光伏組件質(zhì)量的“木桶效應(yīng)”

　　至少要用25年的組件，其輔材質(zhì)量需要進(jìn)一步被重視

　　越來(lái)越多的組件被安裝在中國(guó)的各個(gè)角落，一邊是投資者在有限的空間內(nèi)尋求最大的收益，一邊是組件企業(yè)為不得不因價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)來(lái)降低成本。在供求關(guān)系中，質(zhì)量是博弈雙方都需要維持的底線。隨著光伏裝機(jī)量不斷提升，問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。光伏鋼化玻璃、電池片、封裝材料、接線盒等，這些組件部件如果出現(xiàn)問(wèn)題，或許造成的影響在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)明顯顯露，但遲早會(huì)為電站的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)麻煩。正如木桶的盛水量由組成的木板中最短的那塊決定一樣，組件的質(zhì)量將受制于所采用的原材料中品質(zhì)最差的那種。如何在有限的價(jià)格空間內(nèi)買到“好”的組件，也成為電站投資商不得不花心思考慮的事情。

　　25年的效率保障

　　在《關(guān)于完善光伏發(fā)電價(jià)格政策征求意見(jiàn)稿》中，發(fā)改委價(jià)格司第一次明確了標(biāo)桿電價(jià)自電站投運(yùn)后執(zhí)行期為20年;在各個(gè)電站的可行性研究中，一般對(duì)電站的運(yùn)行時(shí)間按照25年計(jì)算。這意味組件在被安裝上以后要工作至少20年。

　　組件質(zhì)量參差不齊不僅出現(xiàn)在企業(yè)與企業(yè)間，即使同一家公司生產(chǎn)的不同批次組件也存在質(zhì)量差異。這種差異有時(shí)是人為的，選擇不同質(zhì)量的電池片、不同廠家的輔材都會(huì)帶來(lái)不同的組件品質(zhì)，當(dāng)然這也決定了它的價(jià)格。

　　如果一個(gè)企業(yè)的中標(biāo)價(jià)格過(guò)低，顯然這批產(chǎn)品中無(wú)法使用最好的材料。TüV南德的許海亮透露，通過(guò)第三方認(rèn)證的產(chǎn)品都是有備案的，但買家并不一定對(duì)指定的型號(hào)做審查，這是個(gè)漏洞。如果買家沒(méi)有對(duì)采購(gòu)做采購(gòu)審核控制，組件企業(yè)很可能會(huì)更換材料。許海亮經(jīng)常會(huì)遇到更換材料但沒(méi)有主動(dòng)備案的情況，“任何一個(gè)廠家不可能在數(shù)年的生產(chǎn)中使用同一種材料。”

　　這里同樣面臨標(biāo)準(zhǔn)的缺失。作為中國(guó)代表參與IEC標(biāo)準(zhǔn)制定的王斯成表示，“現(xiàn)在單一組件標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法適應(yīng)不同氣候區(qū)域。中國(guó)的氣候區(qū)域比歐洲的單一國(guó)家復(fù)雜多了，有高溫的、潮濕的、干熱風(fēng)沙的，也有沿海鹽堿腐蝕環(huán)境的，甚至還有3000米以上高原地區(qū)的。在這么多氣候區(qū)只用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考核組件質(zhì)量并不合適?！痹谕跛钩煽磥?lái)，環(huán)境嚴(yán)苛的區(qū)域?qū)M件質(zhì)量的要求就高，而那些環(huán)境溫和的區(qū)域?qū)M件質(zhì)量要求沒(méi)那么高，如果再用最高的標(biāo)準(zhǔn)去要求，反而會(huì)造成成本的浪費(fèi)。這就要求電站開(kāi)發(fā)商在前期對(duì)項(xiàng)目環(huán)境進(jìn)行勘查時(shí)就要形成對(duì)組件質(zhì)量的要求框架。

　　王斯成也表達(dá)了同樣的擔(dān)憂，“金太陽(yáng)項(xiàng)目只拿初始補(bǔ)貼就可以了，在新的補(bǔ)貼模式下分布式電站要靠長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)電來(lái)盈利，就不能只采用便宜的組件了。但開(kāi)發(fā)商也沒(méi)法保證所有產(chǎn)品都用同樣品質(zhì)的材料，他們擔(dān)心組件企業(yè)偷換價(jià)格便宜的輔材。所以現(xiàn)在開(kāi)發(fā)商要進(jìn)行工廠監(jiān)造，監(jiān)督使用通過(guò)認(rèn)證的材料?！?br/>

　　以背板為例，組件采購(gòu)的背板中，不同的批次其性能一致性也會(huì)有所不同，工廠和買家因?yàn)槌杀締?wèn)題規(guī)避第三方的核查，更換材料也不告訴認(rèn)證機(jī)構(gòu)，只有出了問(wèn)題或被認(rèn)證機(jī)構(gòu)查到后才進(jìn)行第三方測(cè)試來(lái)評(píng)估質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。因輔材導(dǎo)致組件直接出現(xiàn)問(wèn)題的比例并不很大，但更多問(wèn)題的產(chǎn)生誘因是輔材的質(zhì)量。許海亮建議，買方在采購(gòu)過(guò)程中要做好盡職調(diào)查和質(zhì)量審核控制。

