2014 年想必是中國(guó)光伏市場(chǎng)大發(fā)展之年,也是考驗(yàn)光伏開(kāi)發(fā)商生存能力之年。筆者認(rèn)為,只要牢牢把握住光伏項(xiàng)目5 要素:政策、質(zhì)量、安全、成本和能效,就能夠立于不敗之地。享受和執(zhí)行政策以及投融資方面的風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)策已經(jīng)廣泛討論過(guò),本文重點(diǎn)從質(zhì)量、安全、成本和能效四個(gè)方面來(lái)討論如何有效控制光伏發(fā)電系統(tǒng),使光伏發(fā)電系統(tǒng)收益最大化。據(jù)悉,相關(guān)培訓(xùn)也已展開(kāi),光伏企業(yè)應(yīng)給予關(guān)注。
從 2014 年開(kāi)始,國(guó)家對(duì)大型光伏電站將實(shí)行分資源區(qū)的不同上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià),將此前實(shí)行的全國(guó)統(tǒng)一上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)1 元/kWh 分別調(diào)整到0.9 元/kWh(Ⅰ類區(qū))、0.95 元/kWh(Ⅱ類區(qū))和1.0 元/kWh(Ⅲ類區(qū)),同時(shí)對(duì)于分布式光伏發(fā)電的激勵(lì)政策從初投資補(bǔ)貼轉(zhuǎn)為度電補(bǔ)貼(0.42 元/kWh),這就更加要求光伏系統(tǒng)不但要有低成本,還必須注重質(zhì)量和發(fā)電效率,使光伏發(fā)電系統(tǒng)的效益最大化。為達(dá)此目的,以下5 點(diǎn)非常重要:1)研究并用好現(xiàn)行國(guó)家政策,規(guī)避建設(shè)、并網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)等操作層面的風(fēng)險(xiǎn);2)嚴(yán)格控制光伏系統(tǒng)部件和工程質(zhì)量;3)重視光伏系統(tǒng)的安全,避免發(fā)生災(zāi)難性事故;4)在保證質(zhì)量前提下降低光伏系統(tǒng)的建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)成本和發(fā)電成本;5)通過(guò)精細(xì)化設(shè)計(jì),提高光伏系統(tǒng)性能指數(shù)(PR)。
嚴(yán)格控制光伏系統(tǒng)質(zhì)量
光伏系統(tǒng)質(zhì)量的好壞主要取決于部件質(zhì)量和工程建設(shè)質(zhì)量,判斷部件質(zhì)量和工程建設(shè)質(zhì)量的依據(jù)則是看其是否符合或滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)前已經(jīng)發(fā)布的與光伏系統(tǒng)和部件有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括光伏組件、平衡部件(逆變器、控制器、蓄電池等)、獨(dú)立光伏系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏系統(tǒng)、大型光伏電站、建筑光伏、太陽(yáng)跟蹤器、光伏水泵等40幾個(gè)。有了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或某產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)了第三方檢測(cè),并不能代表所有產(chǎn)品都能夠符合質(zhì)量要求。為了保證所有該型號(hào)的產(chǎn)品都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的質(zhì)量,則還需要對(duì)該產(chǎn)品的生產(chǎn)全過(guò)程以及制造商的生產(chǎn)管理進(jìn)行認(rèn)證。
