家庭分布式光伏電站如何選購電池組件

最近遇到很多朋友向我咨詢該如何選購光伏電池組件，對于這個問題我們還不是不能一概而論，需要具體問題具體分析。下面根據我的經驗，就目前來看相對比較靠譜的選購方法簡單的介紹給大家。

一、根據安裝場地特點确定發電單元材質

目前市面上主流的用于家庭分布式光伏電池的發電單元材質有單晶矽、多晶矽、薄膜電池這三大類。這三種材質中單晶矽價格最貴、發電效率也最高，多晶矽和單晶矽相比成本略低，發電效率也略低，薄膜電池的發電效率最低，成本也最低。

我們常說的家庭分布式光伏發電站主要指安裝在屋頂、露天陽台、庭院内的光伏電站。當然還有光伏建築一體化的安裝方式，這種就是新建房屋的時候才用得上。由于國内目前這種光伏建築一體化安裝方式并不怎麼流行，不具有普遍性和代表性，所以今天就不在這個讨論了。

由于建設光伏電站報批的時候，都要求出示你的土地使用證或者是房屋産權證。所以你用來建設電站的使用面積就受到了嚴格的限制。由于面積受限，要想獲得更多的發電量，就隻有提高單位面積的發電量。

由于薄膜太陽電池本身發電效率相對較低就不建議采用了。剩下的單晶矽和多晶矽光伏電池目前發電效率相差并不是特别巨大，所以兩個都可以考慮。總之發電效率是我們家庭分布式光伏電站的首要參考條件。

下面對光伏電池的原理及特性做一些簡單的介紹：

1.光伏組件：光伏組件一般是對太陽能光伏發電電池組件的簡稱，之所以叫組件是因為太陽電池片非常脆弱，不耐沖擊和彎折，也就是我們通常說的一碰就碎一折就斷。于是就用鋼化玻璃、金屬邊框、填充材料、粘接膠水等把電池片保護起來，從而讓他具備可以長途運輸和搬運裝卸的條件，也可以承受冰雹、雨雪、地震和風力對它的沖擊。

同時電池片的保護層上還有接線盒、導線等傳輸電能的裝置、防反二極管等電路保護裝置。我們把這種由好多種零部件組合成的一個整體叫做光伏組件。

光伏組件按照矽片材質和封裝工藝至可分為：常規60/72P、常規60/72P全黑、雙玻、半片、焊帶貼膜、MBB六大類。

光伏組件按照矽片尺寸分類大緻可分為：156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm 等。

2. 晶體矽光伏電池組件的技術路線：

圖1-1 光伏發電原理示意圖

圖1-3 光伏組件全産業鍊流程圖

3. 矽片尺寸規格：目前市面上主流的矽片的尺寸規格有157.19、158.75、166、182、210。不過157.19、158.75已經逐漸被166取代。我們這裡所說的157.19、158.75、166、182、210值指的是單個矽片的尺寸。

由于矽片大多采用的是四邊相等的正方形結構，所以157.19就是157.19mm×157.19mm;以此類推則有：158.75=158.75mm×158.75mm；166=166mm×166mm；182=182mm×182mm；210=210mm×210mm。

當然也有例外的情況，目前市面上還有一種半片組件，它就是把整塊矽片等份切割成兩個半片，所以它的長度還是原來的長度，寬度卻需要減半計算。

例如158.75的組件，雖然我們還是一樣叫它為158.75組件，但描述它的規格時前面就要加上半片的字樣。如：158.75單玻單晶半片120P。由于166以上規格的矽片組件已經逐漸取代了小尺寸的矽片組件，所以現在大家多數時候已經不再介紹166以下尺寸的組件。

4. 組件的尺寸規格：一個電池組件是由多個電池片互相連接組合起來的，目前157.19、158.75、166主要有60片和72片兩種規格。規格型号代碼一般用60P和72P表示，60和72表示矽片的片數，P是PIECES的縮寫形式PCS的簡稱，表示計量單位個、件、片、條或者張等單位。

前面所講的157.19、158.75這兩種型号的産品有半片的制程方式，由這種制程方式封裝出來的電池組件60個整片對應120個半片，72個整片對應144個半片。規格型号代碼表示為120P和144P。

