā)電量主要分布于1~6 kWh/kW范圍之內(nèi)。單晶PERC組件1~4月間每月日均直流比發(fā)電量分別為：4.03 kWh/kW、4.45 kWh/kW、4.814 kWh/kW、4.61 kWh/kW，多晶組件1-4月間每月日均直流比發(fā)電量分別為：3.91 kWh/kW、4.31kWh/kW、4.64 kWh/kW、4.41 kWh/kW。1~4月份單晶PERC組件相對多晶每月日直流比發(fā)電量增值分別為：3.19%、3.42%、3.72%、4.35%。其中整4個(gè)月間單晶PERC組件每日平均直流比發(fā)電量為4.47kWh/kW，多晶為4.32kWh/kW， 單晶PERC組件日均直流比發(fā)電量相對多晶高出0.15 kWh/kW。單晶PERC組件相對多晶組件每日增發(fā)電比例范圍為2%~6%，4個(gè)月周期內(nèi)日平均增發(fā)電量為3.67%。

 

圖1：2017年1~4月直流發(fā)電統(tǒng)計(jì)
 

圖2對1~4月單晶PERC組件與多晶日交流比發(fā)電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(交流表記錄值)，結(jié)果同樣介于1~6 kWh/kW范圍之內(nèi)，其中單晶PERC組件交流日均比發(fā)電量為4.28 kWh/kW，多晶為4.11kWh/kW，單晶PERC組件日均交流比發(fā)電量相對多晶高出0.17 kWh/kW，整個(gè)周期單晶PERC組件相對多晶日均交流發(fā)電量在增發(fā)比例為4.13%，相對于直流比發(fā)電量增加值3.67%有所增加。原因主要是該系統(tǒng)DC/AC偏低，單晶PERC組件工作電壓高，組串工作電壓相對多晶更多時(shí)間處于逆變器MPPT范圍內(nèi)，因此逆變器轉(zhuǎn)換效率更高。

 

圖2：2017年1~4月交流發(fā)電統(tǒng)計(jì)
 

圖3：2017年3月不同輻照度下的發(fā)電情況

圖4：2016年12月不同輻照度下的發(fā)電情況

圖5：2017年3月不同輻照度的占比
 

我們對3月份不同輻照度下單晶PERC組件與多晶組件直流比發(fā)電量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示在任一輻照度范圍內(nèi)單晶PERC組件相對多晶均顯示出高的發(fā)量，趨勢與16年12月份相同-隨輻照降低兩種組件比發(fā)電量差值有增大的趨勢，0~200 W/m2輻照時(shí)PERC組件比發(fā)電量比多晶組件高5.6%，不同的是3月份1000W/m2左右的輻照條件下PERC組件的發(fā)電優(yōu)勢仍非常明顯，1000W/m2以上輻照時(shí)比發(fā)電量增加值為2.73%(16年12月為0.45%)，這應(yīng)主要是3月份，組件的工作溫度更高因此PERC組件功率溫度系數(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)出來、兩種組件的工作溫度差也更高。對于這樣的戶外發(fā)電情況，只有0~200W/m2的發(fā)電基本反映實(shí)驗(yàn)室測試的組件低輻照性能，其他輻照段都無法排除溫度的影響。另外，相對1月份，3月份的輻照量明顯增加，尤其是800W/m2以上的輻照部分，占比也有16年12月的36%提高到45%。
 

圖6：2017年1~4月組件不同月份的最高溫度
 

在上一篇文章中，我們所統(tǒng)計(jì)的組件平均溫度是對全天數(shù)據(jù)取平均的結(jié)果，因此難以反映組件主要發(fā)電狀態(tài)下的實(shí)際工作溫度以及兩種組件的溫度差，也與從業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)所不符。此次選擇了組件的月最高溫度進(jìn)行對比，結(jié)果如圖3。隨平均環(huán)境溫度由1月的23.8度提高到4月的26.8度，環(huán)境最高溫度由30.0度提高到32.8度，多晶組件最高工作溫度始終高于環(huán)境溫度30攝氏度以上，4月份達(dá)64.41度。單晶PERC組件的工作溫度則始終低于多晶組件，2、3月份的工作溫度差達(dá)到4.3度以上，對4個(gè)月取平均，溫差為3.67度。
 

