超级电站：平价时代各环节零部件最佳选型及价格分析

　　本文中涉及的技术，绝大多数都已经可以实现，少量仍然在预研阶段和等待政策放开。

 

　　凭借技术优化和良好的光照，三峡与阳光电源的青海格尔木以3 毛1 创下国内最低电价，并成功并网，震惊业界，可谓当前光伏电站的最强形态。而在项目取得成功后，下一代超级电站又会将中国光伏技术推向何方?

 

　　电池与组件技术：双面HIT+ 叠瓦& 双面PERC+ 叠瓦

 

 

　　根据电工所王文静老师的预测，当组件效率低于14% 时，即使组件价格是0，也没办法实现平价上网。

 

　　但效率提升终究是要为降低整体光伏电站度电成本服务的，因此在“军备竞赛”时也要考虑为了追求高效而需要付出多少成本。如图所示，同样是增加5% 的组件效率，但组件效率越高，同样幅度的效率提升对于成本下降的作用就越小。

 

　　而随着电池效率提升，对于材料品质、性能，设备精度和工艺的要求都大幅提升。十年前，光伏采用的都是从半导体降级的设备和材料，如今又有再次回归半导体产业精度和工艺的趋势，这必然会增加制造的成本。显然，过分追求高效并不是实现平价的唯一选择，如何提高电站的单瓦发电能力、和组件寿命对降低成本也同样重要。

 

　　智新研究院的数据显示，2019 年PERC、HIT 等高效电池产能将达到90GW，这意味着产业常规产能必须改造或逐步淡出市场。根据王文静研究员的对比数据，HIT 组件的目前有竞争力的价格约为2.98 元/W。

 

　　组件技术方面，除了已经成熟的与双面发电组件完美配合的双玻组件，目前最被看好的有MBB、半片技术和叠瓦技术。阿特斯已经宣布旗下产能几乎全部为半片、叠瓦等新型组件，而不再生产全片产品。

 

　　半片与叠瓦技术都可以提升组件功率，其中半片组件可以提升10-15W，叠瓦组件由于还增加了电池使用量，提升幅度更高，但叠瓦组件相比60 片半片组件，多了8 片电池使用量，因此二者目前成本差不多，半片组件还会略低一点，叠瓦只有比半片组件有较大功率提升时，才有价格方面的竞争力。

 

　　但同时叠瓦由于更高的功率密度，在电站的BOS 成本上能够降低整体投资，进而降低LCOE。

 

　　我们可以得出结论，2019 年有可能是半片叠瓦技术并存，成为光伏降本的主力，而随着HIT、叠瓦技术进一步成熟，规模化带来设备与材料成本下降，双面HIT+ 叠瓦和双面PERC+ 叠瓦技术奖占据市场统治地位。

 

 

　　超级逆变器：更“高”更长寿

 

　　我们将理想中下一代逆变器的特点归纳为：三高二多，更高功率、更高效、更高电压等级，更长使用时间，更多功能。

 

　　根据阳光电源等领先逆变器企业公布的研发计划，目前业内逆变器的最高水准和下一代逆变器技术的发展如下表：

 

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　　从表中可以看到，光伏逆变器技术提升是一个渐进的过程，下一代逆变技术已经逐步增加碳化硅等使用量，但同时也可以看到，光伏逆变器的技术提升，寿命的潜力和对于降成本的作用较提升效率更大。早在2015 年，逆变器龙头阳光电源就已经实现了全线产品99% 的效率，因此在过去几年里，逆变器的效率实际没有太大的提升，其它企业也只是处于紧跟龙头，效率提升至同样的程度。

 

　　但我们可以看到下一代逆变器的使用寿命稳定在25年以上，这不仅能够完美匹配目前电站的使用寿命，而且对于未来以双面组件为基础的更长寿命电站来说，也能够提供支持。此外，更长寿命的逆变器必然在耐候和防护等级方面做得更好，平时的细小故障也较少，减少了运维和更换成本。

 

　　据测算，以2 毛/W 的逆变器成本计算，因为故障维修、更换一次的设备与发电量损失成本是设备本身的3 倍左右，相当于每次多6 毛钱/W 的成本，所以逆变器的质量和设计寿命是极为重要的。一座使用寿命25 年的光伏电站，如果逆变器寿命10 年，要更换2 次;如果是15 年，要更换1 次，如果能够与电站全周期匹配运行下来，就节省了这6 毛钱/W。

 

　　而未来电站业主还会面临一个问题：在使用寿命还剩几年的电站，是否还要继续更换逆变器?劣质逆变器会让电站变成“鸡肋”：弃之可惜，但换了又增加不了多少收益。

 

　　因此在逆变器选型的时候，在初始零部件上不应该过分强调价格。

 

　　目前大型逆变器厂商中，阳光电源和SMA 率先将逆变器防护等级提升至IP65，相信未来其它企业看到趋势，也会跟进。

 

　　逆变器第二个发展方向是功率更大，目前国内最大的组串逆变器是阳光电源推出的1500V 电压等级的225kW 机型，集中式逆变器单机功率3.125MW，通过多台并联，可实现单个子阵6.25-12.5MW。更大机型可以有效降低逆变器成本，同时减少运维管理负担。

 

　　此外，2019 年必然是国内1500V 系统应用元年，该技术在海外已有非常成熟的解决方案，成为大型电站的主流配置，通过节省初始投资和减少线损，能够有效降低光伏电站初始投资和度电成本。目前主要的1500V 企业有阳光电源和特变电工等。

 

　　上述几点是逆变器本身环节的发展方向，但作为整个光伏电站运转的核心，逆变器的更重要发展方向是如何拥有更多的功能：通过关键设备数字化实时在线监测预测设备健康度、可靠度、安全性;集成通讯管理机功能;支持汇流箱、箱变、电表等第三方设备接入和协议转换;提升电网友好性，解决大型地面电站常见的电网谐振、电压、频率异常，分布式电站电压波动、功率因素下降，户用电站中电压抬升，三相不平衡等问题。同时支撑电网的能力不断增强，未来随着光伏渗透率不断提升，光伏逆变器还需要考虑具备储能接口，与储能系统深度融合。

 

　　将更多的功能模块集成到逆变器中还可进一步降低成本：通过功能优化，逆变器中可集成SVG、变压器、跟踪支架的供电和监控，其中SVG 一项就能够将每100MW 电站成本节省1000 万，平均每瓦节省1 分钱初始投资BOS 成本，其它系统集成优化可以节省2 分钱，总计可节省3 分钱的初始投资BOS 成本。

 

 

　　小结：可以看出，逆变器发展时至今日，已经越来越“跨界”，从原本的提效降本、增加寿命向增加功能性、调配电站与电网运行、契合的方向迈进。因此国内领先的逆变器企业，早已增设了电站技术研发部门，主要研究方向就是逆变器如何与其它零部件、电站、电网更好地融合，支撑电网。所以未来逆变器的方向远不止于此：新能源高比例应用后，逆变器将从适应电网转到支撑电网，还将结合储能系统解决电力波动问题;通过信息化、互联网+ 大数据的应用，优化系统运维方式，全方位、多渠道支撑电站精细化运维管理，最大限度提升电站发电量，降低运维成本。

 

　　综上，我们认为，2019 年逆变器最强形态是：1500V+3.125MW 为主的超大机型+ 支撑双面组件及跟踪技+ 搭载数字技术的产品。