光伏電站質(zhì)量問題頻發(fā) 衰減影響回報率

國內(nèi)光伏政策在摸索中逐漸完善，投資光伏電站的商業(yè)環(huán)境也日趨成熟，國內(nèi)光伏電站的新一輪投資熱潮正在形成氣候。通常情況下，光伏電站正常工作年限為20-25年，在此期間，光伏組件不可避免地要經(jīng)受各種考驗。只有光伏電站的正常運行，投資商才能確保自身的回報率，因此，越來越多的投資商將眼光放在了對組件質(zhì)量的選擇上，這一現(xiàn)象正促使國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展向理性邁進。 　　頻發(fā)的質(zhì)量問題 　　作為光伏電站最重要的基礎(chǔ)設(shè)備，電站的質(zhì)量、發(fā)電量、收益率、價值都與組件息息相關(guān)。組件主要由電池、封裝材料、背板、玻璃、邊框、接線盒等組成，其中，電池片是最為核心的關(guān)鍵部件，外部封裝材料都是為了保護它的正常與穩(wěn)定運行。在這些關(guān)鍵的保護材料中，最外層的背板質(zhì)量至關(guān)重要，一旦背板失效，里面的封裝材料、電池片就會如失去蔽護的花朵一般隨環(huán)境凋零。 　　我國西部地區(qū)，光照資源豐富、土地價格低廉，早已成為大型光伏電站建設(shè)理想的必爭場所。但在這些地區(qū)，同時也存在干旱少雨、地表沙化嚴重、風(fēng)沙活動強烈等較為惡劣的自然環(huán)境。隨著光伏組件戶外使用時間的延長，風(fēng)沙磨損會不斷減薄背板外表層材料的厚度，這就要求開發(fā)商選擇的背板外表層，必須具有較強的耐磨性能。 　　“部分多晶硅電池組件2-3年功率衰減3.8%-7.0%，非晶硅3年功率衰減達20%。”中科院電工所在對青海省光伏電站后評估檢測后得出的結(jié)果。而根據(jù)鑒衡認證中心調(diào)查中，全國已調(diào)查的425座太陽能電站中，30%建成的3年以上電站都已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的問題。 　　目前，越來越多的組件質(zhì)量問題與背板選材相關(guān)。市場主流背板一般分為PET背板、FEVE背板、PVDF薄膜、PVF薄膜背板幾種。其中，PET背板在日本使用廣泛，其外層保護材料PET聚酯是非氟材料，非氟材料耐候性較差，直接曝露在戶外其高分子鏈段容易被紫外線破壞，出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。 　　此類情況并非偶然。PET背板90年代開始被日本廠商用于10年質(zhì)保的屋頂組件，有些在戶外幾年內(nèi)就發(fā)生光熱老化發(fā)黃開裂導(dǎo)致組件功率迅速衰減。FEVE涂料背板開裂的情況也比較嚴重，而同樣的問題也曾出現(xiàn)在PVDF薄膜背板上。 　　衰減影響回報率 　　近幾年因工期與成本控制因素，部分光伏電站的質(zhì)量還有待時間檢驗。 　　隨著時間的推移，組件質(zhì)量問題有可能頻發(fā)，最終對光伏產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展造成影響。光伏電站長期穩(wěn)定運行、達到使用年限，都對電站項目內(nèi)部收益率和投資收益凈現(xiàn)值的影響明顯。 　　以中國西部一類地區(qū)20MW光伏電站為例，假設(shè)組件年功率衰減為0.8%，組件使用年限從25年下降為10年，那么光伏項目內(nèi)部收益率會從11.39%下降為4.89%，投資收益凈現(xiàn)值減少3.28元/瓦。 　　若以組件使用壽命為25年計算，組件年功率衰減由0.8%上升為5.0%，項目內(nèi)部收益率將從11.39%下降為2.02%，投資收益凈現(xiàn)值將減少4.02元/瓦。組件衰減率直接影響電站投資回報率成為不容置疑的事實。 　　相關(guān)專家認為，組件功率高衰減與采用未經(jīng)戶外長期驗證的新材料有關(guān)，背板作為關(guān)鍵材料首當(dāng)其沖。 　　歐盟的聯(lián)合研究中心(JRC)從上世紀(jì)八十年代開始對晶硅組件進行20余年的戶外組件實證研究，發(fā)現(xiàn)采用玻璃作為背板的組件(雙玻組件)功率衰減明顯且波動大，最高超過60%，不利于電站長期穩(wěn)定運營。但早期國外建設(shè)的光伏電站采用杜邦特能PVF薄膜背板(不含鋁膜)的組件通過在戶外使用約20年后，功率衰減均低于20%，平均年功率衰減僅為0.3%。 　　國內(nèi)一些研究單位對國內(nèi)光伏系統(tǒng)長期功率衰減也進行了相關(guān)研究，中山大學(xué)沈輝等對海南島PVF薄膜背板的177片Solarex多晶硅組件功率衰減研究也表明，即使在濕熱氣候條件下使用了23年，這些組件的平均功率衰減僅為6.1%，且主要原因是由于封裝材料EVA發(fā)黃透光率下降導(dǎo)致的短路電流下降。 　　保證電站質(zhì)量，采用較好的背板也許是最佳有效途徑。背板價格之間僅差0.10-0.12元/瓦，這部分只需多花25-29天電就可收回成本。 　　以杜邦特能PVF薄膜TPx背板與單面PVDF背板為例，兩則僅差0.01-0.02元/瓦，只需多發(fā)1-4天可收回成本差異。采用較好背板的度電成本為0.76元/千瓦時，但可帶來0.14元/千瓦時凈收益；采用低質(zhì)且未經(jīng)長期戶外實績驗證的材料，使用年限可能只有10年，度電成本為1.07元/千瓦時，將導(dǎo)致0.17元/千瓦時的凈虧損。 　　當(dāng)前，一些短視的趨利行為正在被糾正。對電站投資商而言，選擇經(jīng)過實績驗證的背板材料才能確保電站最大價值，而選擇較好材料帶來的較高回報也正引導(dǎo)開發(fā)商向理性建設(shè)光伏電站道路上扭轉(zhuǎn)過來。