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2021年,王传福在接受俞敏洪采访时曾表示,“中国的沙漠1%的面积铺上太阳能电池板的话,中国的电全够了”。

为此,我们做一个简单的推论,顺便看看用太阳能电池板铺满1%的沙漠会用到多少对光伏连接器,以及沙漠场景对于连接器的要求。

1%的沙漠铺设光伏能不能满足全国用电量?

我国沙漠面积为70余万平方公里,1%沙漠的面积约为0.7平方公里,到底可以铺设多少块太阳能电池板呢?
首先需明悉,太阳能电池板是由多个小方块电池片组成,排列组合方式多样。我们依据中国光伏工业协会公布的数据,选用大势的“210mm”尺寸的大功率电池片规格;并根据晶澳科技表露的市场主流标准72片(6×12)式作为电池板版型,输出功率取最低值535W。
综合以上条件,1%的沙漠具体可以铺设2204585537(约22亿)块72片式210mm规格且面积为3.1752㎡的太阳能电池板。
(图源快可电子招股书)
当然,选一块沙漠也极为重要。因为辐射能(指接收到的光照能)也是必须考虑的因素之一,毕竟太阳能电池板就是要把光照转化为电力。我们以著名的塔克拉马干沙漠作为计算的参照点,保守来看,该地年辐射总能为1855KWH/㎡Y~2333KWH/㎡Y。
细节也很重要。
我们需要考虑各种主客观影响因素——太阳能电池板产品本身的输出功率不可能完全达到预期,影响系数取95%;沙漠高温将会降低光伏组件的输出功率,按规定必须设定影响系数为89%;沙漠的沙尘对电池板接收光照也有一定的负面影响,影响系数取93%;最后,考虑电池板的安装角度以及电池板以外的组件对输出功率的影响,影响系数取88%。综合考量,需要考虑的修正系数为65.7%。【计算方法为各影响系数相乘】
在以上所有条件下,套用光伏电池板年发电量的公式:
年发电量(kWh)=当地年总辐射能(KWH/㎡)×光伏方阵面积(㎡)×组件转换效率×修-正系数
其中,组件转换效率是指单块太阳能电池板将光照转化为电力的能力。面积为3.1752㎡、输出功率为535W的电池板组件转换效率为16.8%。【具体计算公式为:光伏组件的转化率=组件的标称功率÷(组件面积X1000)】
最终得出,1%的沙漠铺满光伏电池板的年发电量为1.4万亿度~1.8万亿度。
2021年全国居民用电量,约为1.17万亿度电。也就是说,1%的沙漠铺满光伏电池板可满足全国居民一年的用电量!!!
这与王传福早前在2017年演讲时提到的可满足全国人口用电量是吻合的。
不过,2021年,王传福再次提到1%沙漠的概念时,没有再强调人口用电量。
所以我们再作一个推断,如果算上荒漠、荒地等,全国沙漠面积可达130万平方公里,此时1%沙漠铺满太阳能电池板是否能满足全国总用电量(包括工商业用电)?
套用以上计算条件,1%的沙漠铺满光伏电池板,一年可输出2.7万亿度~3.3万亿度电。2021年全国用电量为8.3万亿度电,也就说——1%沙漠暂时并不能满足包括商业、工业、居民的全国总用电。
但中国的光伏厂商正在致力于提升光伏组件的输出功率、效能等能力,未来几年再计算一次,结果也许大不相同。(注:本文暂未取目前最高功率的光伏组件作为计算标准)
再回到70多万平方公里的沙漠面积的条件下,覆盖1%的沙漠需要多少光伏装机量?以及需要多少对光伏连接器?
(光伏连接器 图源快可电子招股书)
仍然以上文规格条件的太阳能电池板为例,0.7万平方公里的沙漠需要约1179GW的光伏装机量,22亿个光伏组件。由于每个光伏组件的保护和连接都需要匹配一对连接器,在此情景下则需要22亿对光伏连接器。
而从更加广义上的130万平方公里的沙漠考量,覆盖1%沙漠则需要更多的装机量,约2190GW,光伏连接器也随着光伏组件攀升至41亿对。
不管怎么算,大规模的沙漠光伏装机势必能给光伏连接器带来巨大的市场。

沙漠里的光伏连接器有何不同?

实际上,光伏治沙并非一个概念,在多地已经有了成功的案例,发电又治沙能够给当地带来充分的经济效益。
(央视有关鄂尔多斯市光伏治沙的报道)
光伏连接器作为光伏系统内组件、汇流箱和逆变器等主要设备相互连接的关键零部件,对安全性能要求高。沙漠这类恶劣环境,对运用于光伏系统的连接器提出了哪些要求呢?
普通场景下光伏连接器的参数如下:
1. 连接器的耐温属性:-45℃~+85℃
2. 连接器的防护等级:IP68
3. 连接器的额定电压:1500v
4. 连接器的额定电压:41A(4mm²)
但沙漠环境迫使连接器必须符合针对高温场景设立的光伏组件标准IEC TS 63126。
IEC TS 63126 关于光伏连接器的要求内容
作为一项为沙漠、高原等光伏运用场景设立的新标准,IEC TS 63126主要聚焦在光伏连接器的耐温能力上。新标准主要面向符合IEC 62852技术要求的连接器:在≥80℃的温度等级下,连接器承温能力需提升至-40℃~+95℃;在≥90℃的温度等级下,连接器承温能力需提升至-40℃~+105℃。
在耐温程度上,运用于沙漠场景下的光伏连接器比普通场景中的光伏连接器,提升了10℃~20℃。目前,国外的光伏连接器“鼻祖”史陶比尔以及国内光伏连接器、接线盒大企的通灵股份已研发出满足新标准的连接器产品。
此外,我国主要的光伏连接器企业有快可电子、通灵股份、人和光伏、中环赛特、江苏海天、谐通科技等,国内光伏连接器企业正在逐渐缩小与史陶比尔的技术差距,不断扩大国产光伏连接器的市场份额。
未来随着光伏安装场景的不断丰富,光伏连接器的适应性能将不断提升,相关连接器产品更加多样,为连接器市场添色助力!


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