光伏組件、逆變器以及蓄電池都不是一般消費(fèi)型產(chǎn)品,使用壽命長(zhǎng)達(dá)幾年,甚至幾十年,但從外觀和即時(shí)檢測(cè)都無(wú)法判斷其長(zhǎng)期的可靠性。開(kāi)發(fā)商為了確保光伏產(chǎn)品和部件的質(zhì)量和長(zhǎng)期可靠性,可以通過(guò)如下幾項(xiàng)措施:1) 最基本的是要求廠家提供具有權(quán)威性的檢測(cè)和認(rèn)證報(bào)告,以保證送檢產(chǎn)品的技術(shù)性能符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且通過(guò)了第三方的檢測(cè),并且批量生產(chǎn)的產(chǎn)品與送檢產(chǎn)品按照同一標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn);2) 為了保證光伏部件的長(zhǎng)期可靠性和質(zhì)量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,可以要求廠家提供產(chǎn)品質(zhì)量保險(xiǎn),這是一種降低開(kāi)發(fā)商風(fēng)險(xiǎn)的趨勢(shì);3) 如果產(chǎn)品不能提供質(zhì)量保險(xiǎn),則可以聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的第三方實(shí)施產(chǎn)品監(jiān)造,且在產(chǎn)品交貨前,對(duì)該批次產(chǎn)品進(jìn)行抽檢;4) 鑒于光伏組件和逆變器都不是短期消費(fèi)品,在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行一年后需要再次抽檢,“嬰兒期”失效率應(yīng)在合同約定范圍內(nèi)。
除了產(chǎn)品和部件質(zhì)量,光伏工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)也非常重要。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商為了確保工程質(zhì)量也可以委托有資質(zhì)、有經(jīng)驗(yàn)的第三方對(duì)工程設(shè)計(jì)、施工安裝、項(xiàng)目驗(yàn)收等進(jìn)行全過(guò)程審查和監(jiān)管。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有這樣的服務(wù),且收取的服務(wù)費(fèi)相當(dāng)?shù)土?,相信這樣的服務(wù)能夠?qū)ΡWC光伏系統(tǒng)的質(zhì)量起到關(guān)鍵作用,對(duì)于開(kāi)發(fā)商來(lái)講堪稱是一項(xiàng)增值服務(wù)。光伏工程的驗(yàn)收除了需要進(jìn)行投運(yùn)驗(yàn)收外,也需要在光伏系統(tǒng)運(yùn)行一年后進(jìn)行后評(píng)估,電站的評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)以“性能指數(shù)”(PR)為準(zhǔn)。
保證光伏系統(tǒng)的安全性
安全性是光伏系統(tǒng)質(zhì)量最重要的組成部分。光伏系統(tǒng)的安全包括:建筑安全、電網(wǎng)安全、防電擊、系統(tǒng)抗風(fēng)、防雷擊、防火和防電弧、防盜、防沙暴等。建筑安全包括建筑載荷、防滲漏、不破壞保溫層和建筑消防,建筑安全性評(píng)估需要專業(yè)部門進(jìn)行,與建筑結(jié)合的分布式光伏在建設(shè)前應(yīng)當(dāng)首先通過(guò)建筑安全性評(píng)估。極絕緣破損就會(huì)產(chǎn)生并聯(lián)回路電弧,而對(duì)地絕緣的破壞則會(huì)產(chǎn)生對(duì)地電弧,因此如果電纜、連接器件、接觸器、斷路器的質(zhì)量有問(wèn)題或者工程安裝不認(rèn)真都有可能發(fā)生電弧并引起火災(zāi)。
目前還沒(méi)有國(guó)際統(tǒng)一的電弧檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),也不能用常規(guī)電流和電壓的檢測(cè)來(lái)判斷是否發(fā)生了電弧,電弧發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生弧光和輻射,國(guó)內(nèi)外正在根據(jù)這一特點(diǎn)研究檢測(cè)辦法。為了避免發(fā)生串聯(lián)回路電弧,最重要的是安裝質(zhì)量,每個(gè)連結(jié)點(diǎn)必須牢固連結(jié)。