　　細(xì)節(jié)的把控

　　EVA膠膜的質(zhì)量差異表現(xiàn)在透光率和耐候性上。如果EVA質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題將直接影響組件輸出功率和壽命。西北勘測(cè)設(shè)計(jì)院光電分院副院長(zhǎng)肖斌在積累了中電投等大量項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)后認(rèn)為，對(duì)于西部高海拔、紫外線強(qiáng)的區(qū)域，要特別重視EVA的質(zhì)量，在長(zhǎng)時(shí)間紫外線照射下，會(huì)造成角膜老化、降解，并使膠膜變黃，進(jìn)一步影響透光率，影響組件效率和功率。

　　組件的四周被三種材料包圍，玻璃、鋁邊框和背板。玻璃、鋁邊框?qū)Νh(huán)境侵蝕的抵抗性能較好，這里最容易受到影響的是背板。由多層高分子薄膜材料黏合起來(lái)的背板關(guān)系到組件長(zhǎng)時(shí)間的可靠性。在組件所出現(xiàn)的諸多問(wèn)題中，背板失效是較為常見(jiàn)的一種。背板失效的因素有多種，如絕緣失效、開(kāi)裂撕裂、層間脫層、與EVA或接線盒脫層等。

　　對(duì)于背板來(lái)說(shuō)，材料的選擇至關(guān)重要。背板的膜材料有多種選擇，TPT含氟層+PET+含氟層、TPE含氟層+PET+EVA、PETPET-PET-PE層、APA聚酰亞胺+PET+聚酰亞胺、AAA三層聚酰亞胺復(fù)合等是最常見(jiàn)的幾種。此外，比亞迪的鋁背板以及天合光能近期推出的用玻璃代替復(fù)合材料背板的雙玻組件都是新的嘗試。這幾種常見(jiàn)的復(fù)合膜材料的評(píng)價(jià)指標(biāo)是耐候性、絕緣性能、粘連度以及壽命。在惡劣環(huán)境下，PET的表現(xiàn)最不好，穩(wěn)定發(fā)揮的時(shí)間壽命無(wú)法滿足組件的25年使用要求，其余四種中表現(xiàn)最好的是TPT、APA和AAA的粘連度最然表現(xiàn)更好，但抗紫外線能力要差一些，后者在西部地區(qū)的性能需求更重要。杜邦對(duì)分別TPT和PET背板并在戶外運(yùn)行超過(guò)10年的組件進(jìn)行對(duì)比評(píng)測(cè)。杜邦發(fā)現(xiàn)采用TPT背板的組件年平均功率損失為0.8%，而采用PET背板的組件年平均功率損失超過(guò)1.3%，甚至有組件年功率衰減達(dá)到4.6%。

　　氟是對(duì)抗紫外線的重要因素，作為氟化物研究的全球領(lǐng)先者，杜邦的Tedlar材料在全球背板份額中超過(guò)50%。杜邦Tedlar產(chǎn)品經(jīng)理付波認(rèn)為TPT和TPE可以根據(jù)環(huán)境不同進(jìn)行選擇，“對(duì)于苛刻環(huán)境下，TPT背板要表現(xiàn)更穩(wěn)定，TPE背板在一般環(huán)境下也能承受20年以上的穩(wěn)定應(yīng)用?！盩edlar材料在多項(xiàng)測(cè)試中保持了穩(wěn)定的性能，即使背板在接線盒面的那層出現(xiàn)紫外老化后，內(nèi)層依然會(huì)保持穩(wěn)定。如果內(nèi)層一旦開(kāi)裂，將出現(xiàn)脫層、撕裂等現(xiàn)象。杜邦將TedlarTPT背板的內(nèi)層軟化極限溫度提升到250℃，這樣一來(lái)，背板在戶外高溫下的穩(wěn)定性能獲得更好的提升。

　　在付波看來(lái)，PET的使用有很大風(fēng)險(xiǎn)，“從在日本測(cè)試的采用PET背板的組件來(lái)看，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，年衰減功率是不斷提升的，可能前幾年還是正常的。如果在中國(guó)西部使用，PET背板在五年內(nèi)保持正常功能沒(méi)有問(wèn)題，但更長(zhǎng)時(shí)間后它的絕緣、阻隔性能都會(huì)暴露很多問(wèn)題，進(jìn)一步產(chǎn)生老化、漏電、絕緣等現(xiàn)象?！睆闹须娡对谖鞑客ㄟ^(guò)大量電站投資、運(yùn)維得到的經(jīng)驗(yàn)看，采用雙面含氟背板的意義越來(lái)越大。

　　接線盒作為組件的一部分并且直接關(guān)系到電力輸出，其質(zhì)量要求也非常高?？估匣⒛妥贤饩€、防水防塵等是基本要求，更高的要求是好的散熱模式以有效降低內(nèi)部問(wèn)題、更低的體電阻來(lái)減少功率損耗。

　　付波分享了關(guān)于杜邦在質(zhì)量控制上的經(jīng)驗(yàn)，“組件的失效分三段，第一段是可靠性，由于設(shè)計(jì)、加工工藝等出現(xiàn)的問(wèn)題，叫做可靠性失效;隨著時(shí)間的推移進(jìn)入微笑曲線的底部，這時(shí)的失效叫做隨機(jī)失效;時(shí)間再往后第三階段產(chǎn)生的失效就是老化失效。在第一階段可以通過(guò)IEC等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)避，第二階段是必然出現(xiàn)的，我們所要看重的是第三階段的老化失效?！?br/>

　　輔材最容易出現(xiàn)老化失效，由于這種情況不是在短時(shí)間就能體現(xiàn)出來(lái)的。作為電站投資商，如果把控不好，或許要在五年或十年后為當(dāng)下的決策失誤買單。

來(lái)源：PV-Tech PRO

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