“今年1-9月,中國(guó)多晶硅產(chǎn)量已達(dá)10.7萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)9.1%,電池組件產(chǎn)量31GW,同比增長(zhǎng)32%;新增并網(wǎng)光伏裝機(jī)量約10.5GW,累計(jì)裝機(jī)容量超過(guò)38GW。”10月13日,在2015中國(guó)光伏大會(huì)暨展覽會(huì)開(kāi)幕式上,工信部副部長(zhǎng)懷進(jìn)鵬用這樣一組數(shù)據(jù)揭示了中國(guó)光伏行業(yè)持續(xù)回暖的現(xiàn)狀。海關(guān)總署最新公布的數(shù)據(jù)顯示,今年1-7月,我國(guó)對(duì)外出口光伏電池和光伏組件總額為76億美元,中國(guó)出口到國(guó)際市場(chǎng)的光伏總量至少達(dá)到13100GW。
然而在產(chǎn)業(yè)規(guī)模高速擴(kuò)張的背后,光伏產(chǎn)業(yè)在質(zhì)量控制、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化管理等諸多方面仍存在不同程度的短板。
25年之爭(zhēng):技術(shù)水平與人為因素
今年3月,工信部公告了最新的《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》,其中要求多晶硅電池組件和單晶硅電池組件衰減率在1年內(nèi)分別不高于2.5%和3%,25年內(nèi)不高于20%;薄膜電池組件衰減率在1年內(nèi)不高于5%,25年內(nèi)不高于20%。
作為光伏發(fā)電的核心裝置,光伏組件的可靠性足以直接影響整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。比照規(guī)范條件,現(xiàn)行的光伏組件能否達(dá)標(biāo),維持25年的使用壽命,一直是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。
“在光伏行業(yè)大發(fā)展的2005-2011年間,由于多晶硅材料供應(yīng)緊張,行業(yè)內(nèi)確實(shí)一度出現(xiàn)多晶硅濫用的現(xiàn)象。回收材料、高雜質(zhì)材料甚至廢電池片被部分應(yīng)用到產(chǎn)品當(dāng)中,在一些質(zhì)量管控不嚴(yán)的公司中,組件運(yùn)行2-3年甚至?xí)p40%-50%。”在10月12日舉辦的2015光伏領(lǐng)袖峰會(huì)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)論壇上,西安隆基硅材料股份有限公司總裁李振國(guó)這樣解釋早期光伏組件不達(dá)標(biāo)的情況。
單純就材料性能而言,李振國(guó)認(rèn)為,光伏組件“完全可以使用25年甚至50年”,而近期出現(xiàn)的一些組件可靠性下降的情況,可能還是技術(shù)層面的新問(wèn)題。例如硅片隱裂問(wèn)題,10-20年前硅片的厚度基本在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(dāng),確實(shí)容易導(dǎo)致隱裂。另一方面,根據(jù)海外一些大規(guī)模兆瓦級(jí)商業(yè)電站的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),歐美地區(qū)上世紀(jì)80年代初開(kāi)始興建的絕大多數(shù)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(guó)看來(lái),“這其實(shí)跟人為控制和質(zhì)量意識(shí)相關(guān),并不是技術(shù)本身固有的一些問(wèn)題”。
天合光能有限公司副總裁馮志強(qiáng)則坦言,由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未形成系統(tǒng),部分滿足認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的組件也難以完全保證25年的使用壽命。“整個(gè)行業(yè)要重視25年標(biāo)準(zhǔn)的建立,要從團(tuán)隊(duì)建設(shè)、測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建等方面全盤考慮,使得建構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)能夠經(jīng)得起時(shí)間檢驗(yàn)。”
長(zhǎng)期戶外驗(yàn)證缺失
光伏組件所處的戶外環(huán)境千差萬(wàn)別,按照25年使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)要求,組件和其采用的關(guān)鍵材料的環(huán)境適應(yīng)性,越來(lái)越受行業(yè)重視。
根據(jù)傳統(tǒng)的組件評(píng)估過(guò)程,“通過(guò)2000小時(shí)、3000小時(shí)的濕熱實(shí)驗(yàn)去證明組件能夠在戶外使用25年,這其實(shí)是有待斟酌的。”采訪中,杜邦光伏氟材料市場(chǎng)經(jīng)理付波向記者展示了一組光伏組件戶外失效的案例,在北美地區(qū)一個(gè)運(yùn)行僅4年的光伏系統(tǒng)中,組件背面的背板材料已經(jīng)完全剝落,而這些組件都來(lái)自知名廠商并且通過(guò)了相關(guān)認(rèn)證。通過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),組件的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試并不能發(fā)現(xiàn)這種剝落開(kāi)裂現(xiàn)象。相反,一些光伏組件在使用接近20年后,機(jī)械性能仍未發(fā)生大的變化,但是經(jīng)過(guò)3000小時(shí)的室內(nèi)濕熱實(shí)驗(yàn),性能則表現(xiàn)出明顯下降??梢?jiàn),一些傳統(tǒng)的室內(nèi)評(píng)估實(shí)驗(yàn)難以真實(shí)反映光伏組件在戶外長(zhǎng)期運(yùn)行的情況。