182、210這兩種矽片中182還是沿用了60片和72片的規格封裝制程方式。210由于其單個矽片面積過大，如果再沿用以前72片的規格就面積太大、重量太重，增加了安裝的成本，不再适合雙人或單人安裝作業，也不方便長途運輸和裝卸搬運。

所以采用210尺寸矽片的組件封裝方式改為55、60片整片或者110、120半片進行封裝，目前市面上筆者還沒有見到有廠家做72整片或者144半片的210矽片組件。

圖1-4 太陽能光伏矽片尺寸發展曆程

二、幾種常見光伏組件的質量、技術優勢和劣勢比較分析。

除了組件的矽片尺寸不同，還有封裝方式各個産品也存在不同程度的差異，矽片的生産工藝也各有不相同。下面就進行詳細的介紹：

1. 常規60/72P組件

封裝方式：封裝工藝采用正面使用光伏玻璃，反面使用光伏白背闆進行制程工藝封裝整片電池片。

優勢：

（1）技術、工藝和設備相關均成熟穩定，可以快速進行量産；

（2）常規材料市場豐富，可選性較強。

劣勢：

（1）市場占有率逐步衰減，銷售價格偏低，利潤縮減；

（2）相同光伏電站布陣面積裝機容量低，增加電站投入和維護成本。

2. 常規60/72P全黑組件：正面使用光伏玻璃，反面使用光伏黑背闆，黑邊框、黑矽膠進行制程工藝封裝整片電池片。

優勢：

（1）組件産品外觀更具觀賞性，滿足安裝屋頂外觀要求，主要集中家庭屋頂分布式；

（2）制程工藝和設備要求與常規白組件産品差異不大，均可以快速穩定量産。

劣勢：

（1）黑色光伏組件的轉化效率偏低，使得系統占用面積過大；

（2）光伏組件在分布式系統運用中存在眩光污染；

（3）常規黑組件為單晶組件為主，存在光緻衰減較大的問題；

（4）封裝損失較常規白組件産品高約2%。

3. 雙玻組件：正反面均使用光伏玻璃進行制程工藝封裝的整片或是半片組件産品（含雙面雙玻）。

優勢：

（1）生命周期較長質保是30年；

（2）生命周期内發電量雙玻組件預期比普通組件高出25%左右；

（3）衰減較低：傳統組件的衰減大約在0.7%左右，雙玻組件是0.5%；

（4）玻璃的透水率幾乎為零；

（5）玻璃的耐磨性非常好：大風沙地區雙玻組件的耐磨性優勢明顯；

（6）雙玻組件不需要鋁框，沒有鋁框使導緻PID發生的電場無法建立；

（7）玻璃的絕緣性優于背闆，其使雙玻組件可以滿足更高的系統電壓，以節省整個電站的系統成本；

（8）雙玻組件的防火等級由普通晶矽組件的C級升級到A級，使其更适合用于居民住宅、化工廠等需要避免火災隐患的地區；

（9）雙玻組件前後2片玻璃的結構形式，減小了組件在施工安裝過程中産生局部隐裂問題的發生；

（10）雙玻組件結構形式簡單，耗材用量較少，比如彙流帶用量減少，省去了鋁邊框等；

（11）雙玻組件更容易實現三個接線盒的結構設計，減少熱斑效應，便于組件與組件的連接，減少了光伏線纜的用量；

（12）雙玻組件無背闆，散熱性好,從而提升了發電量。

劣勢：

（1）對比常規組件産品偏重不易獨立搬運；

（2）搬運過程中易造成邊緣撞擊易碎。

4.半片組件：整片電池片平均切割成兩份後進行制程工藝封裝的組件産品，可提升約2-3%的組件功率（包括常規半片、雙玻半片、貼膜半片、MBB半片等）。

優勢：

（1） 降低發熱，減少溫度損失，系統發電效率提升：

由于減少了内部電流和内損耗，組件及接線盒的工作溫度下降，熱斑幾率及整個組件的損毀風險也大大降低。在組件戶外工作狀态下，半片組件自身溫度比常規整片組件溫度低 1.6℃左右，有效提升系統發電量；

