图 2 从设计、制造、使用等环节概括了影响组件使用寿命的一些主要因素。
图中所述的各类因素,或多或少地影响着组件的使用寿命,需要全过程、全要素控制。依据统计结果,在影响组件使用寿命的各类因素中,技术成熟度、制程质量控制、环境适配性为需要控制的关键因素。
1)图 3 为在位于不同区域的 6 个电站中,每个电站选取同企业、同时点投用、不同效率档的组件,进行最大功率衰减程度对比测试的结果。其中,标识为 “A” 的组件为同期成熟度较高的效率档,标识为 “B” 的为高效率档位的组件。
可以看出,6 个对比组中,“A” 类组件最大功率衰减均值指数均低于 “B” 类组件。根据经验,部分 “B” 类组件尚处于不够成熟和稳定的量产期。
图3:同期、不同效率水平组件功率衰减对比,来源:鉴衡认证
2)图 4 为从位于我国亚湿热、暧温、寒温等 3 类气候区的 15 座电站中,每类气候区各选择 15 种组件,每种组件抽取不少于 5 块无严重缺陷的组件,进行最大功率衰减程度对比测试和分析的结果。
通过对比可看出,在亚湿热、暧温两类气候区中使用的组件,最大功率衰减情况并无明显差异;在寒温区中使用的组件,从均值指数和极值指数看,均明显好于前两类气候区。这意味着,针对某些特定的环境条件,需要采用针对性设计,以提高组件的可靠性。
图4:不同气候区最大功率衰减均值和极值指数对比,来源:鉴衡认证
3)图 5 为从同一电站使用的不同厂家供应的 2 款组件中,各选择 7 块无明显缺陷的组件,进行最大功率衰减程度对比测试和分析的结果。图中的“衰减指数”指的是组件实测最大功率衰减率与同期保证值的比值。
通过对比可看出,B 厂家组件最大功率衰减均值和一致性明显好于 A 厂家的组件,反应出 A 厂家在制程质量控制方面存在问题,产品质量的一致性较差。
值得一提的是,在抽测的组件中,某电站使用的某国外企业生产的组件,使用 3 年后,几乎无衰减,且样本组件间的性能偏差很小,反应出极高的可靠性水平。
图5:不同组件功率衰减一致性对比,来源:鉴衡认证
2. 实际使用组件存在的突出问题
鉴衡认证分析已有的检测数据,运营期内的组件,从最大功率衰减程度看,可以归纳为 4 种走势,见图 6。
图6:组件最大功率走势图,来源:鉴衡认证
图 7 为前述 63 种样本组件中,处于不同最大功率衰减均值指数区间的组件占比情况。可以粗略地认为:均值指数小于 0.5 的组件,符合图6中的走势一;均值指数在 0.5~1 的组件符合走势二;均值指数在 1~1.5 的组件为带病组件,趋于走势三;均值指数大于 1.5 的组件,存在较为严重缺陷,趋于走势四。
图7:最大功率衰减均值指数占比, 来源:鉴衡认证
初步分析趋于走势三和走势四的组件,导致组件最大功率过快衰减的原因主要有以下几方面:
1)针对特定气候区的环境条件及发生频次较高的恶劣气候现象,组件设计或选型考虑不周;
2)工程设计或施工原因导致的组件缺陷问题;
3)组件采购及制程质量控制不到位导致的组件质量问题;
4)某些新型、未经充分验证即批量投用的组件及所用材料带来的质量问题。
三、结 语
总体看,在技术质量方面,光伏产业的技术研究存在两个不平衡,一是可靠性方面的技术研究滞后于单体设备效率提升方面的技术研究;二是系统应用技术的研究水平滞后于设备端。另外,需要提醒的是:近两年,过于强调初装成本的降低,而对由于可靠性不够所导致的后期运维成本抬高或性能水平过快减损重视不够。
作为光伏电站的核心设备,组件能够长期、安全、可靠地运行,是保证电站取得预期收益的基础。平价上网,组件效率“领跑+长跑”缺一不可。