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光伏“領(lǐng)跑者”基礎(chǔ)在制造業(yè) 組件戶外可靠性仍存疑

發(fā)布時(shí)間:2016-07-18   來源:本站編輯

?自2015年國家能源局下發(fā)關(guān)于發(fā)揮市場(chǎng)作用促進(jìn)光伏技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的意見開啟光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃,到“630”前首個(gè)“領(lǐng)跑者”基地山西大同采煤沉陷區(qū)光伏電站如期并網(wǎng),再到2016年18.1GW光伏建設(shè)規(guī)模中新晉8個(gè)“領(lǐng)跑者”基地,光伏產(chǎn)業(yè)的主旋律逐漸被“領(lǐng)跑者”接手。

回歸光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃始源,頂層設(shè)計(jì)旨在細(xì)分市場(chǎng)刺激企業(yè)加快技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新,引導(dǎo)國內(nèi)光伏制造業(yè)從追求規(guī)模擴(kuò)張向注重質(zhì)量效益轉(zhuǎn)變。在張家口舉行的“光伏領(lǐng)先技術(shù)和市場(chǎng)前瞻研討會(huì)”上,前國務(wù)院參事、中國可再生能源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)石定寰也強(qiáng)調(diào),“領(lǐng)跑者”計(jì)劃的基礎(chǔ)在制造業(yè),特別是光伏組件,目前效率大多在20%以下,進(jìn)一步的效率提升成為“領(lǐng)跑者”的關(guān)鍵。

杜邦光伏解決方案亞太區(qū)銷售總監(jiān)汪偉表示,電池組件轉(zhuǎn)換效率每提升1%,太陽能發(fā)電系統(tǒng)的總成本就會(huì)降低5%?!邦I(lǐng)跑者”計(jì)劃的降成本目標(biāo)與光伏組件休戚相關(guān)。

就光伏組件而言,晶科能源研發(fā)經(jīng)理劉增勝指出,未來組件技術(shù)的三大方向是降本、高效和可靠性?!捌渲?,降本可依賴于自動(dòng)化替代人工以及從材料、工藝等方面著手?!钡趪野l(fā)改委能源研究所研究員王斯成看來,單從設(shè)備出發(fā),降價(jià)空間已非常有限。光伏組件價(jià)格從2007年的36元/W降至2015年的3.6元/W,過去8年間下降了90%?!巴ㄟ^技術(shù)創(chuàng)新提高轉(zhuǎn)換效率,進(jìn)而提到發(fā)電量降低度電成本將成為市場(chǎng)主流”。

劉增勝介紹,光伏組件高效化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)包括改進(jìn)光伏利用率、提高輸出功率,改進(jìn)封裝材料,減少組件內(nèi)部電能損耗,優(yōu)化電池和封裝材料匹配性、減少損耗等。如局部背鈍化PERC電池、背接觸式IBC電池等效率提升顯著。此外,升級(jí)太陽能電池的關(guān)鍵原材料導(dǎo)電銀漿也是增效的現(xiàn)實(shí)路徑之一。以杜邦?Solamet?PV19B正面銀導(dǎo)電漿料為例,可實(shí)現(xiàn)更窄、更高的導(dǎo)電柵線,為光伏電池與組件制造商再提升超過0.1%的電池轉(zhuǎn)換效率。

盡管光伏企業(yè)致力于不斷提升電池組件的轉(zhuǎn)換效率,但仍不得不面對(duì)的現(xiàn)實(shí)是,晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率在經(jīng)過多年的快速攀升之后,目前已經(jīng)到達(dá)了瓶頸期,提升節(jié)奏放緩。在此背景下,保障光伏組件的可靠性成為重中之重。

光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃要求多晶硅、單晶硅、薄膜電池組件自投產(chǎn)運(yùn)行之日起,一年內(nèi)衰減率分別不高于2.5%、3%、5%,項(xiàng)目全生命周期內(nèi)衰減率不高于20%。

而南德TUV電站業(yè)務(wù)部經(jīng)理吳俊談到,約3%~5%的組件質(zhì)量是有缺陷的。杜邦調(diào)研全球超過60個(gè)光伏項(xiàng)目(裝機(jī)總量大于200MW,組件數(shù)量大于150萬個(gè))得出的結(jié)果是,41%所檢查組件存在缺陷。其中,組件中電池質(zhì)量存在問題的占24%,背板占9%,是電池之外失效比例最高的部件。

作為光伏組件的保護(hù)層,背板開裂、黃變、粉化、損壞等失效現(xiàn)象引起的后果不可輕視,加速功率衰減,引發(fā)封裝材料水解、電池和焊帶腐蝕以及脫層等問題,嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致組件絕緣失效引發(fā)火災(zāi)和傷亡事故。

然而,目前關(guān)于背板的行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)卻過于寬松。杜邦光伏解決方案中國區(qū)市場(chǎng)拓展經(jīng)理付波介紹,光伏背板行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的紫外老化劑量遠(yuǎn)低于戶外。即使在溫和條件下,組件背面也需171kwh/m2的紫外老化測(cè)試,但目前行業(yè)一般僅進(jìn)行15~100kwh/m2的紫外老化測(cè)試,低于實(shí)際劑量。這樣即使通過IEC認(rèn)證測(cè)試也并不能代表背板材料能耐25年戶外老化。迄今為止,基于杜邦?特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板是唯一擁有超過30年戶外實(shí)績(jī)驗(yàn)證的光伏背板,其他材料的背板僅有10年或更短的戶外使用歷史。

事實(shí)上,不僅僅是背板,劉增勝表示,目前室內(nèi)的各種可靠性試驗(yàn),仍無法有效預(yù)測(cè)和模擬組件戶外的實(shí)際表現(xiàn),蝸牛紋、EVA/背板黃變、熱斑等戶外失效現(xiàn)象仍就嚴(yán)峻。在他看來,匹配戶外實(shí)際環(huán)境分區(qū)設(shè)定老化測(cè)試、戶外多重老化疊加、加嚴(yán)測(cè)試等應(yīng)成為光伏組件可靠性研究的重點(diǎn)發(fā)展方向。

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