（2）減少遮擋損失：

半片組件憑借其特殊的并串結構，可以使組件在縱向排布提高支架與土地利用率的同時減少陰影遮擋造成的發電量損失；

（3）提高封裝損失：

半片組件利用了低電流特點，有效提高組件的封裝效率，對比整片相同規格組件産品增益約2-3%功率；

劣勢：

（1）制程過程需要增加劃片設備及自動彙流焊設備（人工彙流焊效率低），制造成本略有增加；

（2）劃片和焊接過程材料消耗略有增加；

（3）制程工藝要求較高。

5.焊帶貼膜組件：增加定向反光膜粘貼在光伏焊帶上的制程工藝封裝組件産品，可提升約1.5%的組件功率。

優勢：

（1）焊帶貼膜表面微型反光棱鏡可定向反光緻電池片表面，增加組件表面光吸收，增大組件短路電流，提升組件整體功率約1.5%左右；

（2）相同規格尺寸組件情況下，焊帶貼膜組件電站方陣容量更大，提高支架與土地利用率；

（3）提高封裝損失：成品組件産品功率增益約1.5%，封裝損失提高1%以上。

劣勢：

（1）制程過程焊接貼膜工藝比較複雜，層壓前不良返修偏高；

（2）層壓前返修員工操作技術要求高，影響正常産品流水速度。

6.MBB組件：增加電池片主栅線網版印刷後進行制程工藝封裝組件産品。MBB是指多主栅技術,是通過提高主栅數目，提高電池應力分布均勻性，進而提高導電性，增加轉換效率，目前市場包括6主栅、9主栅、12主栅。

優勢：

（1）光學增益：多主栅圓形焊帶可減少遮光面積，将光有效反射到電池上，提高組件短路電流，焊帶區域光學利用率由5%以下提高到40%以上；

（2）電學增益：主栅線寬度更細，間距更窄，可縮短細栅線電流傳輸距離；半片電池通過串聯或并聯連接封裝成的組件，進而降低電阻損耗；最終組件功率可提升最終組件功率可提升10W以上。

（3）材料節約：節約銀漿用量，降低制造成本；

（4）單個組件功率更高，增加電站方陣裝機容量，節約投入及維護成本。

劣勢：

制程過程焊接MBB工藝要求高，層壓前不良返修高，提産慢。

三、電池組件的成本分析

上面對最幾種常見的光伏組建所采用的封裝技術、矽片材質，它的優劣進行了簡單的分析。其實對于我們消費者來說，不管你廠家采用什麼樣的高端技術，采用了什麼樣的先進工藝。對我們有用的信息，無非就是你的價格是多少？你的發電效率怎麼樣？你的使用壽命有多長？對我們來說是不是一款值得購買的産品？

1. 組件價格：根據2021年11月10日infolink官網的光伏組件報價最高2.12元每瓦。

圖1-5 infolink官網2021年11月10日的光伏組件報價

我們光伏組件報價時都是以每瓦單價計算價格，假如一塊光伏組件它單價為2.12元每瓦，它的标稱功率為550瓦。那它的總價就應該是：

組件價格=每瓦單價×标稱功率=2.12×550=1166元

如果你想裝10千瓦容量的光伏組件，我們估算的時候一般都是用10千瓦直接乘以每瓦的單價。

即：組件總價=10000×2.12=21200元

但是由于光伏組件它的功率不可能恰好就是10千瓦，實際安裝的時候可能會少于10千瓦，或者多于10千瓦。具體需要多少塊光伏組件，就用我們的總裝機容量除以每一塊光伏組件的标稱功率。光伏組件還是以标稱功率550瓦為例，計算結果采用四舍五入的方式進行取值。

即：組件數量=裝機容量÷組件标稱功率=10000÷550=18.18≈18塊

2. 發電效率：發電效率是我們消費者最關心的指标，那麼發電效率怎麼計算呢。例如某龍頭企業宣稱他們的210組件已經突破了600瓦。它的尺寸為：2172mm×1303mm×40mm

要計算它的發電效率,得知道計算公式。我們單位面積的發電效率等于它的總功率除以總面積。由于我們計算峰值功率采用的是1000瓦每平方米進行計算，所以我們也需要進行單位換算以方便計算。即有：

