提到光伏組件的發電能力,很多人第一反應是看光伏組件的光電轉化效率。
光伏組件轉換效率的計算方法:在照射強度1000M/c㎡ :太陽能工作溫度25℃±2℃的情況下,最大輸出功率除以日照強度乘以太陽能電池板吸收光面積乘以100%。
實際上,光伏組件的轉換效率受到光照時間、光照強度、安裝角度、朝向、溫度、表面清潔程度、電池衰減程度等諸多因素的影響。
另外,不同光伏電池技術使用的半導體材料不同,導致對光的吸收系數和溫度系數都不同。在實際應用場景中,碲化鎘組件的實際發電、效率反而更具優勢。
▲ 相同裝機量下,碲化鎘和多晶硅組件系統發電效率對比圖
上圖是位于杭州的1.5KW 龍焱碲化鎘組件電站和1.5KW多晶硅組件電站的發電量對比數據,總共運行了83個月(2012.11 -2019.09)。從上圖中可知,在大部分月份,碲化鎘組件發電量比多晶硅組件高出1%~10%(圖中紅色方框內),年平均發電量比多晶硅高7.5%。
▲ 河南鄭州2.1kW碲化鎘薄膜光伏電站
另外龍焱河南合作經銷(河南華旭光能)和山西合作經銷(山西陽泰龍焱能源)分別提供了當地一座光伏電站的發電數據(2022年5月1日-6日),兩座光伏電站都采用了龍焱能源碲化鎘薄膜光伏組件,發電量情況如下:
通過兩座碲化鎘組件光伏電站的發電曲線圖可以看出,兩座碲化鎘光伏電站從早上6:00就開始工作發電,一直到下午的18:00,一天發電工作時間達到了12小時。鄭州2.1kW碲化鎘光伏電站的每千瓦日均發電量達到了5.92kWh,晉城陽城30kW碲化鎘光伏電站每千瓦日均發電量達到了7.32kWh。
為何碲化鎘薄膜組件具有穩定、突出的發電性能?總結下來,碲化鎘薄膜電池主要有以下特性:
1、碲化鎘的禁帶寬度為1.45eV,是地面太陽能光譜最匹配的禁帶寬度;
2、碲化鎘是直接帶隙材料,吸收系數> 105/cm,吸收系數高,是硅材料的100倍;
3、溫度系數低:碲化鎘禁帶寬度高于晶硅,溫度系數約是晶硅的一半,夏季組件的溫度可超過65℃,而此時碲化鎘的發電能力比晶硅高出10%左右;
4、熱斑效應小:碲化鎘薄膜組件是長條子電池設計,減少了熱斑效應,在提高發電能力的同時,保證了產品壽命和安全。
現階段,用于光伏電站的碲化鎘標準光伏組件的生產成本已經與晶硅組件生產成本持平,在碲化鎘組件產業鏈及生產原料耗量遠小于晶硅組件情況下,隨著碲化鎘電池產業化和規模化不斷提升,碲化鎘薄膜組件的降本潛力大于晶硅組件,未來極有可能出現碲化鎘光伏組件價格低于晶硅組件的情況。