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历史惊人的相似:光伏业以史为鉴才能共促可持续发展

作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数:402 更新时间:2016-8-14 上午 12:46:25

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历史惊人的相似:光伏业以史为鉴才能共促可持续发展2016-08-1018:23:47

本文首发于微信公众号:能源圈。文章内容属作者个人观点,不代表和讯网立场。投资者据此操作,风险请自担。

中国光伏行业历经迅猛发展已将近十年,其间历经过供不应求的大好市况,也在2011-2012年间饱尝价格一泄千里的熊市。当时,外有双反,内有价格战,很多组件厂都出现了严重亏损,面临生存危机。在内外夹击的双重压力下,一些厂家为了谋求短期利润,采取了降本策略,一是改进生产工艺,提升良率;二是变更材料清单,引入低成本新材料。

时隔5年,那一大批使用未经验证材料的组件已经开始大规模出现失效,其投资回收期远远低于一般行业10~25年的质保年限。组件厂家需面对接踵而来的质量索赔,结果是因小失大,使投资人望之却步,更打击了对行业发展的信心。

如今,历史似乎正在重演,光伏全产业链正历经新一轮的价格调整。据产业机构EnergyTrend调研显示,随着今年“630抢装潮”的落幕,7月份以来,整个光伏市场需求骤降、订单变少、库存持续积压,包括硅片、电池及组件在内的光伏产业链上下游品种价格已出现全面下滑。而在近日的一次大型项目招标会上,部分竞标企业报出了令人咋舌的“最低中标价”,不禁让人担忧光伏产品质量能否保障电站的长久运行。因此,为了避免历史重演,光伏从业人员应以史为鉴,真正从光伏材料这一源头把控质量,从而促进我国光伏产业健康、可持续发展。

现状:5年内背板开裂

2012年,中国西部的某光伏电站顺利并网,崭新的组件在充足的阳光下熠熠发光。在并网典礼上,所有人眼中都充满了对未来的期望。

2013年,在对组件进行的随机抽样检测中,尽管肉眼看到的外观并无显著变化,但通过显微镜可清楚地观察到背板表面已经出现了大量微裂纹。

2016年,市场上开始听到越来越多只安装了4~5年的组件出现了背板开裂的问题,3年前看到的微裂纹已经变成更长、更深的宏观裂纹;很多裂纹沿焊带形成,具有明显的漏电隐患。项目业主立即对电站运维人员警示了该安全风险,以免造成触电事故,并向组件厂家提出了质保索赔。

除了中国西部以外,在欧洲、东南亚和中国东部的电站,也陆续发现光伏组件出现了此类背板的开裂问题,安装时间都在5年以内。根据10年产品质保的要求,组件厂应该对出现问题的组件进行更换。这无疑给厂商造成了巨大的财务和商誉损失。同时,项目业主也深感困惑,为何这些组件都通过了国际认证测试,还是无法避免此类质量问题。

根本原因:缺乏对长期老化性能的测试方法和标准

从光伏组件的安装环境与使用条件来看,任何光伏组件中的材料都必须耐受25年以上的户外气候挑战,尤其是背板。作为光伏组件的最外层,背板对组件起到了最关键的保护,因此,对材料长期可靠性的要求非常高。此外,背板直接受到紫外、风沙、剧烈温度改变的影响,也是最容易出现老化问题的材料之一。

尽管光伏行业要求25年的质保,但一直缺乏对长期老化性能的测试方法和标准,从而导致各种质量不一的材料都能够通过测试,被应用在组件产品上。这些材料虽然短期内不会出现问题,但是一旦长时间在户外曝晒,不到10年,甚至不到5年就会开始出现老化失效等问题,禁不住时间的考验。

对于光伏的应用,行业急需发展更完善的测试方法,以更准确地预测背板材料的长期可靠性。

出路:优化测试方法

首先,现阶段行业惯用的测试方法普遍采用单项加速老化实验,这完全不能模拟户外实际情况(湿、热、紫外、温度变化同时发生),当然也无法真实反映材料在户外老化的结果。

再者,部分测试标准偏低,无法体现背板材料在质保期间面对的户外环境风险。以紫外测试剂量来说,荒漠25年的累积紫外剂量大概在275kWh/m2,温和气候也大于170kWh/m2。而目前的认证测试只需要15kWh/m2,和户外25年老化所承受的剂量相差甚远。

最后,现行的老化测试对材料老化后的力学性能关注不足,比如冷热循环应力和动态机械载荷。而户外失效往往是由于材料老化后力学性能下降导致的。

为了更好地模拟户外老化应力对材料的影响,最好能采用更能反映户外情况的序列老化测试,即在加速老化测试中将原来单项的紫外、湿热和冷热应力等老化因素测试按照一定顺序对同一个样品进行测试,这样就能更好地评估不同材料在长期老化性能方面的差异。

序列老化测试:举例来说,以序列老化测试对PVDF背板以及PVF背板进行序列老化测试后,PVDF背板出现了开裂现象,这就说明了由于PVDF薄膜横向力学性能不佳,在老化后容易变脆,在冷热循环应力下容易朝单一方向开裂;而PVF薄膜因为是双向拉伸的成膜技术,所以不会有这种问题。

下图是在北美地区户外使用了4年的PVDF背板形貌,平均开裂比例约为57,裂纹方向均沿纵向形成。

近几年来,在降低成本的压力下,光伏组件的关键材料产生了很多质变,因此测试方法也必须因应众多材料的加入而调整,以更好地区别各种材料之间的差异性,让组件商、光伏投资业者有更好的依据选择适合光伏应用的材料。

延长使用寿命和降低功率衰减是保障项目投资回报和降低发电成本的重要因素。实地户外是对光伏组件最终极的检测,然而因应行业发展的变化,在测试方法上也有改善的空间,序列老化测试能够更好对不同材料的长期可靠性进行甄别,应该被更加广泛地使用。

文章来源:微信公众号能源圈

(责任编辑:张功成HN092)看全文和讯网今天刊登了《历史惊人的相似:光伏业以史为鉴才能共促可持续发展》一文,关于此事的更多报道,请在和讯财经客户端上阅读。

《历史惊人的相似:光伏业以史为鉴才能共促可持续发展》相关参考资料:
以史为鉴、历史总是惊人的相似、惊人得相似、以史为鉴可以知兴替、以史为鉴的下一句、以史为鉴同义词、大同 光伏、海润光伏、光伏发电

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