組件面積=2172mm×1303mm=2.172m×1.303m=2.83m²；

組件功率=600W=0.6kW；

組件每平方米發電功率=0.6kW÷2.83m²=0.212kW

單位面積發電效率=組件每平方米發電功率×100%=0.212×100%=21.2%

綜上可知，在峰值日照條件下，每平方米面積的光伏組件每小時發電功率為212瓦，一塊光伏組件在峰值日照條件下，一小時可以發600W.h的電量。

3. 周邊成本（BOS成本）：BOS英文全稱：Balance of System，我們可以把它理解為周邊成本。光伏BOS成本是指除了光伏組件以外的系統成本，主要有控制器、逆變器、支架、電纜、接線彙流箱、蓄電池、顯示、支撐結構、防雷裝置等主要設備的成本，以及土建、安裝工程、項目設計、工程驗收和前期相關費用等部分構成。

假設前期建設中光伏組件的成本，占居總成本的50%，則我們的周邊成本為50%。按照目前的市場行情，光伏組件在前期建設中占據總成本的多少份額，也是一個複雜的計算過程，這裡就不展開講了。

經過研究發現，光伏組件的尺寸越大，他在組件成本也就相應的會降低，直到組件大到不适合兩人安裝作業的尺寸為止。光伏組件的尺寸越大，它需要的組件中壓就越少，需要的導線和彙流箱也就越少，組件安裝速度也就越快。

4.度電成本（LOCE）：

度電成本是我們衡量光伏電站盈利能力的重要指标。度電成本又叫平準化度電成本，英文全稱：Levelized Cost of Energy，簡稱：LOCE。

度電成本的意思就是光伏組件在整個生命周期内所發電量的成本價格。由于我們不可能未蔔先知，知道以後的經濟發展走勢。所以隻能以現有的物價對每一發一度電的成本進行估算，我們管這種計算方法叫做成本現值計算法。

具體來計算方式為，先算出我們光伏電站所有的投入的總金額，再算出光伏電站生命周期内的總發電量。然後然後用總金額除以總發電量，得到的值就是我們的度電成本。

假如還是以10千瓦為例，光伏組建單價為2.12元每瓦，以某龍頭企業的600W标稱功率組件産品為例。

由于：1000瓦=1千瓦，則有10千瓦=10000瓦 千瓦寫作：KW。

組件數量=假定總裝機容量÷備選組件标稱功率=10000÷600=16.66≈17塊

實際總裝機容量=600W×17塊=10200W÷1000=10.2kW

峰值日照條件下10千瓦每小時的發電量為：

每小時發電量=組件标稱功率×組件數量=600W×17塊=10200W.h÷1000=10.2kW.h

假設一天的平均峰值日照時數為4.5小時，則有：

年峰值日照時數=4.5小時×365天=1,642.5小時

假設電池組件可以工作30年，則有：

總峰值日照時數=1642.5小時×30年=49275小時

總發電量=總峰值日照時數×每小時發電量=49275小時×10.2kW.h=502605kW.h

由前面的計算可知需要10千瓦裝機容量需要17塊組件，計算光伏組件成本則有：

組件總成本=每瓦單價×标稱功率×組件數量=2.12元×600W×17塊=21624元

假設光伏組件隻占建設成本的50%，也就是周邊成本（BOS成本）為50%，建設成本則有：

建設成本=組件總成本÷0.5=21624元÷0.5=43248元

假設後期電站運營成本為0.04元每瓦，運營30年，實際裝機容量10200W（10.2kW）

則電站生命周期運營成本為：

運營成本為=每瓦運營成本×裝機容量×運營時間=0.04元×10200W×30年=12240元

綜上可知：

總成本=建設成本 運營成本=43248元 12240元=55488元

度電成本=總成本÷總發電量=55488元÷502605kW.h=0.11元

上面都隻是假設條件下的測算值，僅可作為了解光伏組件選購時的計算方法之用，不能作為實際投資的參考依據。

由于篇幅原因，下篇文章再着重講解如何去讀懂光伏組件的各種參數和宣傳噱頭。

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