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【焦点】光伏电站的背板危机

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-03-23  来源:互联网  浏览次数:182
       “十三五”是太阳能产业发展的关键时期,这无疑也催生出潜在的巨大背板市场。

一个不可回避的问题是,已建成的若干光伏电站正在面临着因为辅材而带来的诸多质量隐患和风险。中国地域辽阔,气候和环境差异明显,背板需经受住更为严苛的考验,背板失效将使组件内部的封装材料和电池直接暴露在严苛的户外环境中,引发封装材料水解、电池和焊带腐蚀以及脱层等一系列问题,进而降低组件功率输出和使用寿命,直接与光伏电站的收益率和寿命息息相关。

当前,国内背板产业尚处起步发展阶段,国外背板产品占据半壁江山,背板国产化、背板材料、制造工艺、质量保证、创新发展的标准和声音,正日渐受到业内关注。

“辅材”不辅

光伏主材是电池片,辅材是“五大二小”,五大指玻璃面板、EVA胶膜、背板、边框、接线盒,二小指焊接材料、密封盒粘结剂。光伏电池按照玻璃—EVA—电池片—EVA—背板的结构封装构成,位于光伏电池背面的最外层,起到封装和保护的作用,以延长和保证电池的使用寿命。

光伏系统运行越久,电力成本就越低,就可以获得更高的投资回报。运行超过10年的电站,服役时间延长一年,每度电的成本降低3%—4%。平稳运行25年的电站的度电成本是运行10年的一半。这也就意味着,合理成本下的长期稳定安全运行才是关键,因此强调光伏电站的质量成为行业的共同诉求。

光伏电站的质量主要从部件质量和工程质量来考量。根据统计,51%的现场问题属于设备和部件本身质量。在2017年“光伏辅材质量、风险与创新”闭门圆桌会议上,国家发改委国际合作中心国际能源研究所所长王进直言背板质量的重要性:“光伏组件的辅材出了问题,对整个组建的质量会有致命影响,也会对整个电站的寿命产生影响。”

由于不受光照资源条件等因素的影响(不考虑占地因素),能效比PR(综合能量效率)可以相对客观地评价光伏电站的性能和质量。经过大量调研后,国家发改委能源研究所研究员王斯成认为,影响能效比PR的最主要因素是组件功率衰降和污渍遮挡损失,“目前西部光伏电站的综合能量效率还有至少5%的提升空间。”

对于生命周期达到25年的光伏电站而言,组件质量是影响投资收益的决定性因素之一。在东旭蓝天副总裁徐永邦看来:“辅材不辅,对投资商来说,在投资和回购光伏电站的时候,非常关心背板的质量和安全。”如果组件寿命不达标,则一切的投资测算都是构建在沙滩上的城堡。

据了解,目前国内已建成的光伏电站中,具备投资安全边际的潜在可收购对象非常少,除了政策和市场带来的不确定性因素外,最大的担忧在于对光伏电站质量缺乏足够的信心。

评定标准缺乏

不可否认,技术在推动光伏平价上网进程中发挥了关键作用。随着光伏产业技术的不断革新,光伏度电成本从10年前的3元下降到了如今的0.7元,降幅超过76%,为光伏电站的大规模普及提供了良好的发展基础。

但是,不容忽视的是,近年来,大量未经严格验证的材料的投入使用使得系统效率衰减与组件失效的问题大量出现,从而导致了度电成本的增加和投资回报的降低。

鉴衡认证中心副主任纪振双对此的解释是,“辅材标准不完善,长期性能可靠性的验证技术和手段不能充分满足行业需要,导致实际应用中辅材质量问题频现。如果非要给对组件辅材质量的担心度排个序,那么首先是接线盒,其次是背板,两者一内一外,一旦发生问题后果非常严重。”

在进行失效模型及影响分析时,纪振双对东、中、西部80个装机容量各占一定比例的样本电站进行了跟踪分析,样本投运时间在1—6个月之间的有18个,6个月—12个月之间的有22个,12个月以上的有40个。他认为,运营期间,辅材本身及由于辅材质量引起的电池缺陷不容忽视,要重点防控辅件制造过程及到场后各环节产生的缺陷。

由于目前尚不能对组件的耐久性进行很好的评定,中国电器院主任冯皓建议,从光伏组件质量的源头——关键材料抓起,以材料的环境耐久性为考核对象,关注光伏组件整个生命周期的性能状况。

冯皓认为氙灯老化是目前公认的对材料自然老化模拟最好的人工加速试验方法,她已在典型环境地区进行了长达8年的相关研究。通过将市面上的背板材料进行测试比对,在我国典型环境试验站点,干热、湿热、亚湿热、高原、寒冷等外部环境中,定期回样光伏背板样品,测试其性能衰减情况,对比在典型气候环境的耐久性。首批背板领跑者认证结果显示,位列前三的分别是富士集团的一款产品,以及苏州中来的两款产品。对于冯皓的测试方案,中山大学教授沈辉则认为模拟实验虽有其合理性,但还是要靠实际电站运行数据说话。“光伏大数据非常重要,需要行业内大家一起努力。”沈辉直言。

国产化受期待

我国是全球最大的光伏组件生产国,也是光伏背板涂层需求最大的国家。但是在背板市场,中国尚处于买方市场。我国背板原料大多从国外进口,价格高且供货不稳。国外的光伏背板产品占据着我国市场半壁江山,比如曾经的胶片巨头富士集团,就华丽转型,挺进中国光伏背板市场。2月中旬,荷兰皇家帝斯曼集团则全资收购了国内背板企业尚善新材料,

业界预计,在我国政府大力推进清洁能源的背景下,对于看好中国光伏组件市场的跨国企业而言,通过收购本土技术领先企业,从供应链上游切入市场,有助于其更好地把握市场。

目前市场上背板类型有两大类,即含氟聚合物的TPT结构背板和全PET结构的背板。据业内人士介绍,“TPT结构背板报废后,含氟聚合物回收再利用存在一些困难,业内尚无有效的回收方案和技术,会在一定时间内造成环境污染。”

富士集团研发部所长伊藤忠称,该公司将胶卷制造核心技术融入到光伏新产品的开发,其背板多采用硅氧技术,绿色环保。另据富士集团研发总部主任施泽民介绍,针对传统背板潜在的两大致命隐患:PET的脆化问题以及胶黏剂的脱层和层间粘结力衰减问题,富士集团独自研发了超高温强化PET基膜为主体的新型胶膜一体化背板。

背板是光伏行业一支重要的细分领域,随着中国光伏背板迎来市场潜力释放期,更多的国内外企业瞄准于此,不过机遇与挑战总是相伴而生。有业内人士呼吁,我们不能只关注组件价格和系统初始投资成本,而是要重视光伏电站的长期效益和环境效益,关注背板的质量、安全以及国产化。

 
关键词: 光伏 电站 危机
 
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