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然而，一座座光伏電站拔地而起的同時，組件的質(zhì)量問題正逐漸浮出水面。第三方檢測機構(gòu)北京鑒衡認證中心副主任紀振雙8月在一場研討會上表示，“在對國內(nèi)32個省市，容量3.3GW的425個包括大型地面電站和分布式光伏電站所用設備檢測發(fā)現(xiàn)，光伏組件主要存在熱斑、隱裂、功率衰減等問題”。
供應鏈把關(guān)的失控，是組件質(zhì)量問題頻發(fā)的原因之一。在前些年組件產(chǎn)能過剩、降低成本惡性競爭的壓力之下，一些未經(jīng)長期實績驗證的材料進入了部分組件廠商的采購清單。在所有組件所需要的材料中，背板并不是組件最主要的成本結(jié)構(gòu)，但其對電站收益率的影響則不容小覷。
光伏電站質(zhì)量問題陸續(xù)浮現(xiàn)
此前，鑒衡的一份報告已經(jīng)為光伏電站行業(yè)敲響了質(zhì)量警鐘。
比如，根據(jù)鑒衡對新疆某8MW光伏電站的抽檢中發(fā)現(xiàn)，3178塊光伏組件中紅外成像抽檢2,856塊，其中19%存在虛焊熱斑效應;青海某50MW光伏電站，抽檢44,080塊光伏組件，發(fā)現(xiàn)29%光伏組件出現(xiàn)明顯蠕蟲紋隱裂;某國內(nèi)知名組件廠生產(chǎn)的1.6MW組件到貨驗收中，抽檢中發(fā)現(xiàn)10%組件外觀故障，20%存在隱裂故障;甘肅某10MW光伏電站，抽檢發(fā)現(xiàn)高達58%的光伏組件出現(xiàn)功率明顯衰減。通常而言，組件的光電轉(zhuǎn)化率年均衰減應該控制在0.8%以內(nèi)，然而前述光伏組件的表現(xiàn)已經(jīng)遠遠超出了這一范圍。
背板材料的失效將使組件內(nèi)部的封裝材料和電池直接曝露在嚴苛的戶外環(huán)境中，引發(fā)封裝材料水解、電池和焊帶腐蝕以及脫層等問題，迅速降低組件功率輸出和使用壽命，嚴重的還會導致組件絕緣失效引發(fā)火災和傷亡事故。
事實上，要保證組件性能正常并不容易。作為光伏組件的保護層，背板材料得經(jīng)受住25年的紫外線輻射、沙塵、濕熱、干熱等老化因素的長期考驗。以溫度為例，背板需要經(jīng)受-40 -85 之間的溫差。
杜邦于2011年啟動的大型光伏組件可靠性調(diào)研項目，在研究了全球60余個光伏電站后總結(jié)稱，光伏背板戶外常見失效主要有五種，分別是開裂、外觀變黃、風沙磨損、熱斑熔化開裂燃燒、老化加速組件功率衰減。
目前，市場上比較常見的背板外層保護材料有杜邦™ 特能® (Tedlar®) PVF薄膜、PVDF薄膜、FEVE涂料、PET聚酯/耐水解PET、PA聚酰胺。
PET背板在日本使用廣泛，其外層保護材料PET聚酯是非氟材料，非氟材料耐候性較差，直接曝露在戶外其高分子鏈段容易被紫外線破壞，出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。比如一處日本戶外應用12年的143W單晶組件，組件剩余功率為77W，下降了46%，PET背板外觀黃變嚴重，且明顯脆化開裂。
FEVE涂料背板開裂的情況也比較嚴重，在美國新澤西州一座3年的電站，使用的是FEVE涂料背板，有些組件背板沿焊帶方向涂層明顯剝落，該電站組件中大約有1%的組件出現(xiàn)了早期降解和失效的信號。
中國地緣遼闊，氣候和環(huán)境差異明顯，這使得背板材料需要經(jīng)受得住更為嚴苛的考驗。中國大多數(shù)大型光伏電站都建設在西北部地區(qū)。隨著戶外使用時間的延長，風沙磨損會不斷減薄背板外表層材料的厚度，所以背板外表層耐磨性能和厚度非常重要。但有些國內(nèi)光伏組件采用FEVE涂層背板材料，不僅脆而且不耐磨，使用一段時間出現(xiàn)了開裂剝落和厚度減薄現(xiàn)象。
省小錢、花大錢得不償失
光伏發(fā)電是相對成熟的技術(shù)，擁有可預測的能源產(chǎn)出和穩(wěn)定的現(xiàn)金流，被國內(nèi)的一些發(fā)電集團稱為曬著太陽的現(xiàn)金奶牛。在國外，光伏電站證券化之后，是非常成熟的金融產(chǎn)品，被眾多基金持有。
