光伏電站投資回報(bào)風(fēng)險(xiǎn)凸顯

2014年中國(guó)光伏電站建設(shè)規(guī)模將達(dá)到10-12GW，占到全球1/4。到11月份，國(guó)內(nèi)光伏電站的迎來(lái)開工高峰期。然而目前，已建成光伏電站質(zhì)量出現(xiàn)的大規(guī)模問(wèn)題格外引人關(guān)注，其中包括大型地面電站的組件衰減和蝸牛紋大規(guī)模爆發(fā)等問(wèn)題。筆者對(duì)青海、西藏、張家口部分電站的業(yè)主方進(jìn)行了調(diào)研或者談訪，發(fā)現(xiàn)部分電站采用的知名品牌組件1-2年就發(fā)生嚴(yán)重的組件衰減，蝸牛紋更是大面積爆發(fā)。

北京鑒衡認(rèn)證中心相關(guān)負(fù)責(zé)人透露，目前光伏電站存在的問(wèn)題主要集中在設(shè)備質(zhì)量、電站設(shè)計(jì)、電站施工和電站運(yùn)維等方面。通過(guò)對(duì)425個(gè)電站的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，光伏組件主要存在熱斑、隱裂和功率衰減等質(zhì)量問(wèn)題。以功率衰減為例，在該中心去年現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的11個(gè)大型地面電站運(yùn)行1年左右的組件中，在考慮了設(shè)備不確定度后發(fā)現(xiàn)，50%左右的組件衰減在5%～10%之間，30%左右的組件功率衰減超過(guò)10%，8%的組件衰減已經(jīng)超過(guò)20%。這意味著，組件企業(yè)普遍承諾的25年僅衰減20%的質(zhì)保，部分產(chǎn)品只運(yùn)行了1年就已接近甚至超越了底線。

中國(guó)光伏行業(yè)前兩年投資過(guò)快，再加上投資門檻較低，導(dǎo)致產(chǎn)能爆發(fā)，隨之而來(lái)劣幣驅(qū)逐良幣。很多電站開發(fā)商由于不懂組件技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)，單純?yōu)榱俗非笸顿Y收益使用大量?jī)r(jià)格便宜、品質(zhì)低下的組件。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)電站的調(diào)研，衰減做得好的電站，每年組件發(fā)電量的衰減可以做到0.1%，而一些沒(méi)有經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的組件產(chǎn)品，衰減竟超過(guò)60%。太陽(yáng)能光伏組件中塑料件是其質(zhì)量的短板。塑料件的有接線盒、封邊硅膠、背板和EVA膠膜。而其中EVA膠膜又是最為薄弱的部件。EVA膠膜使用EVA樹脂和添加劑通過(guò)加熱擠壓成型。由于EVA樹脂本身容易水解而產(chǎn)生醋酸，醋酸就成為組件諸多不同功率衰減問(wèn)題的重要原因。

醋酸可以和玻璃中的鈉鹽反應(yīng)引起鈉離子遷移導(dǎo)致組件功率的衰減(PID衰減)，也可以誘導(dǎo)柵線中的銀發(fā)生氧化反應(yīng)而出現(xiàn)蝸牛紋現(xiàn)象。日本Chemitox通過(guò)將電池片浸泡在一定濃度的稀醋酸溶液中觀察銀柵線的變化證明了醋酸可以逐步將電池片表面的銀柵線腐蝕變窄。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M惡劣的自然環(huán)境，85攝氏度、85%濕度和外加電壓1000V，老化96小時(shí)，目前使用了價(jià)格低廉的EVA膠膜的光伏組件均發(fā)生20%-60%的衰減。這就意味在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的組件如果在電站環(huán)境不是非常理想的狀態(tài)下，可能在10年內(nèi)就發(fā)生大規(guī)模的衰減。即使通過(guò)96小時(shí)或者192小時(shí)衰減測(cè)試的光伏組件是否能夠保證25年的壽命也還是未知數(shù)。一些早晚溫差大、或者靠近水邊的光伏電站更是危機(jī)重重，而這些場(chǎng)地由于價(jià)格低或者沒(méi)有其它用途往往容易被選成了光伏發(fā)電站。

