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光伏電站質量問題頻發(fā) 衰減影響回報率
日期:2014-10-14   [復制鏈接]
責任編輯:weili 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
國內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量的選擇上,這一現象正促使國內光伏產業(yè)發(fā)展向理性邁進。

頻發(fā)的質量問題

作為光伏電站最重要的基礎設備,電站的質量、發(fā)電量、收益率、價值都與組件息息相關。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。在這些關鍵的保護材料中,最外層的背板質量至關重要,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果。而根據鑒衡認證中心調查中,全國已調查的425座太陽能電站中,30%建成的3年以上電站都已經出現了不同程度的問題。

目前,越來越多的組件質量問題與背板選材相關。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,出現開裂現象。

此類情況并非偶然。PET背板90年代開始被日本廠商用于10年質保的屋頂組件,有些在戶外幾年內就發(fā)生光熱老化發(fā)黃開裂導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,部分光伏電站的質量還有待時間檢驗。

隨著時間的推移,組件質量問題有可能頻發(fā),最終對光伏產業(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,都對電站項目內部收益率和投資收益凈現值的影響明顯。

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,那么光伏項目內部收益率會從11.39%下降為4.89%,投資收益凈現值減少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%,項目內部收益率將從11.39%下降為2.02%,投資收益凈現值將減少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。

相關專家認為,組件功率高衰減與采用未經戶外長期驗證的新材料有關,背板作為關鍵材料首當其沖。

歐盟的聯(lián)合研究中心(JRC)從上世紀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%。

國內一些研究單位對國內光伏系統(tǒng)長期功率衰減也進行了相關研究,中山大學沈輝等對海南島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)黃透光率下降導致的短路電流下降。

保證電站質量,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;采用低質且未經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,將導致0.17元/千瓦時的凈虧損。

當前,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開發(fā)商向理性建設光伏電站道路上扭轉過來。
 
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來源:中研網
 
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