從12年前的光伏電站組件看,投資光伏要注意些什么?
光伏電站走訪手記:從12年前的光伏電站看投資企業(yè)都要關(guān)注些什么? 中國(guó)光伏累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)已經(jīng)超過110GW,上千座電站的性能必然是參差不齊的。光伏們近期走訪了西藏的幾個(gè)光伏項(xiàng)目,建成時(shí)間從2005年至2
光伏電站走訪手記:從12年前的光伏電站看投資企業(yè)都要關(guān)注些什么?
中國(guó)光伏累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)已經(jīng)超過110GW,上千座電站的性能必然是參差不齊的。光伏們近期走訪了西藏的幾個(gè)光伏項(xiàng)目,建成時(shí)間從2005年至2012年不等,現(xiàn)實(shí)案例中的優(yōu)缺點(diǎn)并存,這對(duì)于光伏發(fā)展如火如荼的今天具有極為重要的參考價(jià)值。
組件究竟能不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)25年
這在業(yè)內(nèi)是個(gè)老生常談的問題。2015年,中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光伏專委會(huì)發(fā)起了“尋找中國(guó)最美光伏老組件”的活動(dòng),其中探索的案例對(duì)光伏組件的壽命問題給予了最具說服力的答案,也給投資商吃了一顆定心丸。
上世紀(jì)90年代后期,云南石屏縣牛達(dá)林場(chǎng)光伏發(fā)電離網(wǎng)系統(tǒng)建成,時(shí)至今日,這套光伏系統(tǒng)仍在為28.7萬公頃森林提供通信保障和基本電力需求。以時(shí)間為界限,以戶外實(shí)際運(yùn)行為經(jīng)驗(yàn),光伏組件的生命周期得到了最具說服力的驗(yàn)證。
此次光伏們實(shí)地調(diào)研的幾座位于西藏的光伏電站也從優(yōu)劣兩方面為上述問題提供了論證依據(jù)。西藏是光伏的熱土,充沛的自然光照資源以及優(yōu)惠的地方政策正吸引著越來越多的光伏企業(yè)涌入。同時(shí),西藏也是我國(guó)最早開始實(shí)施光伏應(yīng)用市場(chǎng)的地區(qū),早在1988年,肩負(fù)著為無電地區(qū)送光明任務(wù)的光伏電站在國(guó)家計(jì)委即現(xiàn)在的國(guó)家發(fā)改委的支持下建成。
隨后,西藏的光伏市場(chǎng)在緩慢中發(fā)展著,目前近800MW的光伏電站建于西藏,在光伏電站因?yàn)榻ㄔO(shè)成本過高還沒有完全市場(chǎng)化的時(shí)候,西藏地區(qū)就因科研任務(wù)或者示范項(xiàng)目建成了不少光伏電站。
當(dāng)雄縣羊八井鎮(zhèn)因?yàn)樨S富的地?zé)豳Y源成為不少能源企業(yè)競(jìng)相研究的地區(qū),而在這,有一座于2005年建成的光伏電站,這是西藏地區(qū)第一座100kW的光伏電站。據(jù)當(dāng)年項(xiàng)目建設(shè)的EPC公司科諾偉業(yè)介紹,“在三個(gè)月的建設(shè)期之后,所有參與建設(shè)的工作人員臉上都脫了一層皮,嘴唇由于缺少維生素等導(dǎo)致的脫皮開裂更為嚴(yán)重”。
這些建于高原地區(qū),歷經(jīng)高輻照、強(qiáng)紫外線、高寒等嚴(yán)苛氣候環(huán)境下考驗(yàn)的光伏電站在幾年之后,也帶來了屬于它自己的價(jià)值。
實(shí)證與擔(dān)憂:
并不是所有的組件都可以完美運(yùn)行25年
中國(guó)最美光伏老組件的確證明了組件是可以實(shí)現(xiàn)25年甚至更久的生命周期,但這并不意味著市場(chǎng)上流通的所有光伏組件都符合該標(biāo)準(zhǔn)。在羊八井光伏電站中,最早的100kW建設(shè)于2005年,這座使用了PET背板的光伏電站在12年后的今天已經(jīng)被斷網(wǎng),不再運(yùn)行。從廢組件的外觀可以明顯的看出背板內(nèi)層黃變、外層裂紋以及粉化嚴(yán)重的情況。
100Kw光伏電站中已被拆除的組件:

由左至右分別是背板內(nèi)層黃變、外層裂紋以及粉化
西藏是中國(guó)太陽輻射能最多的地方,陽光直射比例大,年際變化小,大部分地區(qū)年日照時(shí)間達(dá)3100~3400小時(shí)。拉薩地區(qū)年太陽輻照劑量達(dá)7600 MJ/m2,組件正面年紫外輻照劑量超過100 kWh/m2。在這樣的氣候條件下,組件最典型的外觀失效表現(xiàn)為封裝材料變色、柵線變色、背板黃變、開裂和脫層。
實(shí)際上PET背板無法保證組件在25年生命周期的案例已經(jīng)在業(yè)內(nèi)數(shù)不勝數(shù)。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,其外層保護(hù)材料PET聚酯是非氟材料,而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、粉化及厚度快速減薄現(xiàn)象。所以在日本市場(chǎng)中,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。
有趣的是,同樣的氣候環(huán)境下,同樣于2005年安裝的一座安裝于項(xiàng)目地屋頂?shù)?kW分布式光伏電站卻在良好的運(yùn)行著。這座老電站采用的是160W多晶組件,當(dāng)時(shí)由韓國(guó)捐贈(zèng)了電池片,尚德完成的封裝。該組件使用了TPT背板,在杜邦Tedlar@PVF薄膜的雙層保護(hù)之下,目前組件背板狀況良好,正面無黃變,系統(tǒng)也在正常運(yùn)行中。

圖為同一項(xiàng)目地屋頂5kW分布式光伏電站
隨著這座光伏電站規(guī)模的增加,一期10MW、二期20MW分別于2011年以及2012年陸續(xù)建成,一期光伏電站所使用的組件功率已經(jīng)上升至235W,由此中國(guó)光伏從制造業(yè)到終端應(yīng)用市場(chǎng)也進(jìn)入了崛起的前夕。在六年后的今天,中國(guó)已然成為全球第一大光伏應(yīng)用市場(chǎng),然而并不是所有光伏組件都經(jīng)受住了時(shí)間的考驗(yàn)。

一期10MW光伏電站組件正面玻璃破碎、背板開裂
在一期10MW光伏電站中使用PVDF背板的組件出現(xiàn)了正面玻璃破裂,PVDF背板灼燒開裂的現(xiàn)象。背板開裂除了影響組件的發(fā)電效率以及生命周期之外,更需要注意的是這意味著組件存在漏電等安全風(fēng)險(xiǎn),無疑增大了投資企業(yè)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
事實(shí)上,背板僅占組件成本的5%左右,但以小窺大看組件的組成部分就會(huì)發(fā)現(xiàn),背板幾乎是組件整個(gè)生命周期的“守護(hù)者”。根據(jù)調(diào)研結(jié)果,背板失效導(dǎo)致組件問題占比達(dá)到9%,是組件除電池以外失效比例最高的部件。
從投資成本計(jì)算,初始投資采用較低成本的背板材料,導(dǎo)致不斷的質(zhì)量問題,實(shí)質(zhì)上增加了長(zhǎng)期成本,降低了電站投資回報(bào)率,也增加了電站的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。例如,如果光伏組件的使用壽命從25年縮短到10年,度電成本將上升2.5倍。
實(shí)際上,近幾年隨著中國(guó)光伏電站的大規(guī)模發(fā)展,因電站趕工與成本考量,加之市場(chǎng)對(duì)于背板重要性的認(rèn)識(shí)不夠,許多組件的質(zhì)量有待時(shí)間檢驗(yàn)。
據(jù)光伏們了解,業(yè)主對(duì)于背板的要求以及處于市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的需要,組件廠商對(duì)于所使用的背板實(shí)際上是區(qū)別對(duì)待的,例如價(jià)格較低的市場(chǎng),大部分組件企業(yè)會(huì)選擇成本最低的背板進(jìn)行制造,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中,央企或者國(guó)企集中采購時(shí)一般都會(huì)明確標(biāo)注背板材料。
對(duì)于光伏電站投資而言,可靠性便間接意味著項(xiàng)目全生命周期投資收益率的高低,孰輕孰重,這座摻雜了不同建設(shè)年限、不同材料背板的光伏電站已經(jīng)透露一二了。
原標(biāo)題:光伏電站走訪手記:從12年前的光伏電站看投資企業(yè)都要關(guān)注些什么?

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