隨著光伏組件技術(shù)的發(fā)展，不少國(guó)家的電站用戶都對(duì)組件抗衰減性能逐步提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求。比如PVEL曾經(jīng)提出光伏組件需要通過(guò)600小時(shí)的抗PID老化測(cè)試，而日本Chemitox提出了需要在組件表面保留水膜的情況下測(cè)試組件抗PID衰減性能。對(duì)于光伏組件的蝸牛紋問(wèn)題，目前還沒(méi)有非常標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法，但大都是將電池片先做成隱裂狀態(tài)再做成組件交替進(jìn)行濕熱老化和暴曬。一些EVA膠膜廠商把蝸牛紋歸結(jié)成使用EVA回收料，用不使用EVA回料來(lái)承諾沒(méi)有蝸牛紋現(xiàn)象，其實(shí)這是對(duì)EVA樹脂的性能只知皮毛并對(duì)組件結(jié)構(gòu)了解非常少而盲目做出的保證。塑料多次加工自然會(huì)導(dǎo)致其本身的逐漸降解，但在EVA膠膜的生產(chǎn)中極少有反復(fù)多次加工EVA樹脂的可能性。蝸牛紋和電池片的質(zhì)量、背板的透水性和EVA膠膜的配方和加工工藝的選擇均、組件的設(shè)計(jì)等方面均有關(guān)系。對(duì)EVA膠膜而言，要做到抗蝸牛紋更重要的是如何做到本身的抗水解性。

目前使用光伏組件功率抗衰減方案的組件能夠保證在85攝氏度85%濕度和1000V的96小時(shí)的老化后，光伏組件功率衰減在5%以內(nèi)。而使用海優(yōu)威新材料股份公司的抗PID衰減EVA膠膜在國(guó)內(nèi)外多家知名組件廠的試驗(yàn)中衰減不到2%。在日本Chemitox的組件表面有水膜的抗衰減測(cè)試中，海優(yōu)威新材料股份公司的抗PID衰減EVA膠膜更是成為國(guó)內(nèi)組件廠通過(guò)測(cè)試的重要保證。其意味著海優(yōu)威的EVA膠膜能夠在最嚴(yán)酷的自然環(huán)境中保障光伏組件有更長(zhǎng)的壽命。

電站使用年限按照25年計(jì)算，所使用的組件功率衰減0.8%和衰減5%相比，投資回報(bào)率相差9.4%。再換一個(gè)角度說(shuō)，現(xiàn)在最好的EVA材料和最差的EVA材料，在每瓦的成本上只相差0.03元人民幣，也就是說(shuō)發(fā)電發(fā)3天的收益就可以完全覆蓋這個(gè)成本。根據(jù)英國(guó)Wind&Sun公司2.6KW電站(英國(guó)第一個(gè)分布式電站)和海南尖峰嶺電站的調(diào)研，電站衰減主要是EVA黃變和閃電紋引發(fā)的熱斑導(dǎo)致，如果采用高品質(zhì)EVA，組件使用壽命完全可以超過(guò)25年達(dá)到更高的使用壽命。CPTV的技術(shù)工程師張雪認(rèn)為：常見(jiàn)的電站業(yè)主投資認(rèn)為電站組件成本越低越好，實(shí)際這樣的觀念沒(méi)有考慮組件25年壽命，以及電站的投資回報(bào)率，電站投資方更應(yīng)該關(guān)注組件品質(zhì)，而封裝材料在組件構(gòu)成中處于十分重要的地位，特別是EVA材料，因?yàn)椴捎玫推焚|(zhì)EVA導(dǎo)致電站大規(guī)模爆發(fā)閃電紋和功率衰減的情況隨著國(guó)內(nèi)裝機(jī)量增長(zhǎng)，越來(lái)越突出。業(yè)主投資光伏電站，對(duì)EVA材料的選擇也需慎之又慎。、

筆者認(rèn)為盡管低品質(zhì)組件減少了每瓦的裝機(jī)成本，但卻大幅度減少了電站的使用年限，導(dǎo)致電站未達(dá)到使用壽命就發(fā)生衰減，甚至提前電站報(bào)廢。電站的投資商應(yīng)該忽略每瓦的建造成本，進(jìn)而關(guān)注度電成本。