領(lǐng)跑者背景
領(lǐng)跑者基地誕生的背景是:西部限電、分布式發(fā)展緩慢,能源局希望將光伏往更健康的方向引導(dǎo)。大同光照一類區(qū)僅次于青藏高原,而且有工業(yè)負(fù)荷,在采煤區(qū)有一些地方電網(wǎng),供工業(yè)負(fù)荷用消納條件非常好,建成之后可以當(dāng)?shù)鼐徒{。
此外大同也有土地條件,沉陷區(qū)已經(jīng)不適合人居住可以拿來做光伏。并且大同市也積極謀求“黑轉(zhuǎn)綠”從煤炭等資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型為低碳環(huán)保的綠色經(jīng)濟(jì)。
沉陷區(qū)
大同煤礦經(jīng)過幾十年的開采,地下水層被破壞,形成沉陷區(qū)。一般人的概念腳踩下去是坑,實(shí)際并非如此。
大同現(xiàn)在是相對沉陷,幾十年沉陷了幾公分,人感覺不到,但這個地方不能做建筑,不能蓋房子也不能種地,地下已經(jīng)掏空,含水層被破壞,土地養(yǎng)不住水,所以作物也長不了。放任不管的話,會沙化,政府之前還要花錢治理運(yùn)維。
所以發(fā)展光伏,天時地利人和。
正在路上的電站系統(tǒng)效率
對于系統(tǒng)效率、性能評估和光伏電站的實(shí)際發(fā)電量,王斯成老師對這個一直很感興趣,希望通過對現(xiàn)場調(diào)研測試做出來,這個研究在國際也是空白。2014年,國際標(biāo)準(zhǔn)體系中,這個主題也是“正在進(jìn)展”中,對于一個光伏應(yīng)用大國而言,我們有著責(zé)任,領(lǐng)先國際一步。王斯成說:“我需要數(shù)據(jù)。”
為此王斯成走訪了很多光伏電站,接待都很熱情,但沒有一家能提供實(shí)際完整的發(fā)電數(shù)據(jù)。
最終,經(jīng)過不懈的努力,2014年,我們敲開五家企業(yè)大門,并做了一系列測評。
為推動我國光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,合理評價并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的質(zhì)量,為光伏電站的股權(quán)融資、產(chǎn)權(quán)交易、質(zhì)量擔(dān)保提供依據(jù),在大量調(diào)研和實(shí)地檢測的基礎(chǔ)上,由中科院電工研究所、中國科學(xué)院太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)質(zhì)量檢測中心、中國質(zhì)量認(rèn)證中心等單位共同起草的《并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質(zhì)量評估技術(shù)規(guī)范》,后來經(jīng)由中國質(zhì)量認(rèn)證中心提交國家認(rèn)監(jiān)委科技與標(biāo)準(zhǔn)管理部,通過備案核準(zhǔn),成為了行業(yè)規(guī)范。
《并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質(zhì)量評估技術(shù)規(guī)范》針對抽樣原則、實(shí)時參數(shù)監(jiān)測、現(xiàn)場檢測、質(zhì)量檢查、性能評估等方法等作出了詳細(xì)規(guī)定,為國內(nèi)甚至國際首個詳細(xì)的可操作性強(qiáng)的光伏電站后評估技術(shù)規(guī)范。其中光伏電站質(zhì)量檢查主要包括組件、逆變器、電纜、匯流箱、防雷接地、電站圍欄等方面,在電站性能測試方面,主要測試內(nèi)容包括紅外、系統(tǒng)污漬和灰塵遮擋損失、組件串并聯(lián)損失、組件MPPT偏離損失、陣列溫升損失、EL檢測、直流線損、遮擋損失、交流線損、逆變器效率、變壓器效率、電能質(zhì)量測試、光伏方陣絕緣性、接地連續(xù)性、防孤島、低電壓穿越等共18項(xiàng)。
這個技術(shù)規(guī)范總共進(jìn)行了9輪修改,得到了業(yè)內(nèi)的關(guān)注,同仁們對此提出了很多很好的完善意見,并引發(fā)了近兩年來對于電站“提質(zhì)增效”的熱議。
我經(jīng)常形象的比喻這個電站性能檢測,它就像是一個人的全面體檢和健康報告,通過體檢,能識別出當(dāng)下的健康狀況和未來可能出現(xiàn)的隱患,接來下就可以對癥下藥了。而關(guān)于測試方法、測試設(shè)備、測試流程、評判指標(biāo),這都是必需的診斷依據(jù),現(xiàn)在回頭看來,這個工作是從無到有,但也不可能一步到位,我們意識到必須在實(shí)踐中一邊使用一邊完善。
比如,在那年的測評中我們就發(fā)現(xiàn),光伏電站的系統(tǒng)能效下降、故障原因往往與光伏組件的關(guān)鍵部件(包括電池片、接線盒、封裝玻璃、背板)的質(zhì)量劣化與失效行為密切相關(guān)。高溫環(huán)境、溫度變化、水汽滲透、紫外輻射是影響光伏組件耐久性并且引起電站故障頻發(fā)的關(guān)鍵因素。這也是后來我在2015年發(fā)起的另一公益活動“尋找中國最美光伏組件”的緣起和動力。
