Einfluss der Umwandlungseffizienz und der Ausgangsleistung eines Photovoltaikmoduls auf die BOS-Kosten eines Kraftwerks

Solarmodule sind das Herz der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage und die teuerste Ausrüstung. Sie war schon immer der Fokus der gesamten PV-Industrie. Neben dem rapiden Preis- und Preisrückgang bei Photovoltaik-Modulen lag der Anteil der Modulkosten an den Gesamtkosten der Photovoltaikanlage immer bei rund 50% (leicht gesunken). Für die Kostenreduzierung des Gleichgewichts von Systemkomponenten (BOS-Komponenten) ist es zum einen auf die Reduzierung der Kosten für Wechselrichter, Box-Transformatoren und andere Ger?te sowie die Optimierung des Array-Kapazit?tsdesigns zurückzuführen. Zum anderen liegt es in der Verw?sserung, die sich aus der Verbesserung der Moduleffizienz und der ?nderung der Spezifikationen ergibt. Diese wird im Detail wie folgt analysiert.

Verbesserte Moduleffizienz reduziert die BOS-Kosten

Es ist allgemein bekannt, dass effiziente Module die BOS-Kosten senken k?nnen. Seit 2015 ist der schnelle Anstieg von monokristallinen Modulen und monokristallinen PERC-Modulen am Marktanteil aufgrund ihrer Vorteile sowohl bei der BOS-Kosteneinsparung als auch bei der Stromerzeugungsleistung anerkannt. Das Grundprinzip für die BOS-Kostenersparnis besteht darin, dass die Gesamtleistung der Module in jeder Halterung durch Verwendung effizienter Module erh?hen wird. Die folgenden Elemente des Kraftwerks mit der gleichen Kapazit?t führen zu einer ungef?hr proportionalen Verringerung:

A. Halterung

B.Combiner-Box (oder Stringwechselrichter)

C. Photovoltaikkabel und Gleichstromkabel

D. Fundamentaufbau von Pf?hlen

E. Modul- und Halterungsinstallationskosten

Im zweiten Halbjahr 2016 zeigt beispielsweise ein Vergleich zwischen einem 60-Zellen-270-Wp-Polykristallin-Modul und einem 60-Zellen-295Wp-Monokristall-PERC-Modul mit derselben Modulgr??e, dass der Wirkungsgrad des 270-Wp-Moduls um 8,5% niedriger ist. Wenn die BOS-Kosten eines polykristallinen Moduls, das von der Moduleffizienz betroffen ist, bei 0,25 USD / Wp liegen, k?nnen die entsprechenden BOS-Kosten des 295Wp-Moduls auf der Grundlage des Wirkungsgrades grob berechnet werden: 0,25 * 270/295 = 0,23 USD / Wp, das Hocheffizienzmodul bringt 0,02 USD / Wp oder etwa 8,5% bei den BOS-Kosteneinsparungen.

Gegenw?rtig sind die BOS-Kosten im Zusammenhang mit der Moduleffizienz niedriger als in den Vorjahren. Angesichts des st?rkeren Rückgangs des Modulpreises wird jedoch der Anteil der BOS-Kosteneinsparungen beim Modulpreis erh?ht, so dass das Produkt mit hohem Wirkungsgrad günstiger auf dem Markt ist.

Die obige Berechnung berücksichtigt die gleiche Installationskapazit?t und wird auf die Bodenstationen mit ausreichender Fl?che angewendet. Bei industriellen und gewerblichen D?chern (?hnlich wie bei Wohnd?chern) k?nnen Hocheffizienzmodule eine gr??ere Installationskapazit?t erzielen. Auf diese Weise k?nnen zus?tzlich zu den oben genannten Kosten die folgenden Kosten durch eine solche gr??ere Installationskapazit?t und die Verwendung dieser Faktoren verringert werden. Hocheffiziente Module sind rentabler:

A. Entwicklungskosten der Kraftstation

B. Grid-Zugriffskosten

C. Kosten für die integrierte Automatisierungsausrüstung

1.Vergleich zwischen einem frühen Modul mit 125 mm-Zellen und einem Modul mit 156 mm-Zellen

Im Jahr 2012 waren noch Module aus 125 mm monokristallinen Siliziumwafern auf dem Markt. Die Gr??e der Module unter Verwendung von 72 Zellen (6 * 12) betrug 1580 * 808 mm, und die Leistung des monokristallinen Moduls betrug etwa 205 Wp. Gleichzeitig betrug die Leistung des 156-mm-Moduls mit 60 Zellen etwa 260 W und die Gr??e betrug 1650 * 991 mm. Die Leerlaufspannungen dieser beiden Module betrugen 45,92 V bzw. 38,24 V, so dass die Anzahl der 156-mm-Zellmodule in einer Kette gr??er war. Wenn man bedenkt, dass die Leistung eines 156-mm-Zellenmoduls h?her ist, ist die Gesamtleistung eines Modulstrings wesentlich h?her als die eines Modulstrings, der 125-mm-Wafer verwendet. Somit kann die Halterung, die eine Reihe von Modulen tr?gt, gr??er gemacht werden. So k?nnen die Kosten für die Halterung und das Fundament pro Wp erheblich gespart werden. Die Arbeitseffizienz und die Halterungen k?nnen aufgrund der Modulinstallation der Leistungssteigerung der Module verbessert werden und der Verbrauch von PV-Kabeln und die Landbelegung k?nnen auch reduziert werden.

