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)量需要進一步被重視

　　越來越多的組件被安裝在中國的各個角落，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)為不得不因價格競爭來降低成本。在供求關(guān)系中，質(zhì)量是博弈雙方都需要維持的底線。隨著光伏裝機量不斷提升，問題也逐漸暴露出來。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)問題，或許造成的影響在短時間內(nèi)不會明顯顯露，但遲早會為電站的穩(wěn)定運行帶來麻煩。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)電價格政策征求意見稿》中，發(fā)改委價格司第一次明確了標桿電價自電站投運后執(zhí)行期為20年;在各個電站的可行性研究中，一般對電站的運行時間按照25年計算。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。這種差異有時是人為的，選擇不同質(zhì)量的電池片、不同廠家的輔材都會帶來不同的組件品質(zhì)，當(dāng)然這也決定了它的價格。

　　如果一個企業(yè)的中標價格過低，顯然這批產(chǎn)品中無法使用最好的材料。TüV南德的許海亮透露，通過第三方認證的產(chǎn)品都是有備案的，但買家并不一定對指定的型號做審查，這是個漏洞。如果買家沒有對采購做采購審核控制，組件企業(yè)很可能會更換材料。許海亮經(jīng)常會遇到更換材料但沒有主動備案的情況，“任何一個廠家不可能在數(shù)年的生產(chǎn)中使用同一種材料。”

　　這里同樣面臨標準的缺失。作為中國代表參與IEC標準制定的王斯成表示，“現(xiàn)在單一組件標準無法適應(yīng)不同氣候區(qū)域。中國的氣候區(qū)域比歐洲的單一國家復(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)只用一個標準來考核組件質(zhì)量并不合適。”在王斯成看來，環(huán)境嚴苛的區(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)量要求沒那么高，如果再用最高的標準去要求，反而會造成成本的浪費。這就要求電站開發(fā)商在前期對項目環(huán)境進行勘查時就要形成對組件質(zhì)量的要求框架。

　　王斯成也表達了同樣的擔(dān)憂，“金太陽項目只拿初始補貼就可以了，在新的補貼模式下分布式電站要靠長期穩(wěn)定發(fā)電來盈利，就不能只采用便宜的組件了。但開發(fā)商也沒法保證所有產(chǎn)品都用同樣品質(zhì)的材料，他們擔(dān)心組件企業(yè)偷換價格便宜的輔材。所以現(xiàn)在開發(fā)商要進行工廠監(jiān)造，監(jiān)督使用通過認證的材料。”

　　以背板為例，組件采購的背板中，不同的批次其性能一致性也會有所不同，工廠和買家因為成本問題規(guī)避第三方的核查，更換材料也不告訴認證機構(gòu)，只有出了問題或被認證機構(gòu)查到后才進行第三方測試來評估質(zhì)量風(fēng)險。因輔材導(dǎo)致組件直接出現(xiàn)問題的比例并不很大，但更多問題的產(chǎn)生誘因是輔材的質(zhì)量。許海亮建議，買方在采購過程中要做好盡職調(diào)查和質(zhì)量審核控制。

　　細節(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)問題將直接影響組件輸出功率和壽命。西北勘測設(shè)計院光電分院副院長肖斌在積累了中電投等大量項目的經(jīng)驗后認為，對于西部高海拔、紫外線強的區(qū)域，要特別重視EVA的質(zhì)量，在長時間紫外線照射下，會造成角膜老化、降解，并使膠膜變黃，進一步影響透光率，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的背板關(guān)系到組件長時間的可靠性。在組件所出現(xiàn)的諸多問題中，背板失效是較為常見的一種。背板失效的因素有多種，如絕緣失效、開裂撕裂、層間脫層、與EVA或接線盒脫層等。

　　對于背板來說，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。這幾種常見的復(fù)合膜材料的評價指標是耐候性、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)揮的時間壽命無法滿足組件的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。杜邦對分別TPT和PET背板并在戶外運行超過10年的組件進行對比評測。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1.3%，甚至有組件年功率衰減達到4.6%。

　　氟是對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50%。杜邦Tedlar產(chǎn)品經(jīng)理付波認為TPT和TPE可以根據(jù)環(huán)境不同進行選擇，“對于苛刻環(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材料在多項測試中保持了穩(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)層依然會保持穩(wěn)定。如果內(nèi)層一旦開裂，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，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，PET的使用有很大風(fēng)險，“從在日本測試的采用PET背板的組件來看，隨著時間延長，年衰減功率是不斷提升的，可能前幾年還是正常的。如果在中國西部使用，PET背板在五年內(nèi)保持正常功能沒有問題，但更長時間后它的絕緣、阻隔性能都會暴露很多問題，進一步產(chǎn)生老化、漏電、絕緣等現(xiàn)象?！睆闹须娡对谖鞑客ㄟ^大量電站投資、運維得到的經(jīng)驗看，采用雙面含氟背板的意義越來越大。

　　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?、耐紫外線、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)部問題、更低的體電阻來減少功率損耗。

　　付波分享了關(guān)于杜邦在質(zhì)量控制上的經(jīng)驗，“組件的失效分三段，第一段是可靠性，由于設(shè)計、加工工藝等出現(xiàn)的問題，叫做可靠性失效;隨著時間的推移進入微笑曲線的底部，這時的失效叫做隨機失效;時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IEC等標準來規(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間就能體現(xiàn)出來的。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。

來源：PV-Tech PRO

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