刘志锋：双面时代下的农业光伏创新应用

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【专稿】2021年1月23日下午两点，清华大学·大同第二届能源转型国际论坛暨碳中和愿景下能源转型路径研讨会正式开幕。本次会议由清华大学社科学院、大同市人民政府主办；北京国际能源专家俱乐部、亚洲开发银行能源部门、北京大学能源研究院、中国科学院电工所联合主办；隆基股份、通威集团、正泰集团、中来股份协办；、大同市全科盟新能源研究院承办；中国可再生能源学会光伏专委会、中国循环经济协会可再生能源专业委员会、联合国防治荒漠化公约秘书处、乌兰察布市政府、张家口市政府、合肥市发改委共同支持。

泰州中来光电科技有限公司副总经理 刘志锋

在1月23日下午的“光伏+生态修复实践案例论坛”中，泰州中来光电科技有限公司副总经理刘志锋做了主题为“农光互补的创新应用: 欧洲垂直安装案例分享”的演讲，分别从双面组件技术介绍、双面组件垂直安装情况下电量模拟与分析、垂直安装的未来场景思考等三方面做了介绍。

当下主流产品——双面组件

刘志锋介绍说，双面组件指的是采用双玻或者用透明背板的方式，把N型电池或PERC双面电池封装起来，正面通过受光产生电力，背面通过反射或者散射光来实现发电增益，这就产生了双面发电组件增益。

据记者了解，在2018年光伏项目中，双面组件在国内已经开始应用，2019年包括中国以及海外大型光伏电站中，各电站在大力降低成本的时候大部分也采用双面组件。至此，在2020年和2021年双面组件已经成为当下的主流。

谈及双面组件与单面组件的区别时，刘志锋表示，双面组件相比于单面组件，背面具有显著的发电量增益，背面发电来源包含地面反射、漫反射，其中地面反射为主要来源，同时，对于不同地面应用场景，背面发电量增益范围也不一样。刘志锋讲到，正常黑土地反射率只有5-15%，雪地是80%，草地大概是20%-30%，干草是40%左右，黄土地大概是40%左右，因此双面组件的发电量能力跟地面反射有非常大的关系。

根据刘志锋的演讲，记者了解到，中东地区是全球电价最低的一个区域，度电成本换算成人民币只有1毛钱左右，主要原因是中东地区全是沙漠，地面反射率在45%。因此，中东是最适合双面组件在此地的运用场景。另外，中东地区本身光采良好，基本光采在2000个小时，加上地面的反射，有效发电量就可以达到2300-2400个小时，这也是为什么在整个中东区域双面组件得以大规模运用的原因。

据了解，从2020年开始，中东地区所有电站都是安装双面组件的电站， 2021年-2022年更是如此。

未来主流趋势——n-TOPCon技术

随着双面组件的大规模应用，n-TOPCon、n-HIT、p-PERC等3大产品成为当前主流的光伏组件的类型。其中，p-PERC正面是银三线，背面是铝三线，双面率在65~75%。刘志锋强调，n-HIT异质结电池在2020年成为行业内炒作的一个话题，但我们也不难看到一些问题，异质结电池效率虽然比较高，但是其成本比n-TOPCon高百分之一左右，其成本等问题还需要我们共同努力。

此外，记者了解到，n-TOPCon电池是中来一直以来深耕研发的一款产品，并且在2021年实现2GW出货量。同时，n-TOPCon效率跟n-HIT非常接近，比n-HIT高1个百分点左右，成本跟n-HIT差1美分左右。这个就是双面电池的优势。

整体来看，中来n-TOPCon双面组件技术在高双面率、低衰减率、低温度系数、高可靠性等各方面保障了n-TOPCon在未来有可能成为主流的一个趋势。

实现光伏发电一体化——双面组件垂直安装应用

刘志锋介绍了德国Next2sun 的4.2MW农业垂直安装项目，讲述了双面电池、双面组件在实际应运中的差异化。在德国4.2MW垂直安装中，中来提供了1.1万片380WN型双面组件，总装机4.1MW，并且每行间隔8米。刘志锋表示，这个垂直安装之后支架成本非常低，同时，电池组件与组件中间还可以种植农作物，农业设备也可以到光伏板下面作业。但如果是采用倾角安装，设备就不好作业。因此，垂直安装不仅大幅度节约土地，还可以提高土地利用效率。

此外，在针对德国项目的模拟实验中，中来把双面组件垂直安装南北朝向，单面组件安装东西朝向，以及倾角安装模拟，最佳倾角安装，有效小时数是1251个小时。如果采用垂直双面安装，通过PVC软件模拟下来，有效小时是1165个小时，只下降了7.4%，如果换成单面组件做垂直安装，模拟出来结果只有595个小时，比最佳倾角下降将近50%。如此看来，在垂直安装场景下双面组件在发电量方面损失只有7.4%。

最后，刘志锋总结到，垂直安装场景下，采用双面组件做垂直安装在发电量上面损失比较少，同时，还具备了支架成本低、土地利用率大幅度提升等两大优势。同时，极大地拓展了双面组件在垂直安装可以应用于农光互补、光伏围栏、光伏牧场、隔音墙等场景下实现光伏发电一体化，与其他产业的有力结合，实现双面组件价值最大化。还包括光伏建筑一体化，通过垂直安装在不影响建筑的情况下来实现额外发电量增益。