Solche Einsparungen k?nnen nicht durch einfache lineare Konvertierung berechnet werden, sondern erfordern die Erstellung eines Array-Modells für spezifische Analysen. Die einfachen Berechnungsergebnisse, die auf dem Kostenmodell des Jahres 2012 basieren, lauten wie folgt (das Projekt befindet sich in Golmud und ist im Rest dieses Dokuments das gleiche). 30% der Leistungssteigerung führt zu 0,06USD / Wp oder Einsparungen von 16% bei den BOS-Kosten im Zusammenhang mit der Modulleistung.

2.Vergleich zwischen 60-Zellen- Modulen und 72-Zellen-Modulen

Die 156 (0,75) mm-Zellen k?nnen in einem 72-Zellen-Modul (6 * 12) gepackt werden, um die Leistung des Moduls weiter zu steigern. Die Erh?hung der Anzahl der Zellen erh?ht die Leerlaufspannung und reduziert die Anzahl der Module in einem String, w?hrend derselbe Leistungspegel eines einzelnen Strings von Modulen beibehalten wird. Bei der gew?hnlichen zweireihigen vertikalen Installation kann eine leichte Verl?ngerung des schr?gen Tr?gers dazu führen, dass die Halterung 72-Zellen-Module tragen kann und die Kosten für die Halterung geringfügig reduziert werden. Dieser Effekt ist signifikanter, wenn der horizontale einachsige Tracker mit h?heren Kosten verwendet wird. Daher wird der horizontale einachsige Tracker normalerweise zusammen mit 72-Zellen-Modulen verwendet. Andererseits kann die Arbeitseffizienz bei der Installation von Modul und Halterung aufgrund dieser erh?hten Modulleistung reduziert werden. Die Pr?ferenz für 60-Zellen-Module auf dem chinesischen Markt ist haupts?chlich eine Frage der Gewohnheit. Aufstrebende asiatische M?rkte wie Südkorea, Südostasien und Indien verwendeten im Allgemeinen 72-Zellen-Module in gro?en Kraftwerken sowie in dezentralen Industrie- und Gewerbekraftwerken, um die Systemkosten zu senken.

Die folgende Tabelle zeigt, dass ein 72-Zellen-Modul ca. 0,001 USD / Wp bei den Kosten für Halterung, Kabel und Combiner-Box einsparen kann, 0,004 USD / Wp bei den Installationskosten, die sich einfach aus der Anzahl der Module ergeben. Und die Gesamteinsparungen bei den BOS-Kosten auf der Systemseite betragen 0,006 USD / Wp.

3. Vergleich zwischen einem gr??eren Siliziumwafermodul (166 mm) und einem vorhandenen Modul

Die Gr??e des Moduls begann im Jahr 2018 mit zwei Optionen wieder zuzunehmen: Die Anzahl der Zellen zu erh?hen oder die Gr??e des Wafers zu erh?hen. Die Anzahl der Zellen kann von 72 auf 78 (+ 8,3%) und die Gr??e des Wafers auf M4 (Seitenl?nge 161,7 mm. + 5,7%) oder sogar 166 mm (ungef?hr + 12%) erh?ht werden. Die Umstellung von 60 Zellen auf 72 Zellen zeigt, dass die Erh?hung der Zellenzahl die Anzahl der Strings reduzieren kann. Die Einsparungen bei Klammer- und Pfahlgründung sind jedoch begrenzt, w?hrend die Vergr??erung der Gr??e des Wafers bei der Senkung der BOS-Kosten vorteilhafter ist. Daher soll die Gr??e des Wafers so weit wie m?glich erh?ht werden, solange die Produktion realisiert werden kann und die Modulinstallation keine offensichtlichen Schwierigkeiten aufweist.

Wenn die Leistung um 11,8% erh?ht wird, k?nnen die BOS-Kosten natürlich um 0,008 USD / Wp gespart werden und die gr??ten Einsparungen auf Pfahlgründung und -klammer entfallen.

Zusammenfassung

Die durch die Verbesserung der Moduleffizienz hervorgerufenen BOS-Kosteneinsparungen bei Photovoltaik-Kraftwerken sind in der Industrie allgemein bekannt, und die Einsparungen k?nnen in kürzerer Weise berechnet werden. Die Vergr??erung der Modulgr??e kann auch zu Einsparungen bei den BOS-Kosten führen. In diesem Artikel werden die Einsparungen bei den BOS-Kosten beschrieben, die durch die ?nderungen der Zellengr??e von 125 mm auf 156 mm und der Zellenmenge von 60 auf 72 geführt wurden. Au?erdem wird klargestellt, dass die Zellen noch vergr??ert werden k?nnen, um BOS-Kosten zu reduzieren. Die Detailberechnung zeigt, dass die BOS-Kosten durch die Verwendung einer monokristallinen 166-mm-Zelle gegenüber der 156-Zelle (0,75-mm-Zelle) um 0,008 USD / Wp eingespart werden k?nnen.