系統(tǒng)抗風(fēng)需要根據(jù)當(dāng)?shù)?0年內(nèi)最大風(fēng)速進(jìn)行設(shè)計(jì),但需要在方陣安裝傾角、全年發(fā)電量、建筑載荷、占地、陰影遮擋等多種因素間進(jìn)行優(yōu)化和平衡,例如方陣傾角與風(fēng)載荷直接相關(guān),為了使全年發(fā)電量最大而設(shè)計(jì)的方陣傾角,有可能需要承受更大的風(fēng)載荷,從而要求更大的配重,而這樣的配重恰恰超過(guò)了建筑能夠承受的最大載荷,這就需要改變方針傾角,以適應(yīng)建筑載荷;再比如,高的傾角需要更大的占地,而占地增加了成本,有時(shí)屋面面積有限,不允許方陣間有更大的間距,因此方陣抗風(fēng)設(shè)計(jì)需要因地制宜。
合理降低光伏發(fā)電成本
光伏系統(tǒng)的成本直接影響最終收益,成本包括建設(shè)成本,運(yùn)行維護(hù)成本和最終的發(fā)電成本。目前光伏系統(tǒng)的合理建設(shè)成本大約為 9 元/Wp,大型光伏電站雖然具有規(guī)模效應(yīng),但土建工程和站內(nèi)升壓站的成本都相對(duì)較高;而分布式光伏的規(guī)模雖小,設(shè)備成本要相對(duì)高一些,但在土建施工和接網(wǎng)系統(tǒng)的費(fèi)用相對(duì)較低,因此大型光伏電站和建筑光伏的初投資實(shí)際上相差無(wú)幾。
目前光伏系統(tǒng)的合理建設(shè)成本大約為 9 元/Wp,大型光伏電站雖然具有規(guī)模效應(yīng),但土建工程和站內(nèi)升壓站的成本都相對(duì)較高;而分布式光伏的規(guī)模雖小,設(shè)備成本要相對(duì)高一些,但在土建施工和接網(wǎng)系統(tǒng)的費(fèi)用相對(duì)較低,因此大型光伏電站和建筑光伏的初投資實(shí)際上相差無(wú)幾。 10MW 大型光伏電站和1MW 分布式建筑光伏的典型概算如下:
從概算分項(xiàng)比例可以看出,光伏組件大約占總投資的 49%,逆變器及其它電氣設(shè)備大約占10%,電纜和支架各占大約10%,這幾個(gè)分項(xiàng)所占比例較高,還有一定降價(jià)空間,光伏建設(shè)投資有可能做到8 元/Wp。按照正常設(shè)計(jì),目前光伏系統(tǒng)的建設(shè)投資幾乎不可能降到8 元/Wp 以下,但對(duì)于一些特殊應(yīng)用,則還有降價(jià)的空間。例如,對(duì)于3-5kW 戶用并網(wǎng)光伏,一般需要10-20 塊光伏組件,如果采用直接并網(wǎng)型的交流光伏組件(AC Module,或微型逆變器),則不再需要匯流箱、交直流配電和單獨(dú)的逆變器,也不需要直流電纜,安裝工程也變得非常簡(jiǎn)單,因此建設(shè)投資可以下降到7 元/Wp。
光伏發(fā)電屬于固態(tài)發(fā)電,無(wú)論是光伏組件還是逆變器工作時(shí)都處于靜態(tài),沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部件,也不需要補(bǔ)充燃料,如果部件質(zhì)量過(guò)關(guān),維修非常簡(jiǎn)單,可以做到無(wú)人值守。對(duì)于大型光伏電站,年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用一般在1%左右,對(duì)于分布式建筑光伏,一般不超過(guò)2%。國(guó)外很多光伏系統(tǒng)都屬于無(wú)人值守運(yùn)行,光伏方陣的清潔主要靠風(fēng)、雨自潔。中國(guó)的大氣條件和環(huán)境不同于國(guó)外,無(wú)論是西部荒漠地帶還是東部城市,都不能依靠風(fēng)、雨自潔。有報(bào)道稱塵土和污漬的遮擋損失依據(jù)嚴(yán)重程度大約在2%-10%,嚴(yán)重的甚至超過(guò)20%。清潔10MW光伏電站,只要能夠提高2%的發(fā)電量,即可多發(fā)約30 萬(wàn)kWh,凈收益大約30 萬(wàn)元。