我們行程逾3萬公里,尋遍不同資源氣候區(qū)10個省市,找回了35片現(xiàn)場實(shí)地使用超過20年的老組件,一方面是要建立中國的老組件博物館,另一方面是希望能分析其失效機(jī)理。而在未來,將針對已并網(wǎng)運(yùn)行的光伏電站的光伏組件為研究對象,開展組件長期運(yùn)行的故障診斷現(xiàn)場測試方法研究,并結(jié)合電站能效比(PR)的變化特性,研究組件失效特征與電站能效比的關(guān)聯(lián)特性,現(xiàn)場故障診斷測試方法,正在行進(jìn)之中;再如,研究晶體硅光伏組件在特定氣候環(huán)境及安裝方式下的衰減軌跡模型,采用實(shí)驗(yàn)室檢測與電站現(xiàn)場測試結(jié)合的方法研究組件的機(jī)械應(yīng)力特性、電性能參數(shù)的線性或非線性衰減趨勢,亦在行進(jìn)之中……
新的領(lǐng)跑者標(biāo)準(zhǔn):更關(guān)注新產(chǎn)品、新指標(biāo)、新領(lǐng)域
光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃是一項(xiàng)評價指標(biāo)體系動態(tài)調(diào)整、不斷豐富和完善的技術(shù)提升和質(zhì)量提升的“雙提升”計(jì)劃,將不斷引領(lǐng)我國光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和提質(zhì)增效。這其中,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將對光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃的順利實(shí)施起到重要的支持和保障作用。
我個人認(rèn)為,新的光伏“領(lǐng)跑者”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)會圍繞三個方向:新產(chǎn)品、新指標(biāo)、新領(lǐng)域。
新產(chǎn)品方面:我所指的新產(chǎn)品是指有可能規(guī)?;瘧?yīng)用的新產(chǎn)品,比如雙玻光伏組件?;氐饺ツ耆课?94號文,對于雙玻組件的評價指標(biāo)實(shí)際上也留了一個口子,是急需補(bǔ)充完善的。在新公布的濟(jì)寧和兩淮領(lǐng)跑者示范基地項(xiàng)目技術(shù)方案草案中,水面應(yīng)用形式的項(xiàng)目比例非常高。
其次雙玻光伏組件也被廣泛應(yīng)用在光伏扶貧農(nóng)業(yè)大棚中。無論是政策導(dǎo)向還是行業(yè)需求都在不斷催生雙玻光伏組件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)誕生。中國質(zhì)量認(rèn)證中心聯(lián)合行業(yè)資源編制了《地面用雙玻光伏組件性能評價技術(shù)規(guī)范》,技術(shù)規(guī)范涵蓋了雙玻光伏組件的效率指標(biāo)要求和特定環(huán)境下的補(bǔ)充測試要求,對雙玻光伏組件的選型提供了重要技術(shù)參考。這個技術(shù)規(guī)范大家最近可以關(guān)注一下!
新指標(biāo)方面:我們知道194號文件給出了效率指標(biāo)的單一評價要求,我認(rèn)為194號文是個綱領(lǐng)性文件,我們應(yīng)該領(lǐng)會其內(nèi)涵,要發(fā)揮我們標(biāo)準(zhǔn)、檢測認(rèn)證、研究等機(jī)構(gòu)的力量,來構(gòu)建更完整、更嚴(yán)格、更科學(xué)的評價體系。
去年CQC作為先行者主導(dǎo)實(shí)施的“領(lǐng)跑者”認(rèn)證計(jì)劃已經(jīng)豐富了領(lǐng)跑者先進(jìn)指標(biāo)產(chǎn)品的評價要求,其認(rèn)證計(jì)劃覆蓋了光伏組件、光伏電氣設(shè)備和關(guān)鍵輔材光伏背板等產(chǎn)品;在評價指標(biāo)體系方面,針對產(chǎn)品的效率、環(huán)境適應(yīng)性及耐久性關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)初步構(gòu)建了“領(lǐng)跑者”先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)評價體系。我在和CQC相關(guān)負(fù)責(zé)人溝通時了解到,“領(lǐng)跑者”認(rèn)證計(jì)劃會與時俱進(jìn),在實(shí)施過程中還會不斷增加新的評價對象、新的元素以滿足行業(yè)發(fā)展需求。
前幾天我去天津拜訪看望于培諾先生,老爺子這些年一直筆耕不輟,堅(jiān)持研究光伏質(zhì)量問題,他提出能量效率或是能量可利用率和能量密度的概念以及思考,這是IEC61724系列標(biāo)準(zhǔn)草案提出的新概念。這里面很重要的一個觀點(diǎn)是看電站好不好不是看某一時刻,要看一段時間,一年之內(nèi)甚至全壽命周期的整體表現(xiàn),這就涉及衰減率和發(fā)電量的問題,因?yàn)槠髽I(yè)的收益只與發(fā)電量掛鉤。