對于生命周期達到25年的光伏電站而言，組件質(zhì)量是影響投資收益的決定性因素之一。如果組件壽命不達標，或者光電轉(zhuǎn)化率衰減過快，則一切的投資測算都是構(gòu)建在沙灘上的城堡。
目前國內(nèi)已建成的光伏電站中，具備投資安全邊際的潛在可收購對象非常少，除了政策及市場環(huán)境的不確定性因素外，最大的擔憂，正是對這些光伏電站的質(zhì)量缺乏足夠的信心。
8月5日，國家發(fā)改委能源研究所研究員王斯成在內(nèi)蒙古呼和浩特關(guān)于大型光伏電站高效可靠運營與發(fā)電增效研討會上表示，“銀行和投資者對光伏電站有顧慮的重要原因，仍然在于電站的質(zhì)量，而這一點卻并沒有引起電站開發(fā)商的足夠重視”。
對于光伏組件企業(yè)而言，硅片部分是核心，企業(yè)從硅料采購到組件制造，每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都應實施有效的質(zhì)量控制。但是非硅部分，如背板、邊框、銀漿、接線盒等材料對組件質(zhì)量的影響也不容忽視。尤其背板材料，更是組件壽命的決定性因素之一。為了降低初裝費用，而采用未經(jīng)時間檢驗的背板材料，是因小失大。
業(yè)內(nèi)人士分析，為了降低成本而使用未經(jīng)實績驗證的背板材料，非常得不償失。使用未經(jīng)實績驗證的背板材料，每瓦成本或許能節(jié)省0.01元到0.12元之間，但這也僅相當于光伏組件1-29天的發(fā)電量而已(以25年的年限計算)。其帶來的后果則可能導致電站壽命縮短 、電力輸出大幅衰減率。同時，可能導致電站的內(nèi)部收益率從預期的11%左右降低跌至5%以下。
以西部一類地區(qū)20MW光伏電站為例， 就一片250W的光伏組件而言，使用優(yōu)質(zhì)背板所增加的系統(tǒng)成本占總投資比例極低。對于上述電站，只要多發(fā)一些天數(shù)的電，就足以收回投資成本。相對于可延長組件多達10年使用壽命來說，這些成本幾乎可忽略不計。
知名組件廠商曾有意在青海投資建設20MW光伏電站，其技術(shù)總監(jiān)為此事實地探訪杜邦并發(fā)現(xiàn)，基于杜邦™邦特能® PVF 薄膜的背板TPx(如TPE，Tedlar®/Polyester/粘接層)，與大多數(shù)未經(jīng)驗證背板的成本差異是每塊組件1-4人民幣，為了補償這部分成本的上升，大致只需要每塊組件多發(fā)1-4天的電?；诙虐?trade; 特能® PVF 薄膜的TPT (Tedlar®/Polyester/Tedlar®)背板，與大多數(shù)未經(jīng)驗證背板的成本差異是每塊組件25-30人民幣，為了補償這部分成本的上升，大致只需要每塊組件多發(fā)25-29天的電。如果組件壽命延長5年左右，相當于1825天的發(fā)電增量。
對于電站開發(fā)商或投資者來說，拿兩款組件產(chǎn)品相比較。一款組件采用經(jīng)長期戶外實績驗證的材料，其使用年限可達25年;另一款組件采用未經(jīng)長期戶外實績驗證的材料，其使用年限可能只有10年且功率衰減快，兩種投資收益凈現(xiàn)值差為3.28元/瓦。
基于杜邦™ 特能®(Tedlar®) PVF薄膜的背板是目前市面上唯一擁有保護組件30年以上、經(jīng)戶外實績驗證的背板材料。其它材料如PVDF、FEVE涂料、PET在光伏背板的應用時間都未經(jīng)長期戶外實績驗證，并已在戶外出現(xiàn)質(zhì)量問題。專家建議投資者應著眼長遠回報，而非眼前短期的價格優(yōu)勢。
業(yè)內(nèi)專家建議，“與其依賴質(zhì)量問題發(fā)生后的質(zhì)保，不如選用經(jīng)過長期戶外實績驗證的材料，避免質(zhì)量問題的發(fā)生。組件購買者(系統(tǒng)商和投資者)必須深刻了解組件的材料清單，并選擇優(yōu)質(zhì)材料，才能降低風險，確保更高的投資回報。”
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