對于最高溫度差是否能代表工作狀態(tài)下的平均溫度差，我們選取了2月7日的發(fā)電情況與組件工作溫度進(jìn)行了分析。首先看2月7日的發(fā)電數(shù)據(jù)，如圖5。每5分鐘統(tǒng)計(jì)一次直流發(fā)電量，輻照量同樣統(tǒng)計(jì)5分鐘內(nèi)的總輻照量。PERC組件對應(yīng)的逆變器早晨7：30有發(fā)電數(shù)據(jù)，而多晶組件7：35有發(fā)電數(shù)據(jù);停止發(fā)電的時(shí)間分別為18：30和18：20。根據(jù)統(tǒng)計(jì)到的數(shù)據(jù)，這部分對直流比發(fā)電量的貢獻(xiàn)為4.3Wh/kW。

圖7：單晶PERC與多晶日實(shí)時(shí)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)
 

由圖7可見，從早晨7:30分開始輻照量(5分鐘內(nèi))由0.014MJ/m2逐步增加至12:50的0.309 MJ/m2，隨后輻照度逐步由18:50降至0 MJ/m2.組件隨輻照度增強(qiáng)組件發(fā)電量同步增強(qiáng)，單晶PERC系統(tǒng)發(fā)電量由開始的0.01 kWh 增加至12:50達(dá)到峰值(輻照度峰值)0.211 kWh，多晶系統(tǒng)發(fā)電量由開始時(shí)的的0.01 kWh 增加至12:10達(dá)到峰值0.181 kWh;13:00后隨輻照度下降組件發(fā)電量逐步降低，至18:30分組件發(fā)電量降至0后逆變器關(guān)閉。一天之內(nèi)組件約發(fā)電時(shí)間11小時(shí)，當(dāng)天單晶PERC系統(tǒng)直流總發(fā)電量為14.58 kWh，多晶系統(tǒng)直流總發(fā)電量為13.12 kWh，單晶PERC相對多晶的直流比發(fā)電量差值為0.175kWh/kW，即175Wh/kW。

圖8：單晶PERC與多晶日實(shí)時(shí)溫度統(tǒng)計(jì)
 

圖8為2月7日組件表面溫度與環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)值，對比圖7可知隨光伏系統(tǒng)發(fā)電提高，單晶PERC組件與多晶組件的溫差開始變大，早8：15以后、下午17：45以前，單晶PERC組件溫度才高于環(huán)境溫度。當(dāng)日組件最高溫度發(fā)生在12：20，單晶PERC組件50.68度，多晶組件53.89度，環(huán)境溫度28.09度;兩種組件溫差3.21度。
 

對不同時(shí)間點(diǎn)的組件溫度差用該時(shí)間點(diǎn)的組件發(fā)電量做加權(quán)平均(環(huán)境溫度用PERC的發(fā)電量做加權(quán)平均)，所得到的平均溫度為單晶PERC組件43.03度，多晶組件46.17度，環(huán)境溫度27.00度;溫差3.13度。可知多晶組件平均溫度高于平均環(huán)境溫度19.17度，而兩種組件的平均溫度差與最高溫度差相當(dāng)(3.13vs3.21度)，因此用月最高溫度差代表組件工作狀態(tài)下的平均溫度差是可行的。
 

那么按兩種組件平均溫度差3.5度(43.0度、46.5度)，功率溫度系數(shù)分別按-0.39%/oC和0.41%/oC，單晶PERC組件的實(shí)際功率應(yīng)比多晶組件高1.97%?？晒浪?~4月單晶PERC組件與多晶組件直流比發(fā)電量150Wh/kW的差值中(單晶PERC4.47kWh/kW，多晶4.32kWh/kW)，約有85Wh/kW是溫度相關(guān)的原因貢獻(xiàn)的。

 

本文給出了290W單晶PERC組件相對于270W多晶組件在中國電器院工業(yè)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室三亞濕熱海洋氣候?qū)嵶C基地更長時(shí)段(2017年1~4月)的發(fā)電對比情況，單晶PERC組件平均多發(fā)電3%以上。單晶PERC組件保持其低輻照發(fā)電優(yōu)勢并體現(xiàn)出比多晶組件工作溫度低~3.5oC的優(yōu)勢。但1~4月比發(fā)電量優(yōu)勢的擴(kuò)大(3.19%、3.42%、3.72%、4.35%)不足以通過以上兩點(diǎn)優(yōu)勢來解釋(4月兩種組件的工作溫度差高于2月和3月)，很有可能與單晶PERC組件(Hi-MO1)更低的衰減有關(guān)，我們將在電站運(yùn)行1年期滿后對組件功率進(jìn)行測試以佐證這一判斷。