圖 2 從設計、制造、使用等環節概括了影響組件使用壽命的一些主要因素。
圖中所述的各類因素,或多或少地影響著組件的使用壽命,需要全過程、全要素控制。依據統計結果,在影響組件使用壽命的各類因素中,技術成熟度、制程質量控制、環境適配性為需要控制的關鍵因素。
1)圖 3 為在位于不同區域的 6 個電站中,每個電站選取同企業、同時點投用、不同效率檔的組件,進行最大功率衰減程度對比測試的結果。其中,標識為 “A” 的組件為同期成熟度較高的效率檔,標識為 “B” 的為高效率檔位的組件。
可以看出,6 個對比組中,“A” 類組件最大功率衰減均值指數均低于 “B” 類組件。根據經驗,部分 “B” 類組件尚處于不夠成熟和穩定的量產期。
圖3:同期、不同效率水平組件功率衰減對比,來源:鑒衡認證
2)圖 4 為從位于我國亞濕熱、曖溫、寒溫等 3 類氣候區的 15 座電站中,每類氣候區各選擇 15 種組件,每種組件抽取不少于 5 塊無嚴重缺陷的組件,進行最大功率衰減程度對比測試和分析的結果。
通過對比可看出,在亞濕熱、曖溫兩類氣候區中使用的組件,最大功率衰減情況并無明顯差異;在寒溫區中使用的組件,從均值指數和極值指數看,均明顯好于前兩類氣候區。這意味著,針對某些特定的環境條件,需要采用針對性設計,以提高組件的可靠性。
圖4:不同氣候區最大功率衰減均值和極值指數對比,來源:鑒衡認證
3)圖 5 為從同一電站使用的不同廠家供應的 2 款組件中,各選擇 7 塊無明顯缺陷的組件,進行最大功率衰減程度對比測試和分析的結果。圖中的“衰減指數”指的是組件實測最大功率衰減率與同期保證值的比值。
通過對比可看出,B 廠家組件最大功率衰減均值和一致性明顯好于 A 廠家的組件,反應出 A 廠家在制程質量控制方面存在問題,產品質量的一致性較差。
值得一提的是,在抽測的組件中,某電站使用的某國外企業生產的組件,使用 3 年后,幾乎無衰減,且樣本組件間的性能偏差很小,反應出極高的可靠性水平。
圖5:不同組件功率衰減一致性對比,來源:鑒衡認證
2. 實際使用組件存在的突出問題
鑒衡認證分析已有的檢測數據,運營期內的組件,從最大功率衰減程度看,可以歸納為 4 種走勢,見圖 6。
圖6:組件最大功率走勢圖,來源:鑒衡認證
圖 7 為前述 63 種樣本組件中,處于不同最大功率衰減均值指數區間的組件占比情況。可以粗略地認為:均值指數小于 0.5 的組件,符合圖6中的走勢一;均值指數在 0.5~1 的組件符合走勢二;均值指數在 1~1.5 的組件為帶病組件,趨于走勢三;均值指數大于 1.5 的組件,存在較為嚴重缺陷,趨于走勢四。
圖7:最大功率衰減均值指數占比, 來源:鑒衡認證
初步分析趨于走勢三和走勢四的組件,導致組件最大功率過快衰減的原因主要有以下幾方面:
1)針對特定氣候區的環境條件及發生頻次較高的惡劣氣候現象,組件設計或選型考慮不周;
2)工程設計或施工原因導致的組件缺陷問題;
3)組件采購及制程質量控制不到位導致的組件質量問題;
4)某些新型、未經充分驗證即批量投用的組件及所用材料帶來的質量問題。
三、結 語
總體看,在技術質量方面,光伏產業的技術研究存在兩個不平衡,一是可靠性方面的技術研究滯后于單體設備效率提升方面的技術研究;二是系統應用技術的研究水平滯后于設備端。另外,需要提醒的是:近兩年,過于強調初裝成本的降低,而對由于可靠性不夠所導致的后期運維成本抬高或性能水平過快減損重視不夠。
作為光伏電站的核心設備,組件能夠長期、安全、可靠地運行,是保證電站取得預期收益的基礎。平價上網,組件效率“領跑+長跑”缺一不可。