亚博APP官方下载:光伏產業背後的短板陣痛

日期:2019-09-13 11:14:17 作者:亚博APP官方下载

光伏產業背後的短板陣痛 來源:中國能源報 更新時間:2015-10-23 14:17:07 [我要投稿]

  “今年1-9月,中國多晶矽產量已達10.7萬噸,同比增長9.1%,電池組件產量31GW,同比增長32%;新增並網光伏裝機量約10.5GW,累計裝機容量超過38GW。”10月13日,在2015中國光伏大會暨展覽會開幕式上,工信部副部長懷進鵬用這樣一組數據揭示瞭中國光伏行業持續回暖的現狀。海關總署最新公佈的數據顯示,今年1-7月,我國對外出口光伏電池和光伏組件總額為76億美元,中國出口到國際市場的光伏總量至少達到13100GW。

  然而在產業規模高速擴張的背後,光伏產業在質量控制、行業標準、規范化管理等諸多方面仍存在不同程度的短板。

  25年之爭:技術水平與人為因素

  今年3月,工信部公告瞭最新的《光伏制造行業規范條件》,其中要求多晶矽電池組件和單晶矽電池組件衰減率在1年內分別不高於2.5%和3%,25年內不高於20%;薄膜電池組件衰減率在1年內不高於5%,25年內不高於20%。

  作為光伏發電的核心裝置,光伏組件的可靠性足以直接影響整個行業的發展。比照規范條件,現行的光伏組件能否達標,維持25年的使用壽命,一直是行業關註的焦點問題。

  “在光伏行業大發展的2005-2011年間,由於多晶矽材料供應緊張,行業內確實一度出現多晶矽濫用的現象。回收材料、高雜質材料甚至廢電池片被部分應用到產品當中,在一些質量管控不嚴的公司中,組件運行2-3年甚至會衰減40%-50%。”在10月12日舉辦的2015光伏領袖峰會質量與標準論壇上,西安隆基矽材料股份有限公司總裁李振國這樣解釋早期光伏組件不達標的情況。

  單純就材料性能而言,李振國認為,光伏組件“完全可以使用25年甚至50年”,而近期出現的一些組件可靠性下降的情況,可能還是技術層面的新問題。例如矽片隱裂問題,10-20年前矽片的厚度基本在500微米,而目前主流的材料厚度普遍在180微米、190微米,如果工藝處理不當,確實容易導致隱裂。另一方面,根據海外一些大規模兆瓦級商業電站的運行經驗,歐美地區上世紀80年代初開始興建的絕大多數電站目前都在正常工作,且衰減率大多在12%-13%左右。在李振國看來,“這其實跟人為控制和質量意識相關,並不是技術本身固有的一些問題”。

  天合光能有限公司副總裁馮志強則坦言,由於相關標準尚未形成系統,部分滿足認證標準的組件也難以完全保證25年的使用壽命。“整個行業要重視25年標準的建立,要從團隊建設、測試系統構建等方面全盤考慮,使得建構的標準能夠經得起時間檢驗。”

  長期戶外驗證缺失

  光伏組件所處的戶外環境千差萬別,按照25年使用壽命的標準要求,組件和其采用的關鍵材料的環境適應性,越來越受行業重視。

  根據傳統的組件評估過程,“通過2000小時、3000小時的濕熱實驗去證明組件能夠在戶外使用25年,這其實是有待斟酌的。”采訪中,杜邦光伏氟材料市場經理付波向記者展示瞭一組光伏組件戶外失效的案例,在北美地區一個運行僅4年的光伏系統中,組件背面的背板材料已經完全剝落,而這些組件都來自知名廠商並且通過瞭相關認證。通過進一步研究發現,組件的相關標準測試並不能發現這種剝落開裂現象。相反,一些光伏組件在使用接近20年後,機械性能仍未發生大的變化,但是經過3000小時的室內濕熱實驗,性能則表現出明顯下降。可見,一些傳統的室內評估實驗難以真實反映光伏組件在戶外長期運行的情況。

  另外,由於各個國傢和地區的氣候條件和使用環境差異巨大,光伏組件的戶外衰減模式也十分復雜。據付波介紹,很多組件在中國、印度的衰減就要快於日本和歐洲一些國傢。

  “因為在室外要運行20到30年,目前還沒有人在實驗室的條件下重新模擬這樣的室外環境。”日本電氣安全環境研究所的Kohji Masuda表達瞭同樣的想法。

  認證環節尚存局限

  目前,我國光伏組件及材料的認證主要依據國際電工委員會(IEC)相關光伏行業的標準進行測試。例如《IEC61215地面用晶體矽光伏組件—設計鑒定和定型》標準明確註明:試驗程序的目的是在盡可能合理的經費和時間內確定組件的電性能和熱性能,表明組件能夠在規定的氣候條件下長期使用。通過此試驗的組件的實際使用壽命期望值將取決於組件的設計以及它們使用的環境和條件。換言之,“通過IEC61215標準的測試也並不代表組件一定可以達到25年的使用壽命”,TUV南德北京分公司光伏部門經理羅欣蓮告訴記者。認證和測試機構拿到的是送樣產品,而“送樣和我們在生產線上隨便拿一個產品送到實驗室測試是完全不同的兩個概念”。所以,通常送樣可以順利通過測試,但在現實生產過程中,由於種種原因未必能完全遵照最初的設計。而且在時間方面,目前隻有北美地區的測試是一年四次,其他地區隻是一年一次。

  “像玉器一樣脆弱”

  國傢能源局新能源和可再生能源司副司長梁志鵬在會上指出,目前我國的光伏制造產業規模已經占到全球65%以上,但面向“十三五”,光伏行業還要進一步實現產業升級,建立起全產業鏈的技術能力和配套體系。在這一過程中,建立更加規范適用的標準成為行業內的普遍呼聲。

  據羅欣蓮介紹,一些IEC標準主要是根據模型推算得出,而且很多是通過電子產品的戶外條件進行推算,這些標準會和實際情況存有一定差異。在應用過程中,往往會產生一些具體問題。

  中電投科研院新能源研究中心主任趙輝提出,現在很多的光伏組件在安裝過程中“就像玉器一樣脆弱”,出廠後的下遊環節有很大的壓力,而相關標準在這一層面並不明確。羅欣蓮還說,“就國外光伏組件的整體情況而言,IEC的認證標準相對處於一個準入門檻的地位,企業要根據自己的情況建立屬於自己企業的標準。國際標準應當是最低標準,然後分別是國內標準和行業標準,最高的應該是企業標準,但目前國內尚未形成這樣的標準體系。”

  梁志鵬表示,未來國傢層面將進一步支持達標的優質產能的推廣,例如加強領跑者示范基地建設工作,給先進的制造企業提供專門的市場,支持先進產能規模的擴大,進而淘汰不達標的落後產能,保障整個行業的健康、可持續發展。

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