另外,由于各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的氣候條件和使用環(huán)境差異巨大,光伏組件的戶外衰減模式也十分復(fù)雜。據(jù)付波介紹,很多組件在中國(guó)、印度的衰減就要快于日本和歐洲一些國(guó)家。
“因?yàn)樵谑彝庖\(yùn)行20到30年,目前還沒(méi)有人在實(shí)驗(yàn)室的條件下重新模擬這樣的室外環(huán)境。”日本電氣安全環(huán)境研究所的KohjiMasuda表達(dá)了同樣的想法。
認(rèn)證環(huán)節(jié)尚存局限
目前,我國(guó)光伏組件及材料的認(rèn)證主要依據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)相關(guān)光伏行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。例如《IEC61215地面用晶體硅光伏組件—設(shè)計(jì)鑒定和定型》標(biāo)準(zhǔn)明確注明:試驗(yàn)程序的目的是在盡可能合理的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間內(nèi)確定組件的電性能和熱性能,表明組件能夠在規(guī)定的氣候條件下長(zhǎng)期使用。通過(guò)此試驗(yàn)的組件的實(shí)際使用壽命期望值將取決于組件的設(shè)計(jì)以及它們使用的環(huán)境和條件。換言之,“通過(guò)IEC61215標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試也并不代表組件一定可以達(dá)到25年的使用壽命”,TUV南德北京分公司光伏部門經(jīng)理羅欣蓮告訴記者。認(rèn)證和測(cè)試機(jī)構(gòu)拿到的是送樣產(chǎn)品,而“送樣和我們?cè)谏a(chǎn)線上隨便拿一個(gè)產(chǎn)品送到實(shí)驗(yàn)室測(cè)試是完全不同的兩個(gè)概念”。所以,通常送樣可以順利通過(guò)測(cè)試,但在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中,由于種種原因未必能完全遵照最初的設(shè)計(jì)。而且在時(shí)間方面,目前只有北美地區(qū)的測(cè)試是一年四次,其他地區(qū)只是一年一次。
“像玉器一樣脆弱”
國(guó)家能源局新能源和可再生能源司副司長(zhǎng)梁志鵬在會(huì)上指出,目前我國(guó)的光伏制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)占到全球65%以上,但面向“十三五”,光伏行業(yè)還要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí),建立起全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)能力和配套體系。在這一過(guò)程中,建立更加規(guī)范適用的標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)內(nèi)的普遍呼聲。
據(jù)羅欣蓮介紹,一些IEC標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)模型推算得出,而且很多是通過(guò)電子產(chǎn)品的戶外條件進(jìn)行推算,這些標(biāo)準(zhǔn)會(huì)和實(shí)際情況存有一定差異。在應(yīng)用過(guò)程中,往往會(huì)產(chǎn)生一些具體問(wèn)題。
中電投科研院新能源研究中心主任趙輝提出,現(xiàn)在很多的光伏組件在安裝過(guò)程中“就像玉器一樣脆弱”,出廠后的下游環(huán)節(jié)有很大的壓力,而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在這一層面并不明確。羅欣蓮還說(shuō),“就國(guó)外光伏組件的整體情況而言,IEC的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)處于一個(gè)準(zhǔn)入門檻的地位,企業(yè)要根據(jù)自己的情況建立屬于自己企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)是最低標(biāo)準(zhǔn),然后分別是國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),最高的應(yīng)該是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但目前國(guó)內(nèi)尚未形成這樣的標(biāo)準(zhǔn)體系。”
梁志鵬表示,未來(lái)國(guó)家層面將進(jìn)一步支持達(dá)標(biāo)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能的推廣,例如加強(qiáng)領(lǐng)跑者示范基地建設(shè)工作,給先進(jìn)的制造企業(yè)提供專門的市場(chǎng),支持先進(jìn)產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)大,進(jìn)而淘汰不達(dá)標(biāo)的落后產(chǎn)能,保障整個(gè)行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。
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