天合光能日本副社长：采用双面玻璃电池板及逐块电池板的MPPT控制可降低发电成本

日前，记者采访了中国大型太阳能电池板厂商天合光能公司的副社长兼光伏发电技术国家重点实验室副主任、首席科学家Pierre Verlinden，回答了该公司太阳能电池板今后的开发方向的相关问题。

Verlinden副社长是比利时人，曾供职于美国SunPower公司，指挥了高输出功率结晶硅类太阳能电池单元（发电元件）和太阳能电池板的研究、开发、制造及实用化。2012年进入天合光能，主导了该公司的开发工作。

天合光能副社长Pierre Verlinden（摄影：日经BP社）

——天合光能还致力于双面玻璃太阳能电池板的开发。听说除了可靠性提高外，还有助于削减百万瓦级光伏电站的单位发电成本（LCOE：加上了设备费、维护费、设备利用率等的总发电成本）。

天合光能的双面玻璃太阳能电池板的背面（摄影：日经BP）

Verlinden：天合光能认为，提高可靠性也许有助于削减LCOE，因此从3年前开始开发双面玻璃太阳能电池板。

现有太阳能电池板存在树脂背板容易劣化，从而影响可靠性的课题。尤其是在高温、高湿环境和沙漠等环境中设置的情况下。我们认为，对付劣化的最好方法就是用玻璃代替背板。

如果正反两面都用玻璃封装，就不会像树脂背板那样劣化，太阳能电池板的可靠性会提高，以高温、高湿为代表的严峻的环境下设置时也能实现高可靠性。

并且，将电池板的两面用铜箔包覆，在通常10倍以上的严峻条件下试验时，在高温多湿环境下会发生的PID劣化现象的发生率也仅在3％以下。

由于不使用铝框架，因此与现有电池板相比，太阳能电池板表面的灰尘和砂土等容易被雨水冲刷掉，积雪也容易滑落，所以还可以削减维护成本，可抑制积雪后发电量降低。

——在严峻的环境中建设的光伏电站等，是打算作为有限用途的中量产品生产，还是像普通百万瓦级光伏电站那样作大量生产？

Verlinden：瞄准的是大量生产用途。因此，不仅是60个太阳能电池单元（发电元件）构成的电池板，72个电池单元构成的电池板也已经实现了产品化。

双面玻璃电池板已开始就支持1500V电压也是为了与72单元产品一样，使发电运营商能高效率构成大规模输出功率的百万瓦级光伏电站。

如果采用1500V的发电系统和72电池单元的太阳能电池板，还能降低BOS（太阳能电池板以外的系统成本）。

——双面玻璃太阳能电池板两面都使用厚度为2.5mm的玻璃。虽然比现有的3.2mm玻璃薄，但两面加在一起是5.0mm，重量增加，施工性会变差。能选用更薄的玻璃吗？

Verlinden：从施工性来看，玻璃越薄越好，但有两个原因让我们选择了在两面都使用2.5mm厚的玻璃。一个是可靠性。

天合光能在双面玻璃电池板，是在实施了设想设置到架台上之后，受地面沉降等影响太阳能电池板发生变形、最大2m的积雪的重量和风速140km/h的风压等负载试验，及其他各种各样的试验的基础上开发的。

例如，因架台的变形，双面玻璃电池板在凹陷150mm的状态下持续约一周，玻璃破碎或太阳能电池单元产生裂纹的可能性也基本为零。

在假设遭遇最大2m的积雪和风速140km/h的风压的负载试验中，为电池板正面施加了5400Pa、背面施加了3600Pa的负载的结果同样是，玻璃破碎或者太阳能电池单元产生裂纹的可能性基本为零。

但是，将玻璃的厚度减薄至2.5mm以下时，虽然玻璃的耐久性也许能符合标准，但有出现裂纹的可能性。

因此，可靠性是玻璃厚度停留在2.5mm上的理由之一。

另一个原因是成本。光是把厚度由原来的3.2mm减薄至2.5mm，就成了每块玻璃成本上涨的主要因素。但因可利用现有太阳能电池板用玻璃的制造工艺量产，才把成本的增加控制在了一定范围内。

双面玻璃电池板取消了的背板和铝框架的成本也很高，因此与2.5mm玻璃的成本相抵，对电池板整体成本的影响比较小。

——将来，双面玻璃电池板如果采用双面受光式太阳能电池单元，即使电池板价格升高，但通过增加发电量，能否降低LCOE？

Verlinden：双面受光式太阳能电池单元的成本降低的话也许有可能。天合光能也在研究双面受光式太阳能电池单元，目前尚未作为电池板开发，将来也许能使用。

双面受光式太阳能电池板除了电池单元的成本之外，还存在一些其他课题。例如，接线盒（从电池板输出电力的装置）的安装位置等。

现有太阳能电池板由于背面不发电，因此是在覆盖背面电池单元的位置安装接线盒，但采用双面受光式电池单元的话，接线盒覆盖住的单元的发电量会降低。

另外，还需要改变电池板在架台上的设置方法。现有太阳能电池板是利用螺栓等将电池板周围的铝框架固定在架台的钢杆上。

很多架台除了用于固定的垂直方向钢杆外，为了维持架台的强度，还会在太阳能电池板的背面组合使用横向钢杆。利用现在的架台设置背面受光型电池板时，横向钢杆在背面会形成遮住电池单元的阴影，导致电池板内无法均匀发电。

因此，双面受光型电池板虽然潜力高，但要想获得跟成本相应的效果，除了降低成本之外，还有其他技术课题需要解决。

——天合光能可相应于每块太阳能电池板的状况，可使发电电力最大化的MPPT（最大功率点跟踪）控制“Trina smart DC”已经实用化了。这与为每块电池板安装光伏逆变器（PCS）的“微逆变器”不一样吗？

Verlinden：Trina smart DC也有助于削减LCOE，是在电池板的接线盒内追加DC-DC转换器而成，与采用DC-AC转换器的微逆变器不同。

但对每块电池板作MPPT控制从而使各电池板的输出功率最大化这一点是相同的，与微逆变器相比，Trina smart DC能以更低的成本实现该功能。

——其与采用PCS的MPPT控制是怎样的关系？为使太阳能电池板的输出功率一直保持最大化，要计算出能从电池板获得最大电力的电压（最大功率点），并使太阳能电池板以这一电压发电来实现的。

Verlinden：由PCS实现的MPPT控制为了使每个组串（串联的太阳能电池板群）经接线盒集中的电力量最大化，而对电流和电压所做的优化控制。

而Trina smart DC是对由PCS的MPPT控制获得的输出电压，以及更低的电压对每块电池板作MPPT控制。因此，在局部被阴影遮挡或者因发生某种故障等导致某块电池板的输出功率大幅降低时，只有这张电池板可以降低电压输出。

而只用PCS作MPPT控制，当发生这种情况时，PCS会根据低输出功率的组串作MPPT控制，可能会导致整体的输出功率比原本能获得的电力量低。