領(lǐng)跑者計(jì)劃一開始的指標(biāo)和電站測評指標(biāo)按照瞬時功率規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)線,現(xiàn)在已經(jīng)意識到還不夠完善,新的領(lǐng)跑者指標(biāo)會考慮年衰減、發(fā)電量這樣的能量概念。新指標(biāo)如何設(shè)定?需要戶外實(shí)證,填補(bǔ)在不同應(yīng)用環(huán)境下戶外實(shí)際發(fā)電能力和功率衰減評價方面的空白和不足。國際機(jī)構(gòu)NREL、Fraunhofer是較早開展戶外實(shí)證技術(shù)研究的,我們國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)也非常重視這個方向。
我記得十多年前,電工所許洪華研究員就一直在呼吁中國要建立自己的戶外實(shí)證系統(tǒng)進(jìn)行各種組件、各種安裝方式的長期比對。國家科技部863“大型光伏電站集成示范及裝備研制”課題中,他作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,在青海省海南州共和縣,布局了基于百兆瓦的光伏部件和系統(tǒng)測試實(shí)證基地;再比如山西領(lǐng)跑者項(xiàng)目中也有50MW用于實(shí)證,包含當(dāng)?shù)丨h(huán)境下各種組件、系統(tǒng)和并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)對比,并以此建立起山西光伏大數(shù)據(jù)中心平臺;另外,還值得關(guān)注的就是最近國家能源局批復(fù)中國質(zhì)量認(rèn)證中心的“國家太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)實(shí)證技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。
GB/T 4797.1-2005對我國氣候劃分為濕熱、亞濕熱、暖溫、干熱、寒溫I、寒溫II、寒冷等七種氣候,該實(shí)驗(yàn)室將在海南、廣州、上海、海拉爾、吐魯番、拉薩、西寧建六個典型氣候戶外實(shí)證點(diǎn),用以長期監(jiān)測光伏組件、背板、支架、逆變器等產(chǎn)品的耐候特性、戶外發(fā)電能力和功率衰減等指標(biāo)。
隨著將來光伏“領(lǐng)跑者”基地走向全國,不同的氣候類型、應(yīng)用方式、設(shè)計(jì)路線等等諸多差異會給系統(tǒng)級評價和發(fā)電量預(yù)測帶來更大難度,光伏測試和戶外實(shí)證研究的分區(qū)精準(zhǔn)探索就十分必要了;氣候修正的適用于不同地域的精細(xì)化行業(yè)規(guī)范和全中國地域范圍光伏產(chǎn)品實(shí)際發(fā)電量的比對系統(tǒng),也將對于未來用戶采購產(chǎn)品更具有指導(dǎo)意義。
新領(lǐng)域方面:我認(rèn)為國家的光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃最終會關(guān)注于系統(tǒng)評價,這可能也就是“領(lǐng)跑者”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的新領(lǐng)域。光伏系統(tǒng)涉及設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)維各生命周期,還是做個比喻,從設(shè)計(jì)階段開始,如同孕育生命的基因一樣,這甚至決定了生命的必然性;除此以外,還包含了物理空間中龐雜的設(shè)備,其次還要追溯時域空間不同階段的質(zhì)量信息。
當(dāng)前國際電工委員會IECRE正在推進(jìn)光伏系統(tǒng)認(rèn)證的工作。其次,光伏項(xiàng)目如何像產(chǎn)品一樣具有市場流通屬性,打通金融機(jī)構(gòu)也是必要工作,光伏系統(tǒng)風(fēng)險評級標(biāo)準(zhǔn)也將應(yīng)運(yùn)而生。簡而言之,要成為光伏系統(tǒng)的“領(lǐng)跑者”,在光伏系統(tǒng)安全和性能認(rèn)證的基礎(chǔ)上,就要對光伏系統(tǒng)進(jìn)行更加全面的風(fēng)險評級。最近,中國質(zhì)量認(rèn)證中心作為IECRE國內(nèi)光伏工作組組長單位,聯(lián)合光伏行業(yè)資源,圍繞光伏項(xiàng)目風(fēng)險因素、評級指標(biāo)、分級區(qū)間等編制光伏電站認(rèn)證及風(fēng)險評級技術(shù)規(guī)范,我和王斯成老師也參與其中,這將為國內(nèi)光伏電站的技術(shù)水平評定、項(xiàng)目估值、投融資、保險提供技術(shù)依據(jù)。