圖 2 從設(shè)計(jì)、制造、使用等環(huán)節(jié)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(guò)程、全要素控制。依據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,在影響組件使用壽命的各類因素中,技術(shù)成熟度、制程質(zhì)量控制、環(huán)境適配性為需要控制的關(guān)鍵因素。
1)圖 3 為在位于不同區(qū)域的 6 個(gè)電站中,每個(gè)電站選取同企業(yè)、同時(shí)點(diǎn)投用、不同效率檔的組件,進(jìn)行最大功率衰減程度對(duì)比測(cè)試的結(jié)果。其中,標(biāo)識(shí)為 “A” 的組件為同期成熟度較高的效率檔,標(biāo)識(shí)為 “B” 的為高效率檔位的組件。
可以看出,6 個(gè)對(duì)比組中,“A” 類組件最大功率衰減均值指數(shù)均低于 “B” 類組件。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),部分 “B” 類組件尚處于不夠成熟和穩(wěn)定的量產(chǎn)期。
圖3:同期、不同效率水平組件功率衰減對(duì)比,來(lái)源:鑒衡認(rèn)證
2)圖 4 為從位于我國(guó)亞濕熱、曖溫、寒溫等 3 類氣候區(qū)的 15 座電站中,每類氣候區(qū)各選擇 15 種組件,每種組件抽取不少于 5 塊無(wú)嚴(yán)重缺陷的組件,進(jìn)行最大功率衰減程度對(duì)比測(cè)試和分析的結(jié)果。
通過(guò)對(duì)比可看出,在亞濕熱、曖溫兩類氣候區(qū)中使用的組件,最大功率衰減情況并無(wú)明顯差異;在寒溫區(qū)中使用的組件,從均值指數(shù)和極值指數(shù)看,均明顯好于前兩類氣候區(qū)。這意味著,針對(duì)某些特定的環(huán)境條件,需要采用針對(duì)性設(shè)計(jì),以提高組件的可靠性。
圖4:不同氣候區(qū)最大功率衰減均值和極值指數(shù)對(duì)比,來(lái)源:鑒衡認(rèn)證
3)圖 5 為從同一電站使用的不同廠家供應(yīng)的 2 款組件中,各選擇 7 塊無(wú)明顯缺陷的組件,進(jìn)行最大功率衰減程度對(duì)比測(cè)試和分析的結(jié)果。圖中的“衰減指數(shù)”指的是組件實(shí)測(cè)最大功率衰減率與同期保證值的比值。
通過(guò)對(duì)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(yīng)出 A 廠家在制程質(zhì)量控制方面存在問(wèn)題,產(chǎn)品質(zhì)量的一致性較差。
值得一提的是,在抽測(cè)的組件中,某電站使用的某國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)的組件,使用 3 年后,幾乎無(wú)衰減,且樣本組件間的性能偏差很小,反應(yīng)出極高的可靠性水平。
圖5:不同組件功率衰減一致性對(duì)比,來(lái)源:鑒衡認(rèn)證
2. 實(shí)際使用組件存在的突出問(wèn)題
鑒衡認(rèn)證分析已有的檢測(cè)數(shù)據(jù),運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的組件,從最大功率衰減程度看,可以歸納為 4 種走勢(shì),見(jiàn)圖 6。
圖6:組件最大功率走勢(shì)圖,來(lái)源:鑒衡認(rèn)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(shù)區(qū)間的組件占比情況?梢源致缘卣J(rèn)為:均值指數(shù)小于 0.5 的組件,符合圖6中的走勢(shì)一;均值指數(shù)在 0.5~1 的組件符合走勢(shì)二;均值指數(shù)在 1~1.5 的組件為帶病組件,趨于走勢(shì)三;均值指數(shù)大于 1.5 的組件,存在較為嚴(yán)重缺陷,趨于走勢(shì)四。
圖7:最大功率衰減均值指數(shù)占比, 來(lái)源:鑒衡認(rèn)證
初步分析趨于走勢(shì)三和走勢(shì)四的組件,導(dǎo)致組件最大功率過(guò)快衰減的原因主要有以下幾方面:
1)針對(duì)特定氣候區(qū)的環(huán)境條件及發(fā)生頻次較高的惡劣氣候現(xiàn)象,組件設(shè)計(jì)或選型考慮不周;
2)工程設(shè)計(jì)或施工原因?qū)е碌慕M件缺陷問(wèn)題;
3)組件采購(gòu)及制程質(zhì)量控制不到位導(dǎo)致的組件質(zhì)量問(wèn)題;
4)某些新型、未經(jīng)充分驗(yàn)證即批量投用的組件及所用材料帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題。
三、結(jié) 語(yǔ)
總體看,在技術(shù)質(zhì)量方面,光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研究存在兩個(gè)不平衡,一是可靠性方面的技術(shù)研究滯后于單體設(shè)備效率提升方面的技術(shù)研究;二是系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的研究水平滯后于設(shè)備端。另外,需要提醒的是:近兩年,過(guò)于強(qiáng)調(diào)初裝成本的降低,而對(duì)由于可靠性不夠所導(dǎo)致的后期運(yùn)維成本抬高或性能水平過(guò)快減損重視不夠。
作為光伏電站的核心設(shè)備,組件能夠長(zhǎng)期、安全、可靠地運(yùn)行,是保證電站取得預(yù)期收益的基礎(chǔ)。平價(jià)上網(wǎng),組件效率“領(lǐng)跑+長(zhǎng)跑”缺一不可。