本刊記者 ■ 鵬飛
青海省作為我國太陽能資源最豐富的區(qū)域之一,在世界光伏產(chǎn)業(yè)風(fēng)生水起的時代,迅速成為中國光伏應(yīng)用的熱土,成為世界太陽能光伏裝機(jī)最集中的地區(qū)。
近三年來青海光伏裝機(jī)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢。截至2012年,青海省光伏發(fā)電累計裝機(jī)容量2.03GW,成為全國首個光伏裝機(jī)超過2GW的區(qū)域,并有可能于2013年超過3GW。青海光伏電站主要分布在格爾木、德令哈、錫鐵山、烏蘭等地,匯集了中廣核、華電、國電、大唐、三峽集團(tuán)、黃河上游水電公司等諸多光伏電站,央企成為青海光伏會戰(zhàn)的主角。
按照國務(wù)院關(guān)于我國光伏發(fā)展的最新目標(biāo),“十二五”期間,我國未來年均裝機(jī)將達(dá)10GW。然而光伏應(yīng)用的真正意義或價值不在于安裝了多少,而在于其生命周期內(nèi)究竟能夠發(fā)多少電。因此,隨著安裝量不斷增長,保障光伏電站高效可靠運行將成為未來的重心。
毋庸置疑,我國光伏發(fā)電尚處于發(fā)展的起步階段,還存在很多問題,比如,企業(yè)應(yīng)對市場波動和市場風(fēng)險的能力不足、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)不完善、政府對市場的監(jiān)管力度不夠等。因此,如何保證未來大型光伏電站建設(shè)運營質(zhì)量,保證光伏電站高效、可靠運行顯得尤為重要。
8月13日,由青海省發(fā)改委聯(lián)合中國可再生能源學(xué)會國際合作中心、中國可再生能源學(xué)會光伏專業(yè)委員會共同主辦的“國內(nèi)電站高效可靠運營與光伏材料技術(shù)研討會暨青海省太陽能發(fā)電行業(yè)協(xié)會揭牌儀式”在青海西寧召開。
青海省太陽能發(fā)電行業(yè)協(xié)會旨在規(guī)范太陽能發(fā)電健康有序發(fā)展,充分發(fā)揮社會團(tuán)體作用,研究太陽能發(fā)電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、政策,協(xié)助政府組織編制太陽能行業(yè)發(fā)展規(guī)劃。該協(xié)會是在青海省發(fā)展和改革委員會的指導(dǎo)下,由中電投西安黃河水電公司、華能青海分公司、中廣核青海分公司為發(fā)起人組建成立的。截至目前,在青海省境內(nèi)從事光伏發(fā)電、光熱發(fā)電等與太陽能發(fā)電相關(guān)的發(fā)電企業(yè)、設(shè)備制造廠商、檢測機(jī)構(gòu)、材料、設(shè)計、工程、咨詢、科研教學(xué)和經(jīng)營等41家企業(yè)、事業(yè)單位加入?yún)f(xié)會。
研討會就大型光伏電站建設(shè)、運營中存在的問題、解決方案及保障措施,大型光伏電站光伏組件及系統(tǒng)中創(chuàng)新材料的應(yīng)用在提高電池效能、延長組件壽命、提高系統(tǒng)投資回報等方面的作用及材料的可靠性及耐久性等議題進(jìn)行了深入交流。 國務(wù)院參事、中國可再生能源學(xué)會理事長石定寰,以及青海省發(fā)改委副主任王景雄、青海省能源局局長于小明、青海省科技廳廳長解原、國家開發(fā)銀行青海省分行相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、有關(guān)專家和全國光伏企業(yè)代表共140余人參加了會議。
作為太陽能應(yīng)用大省,青海省太陽能發(fā)電行業(yè)協(xié)會的成立具有先導(dǎo)性示范意義,標(biāo)志著青海省太陽能發(fā)電行業(yè)將全面步入健康有序、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展軌道。石定寰理事長表示,青海省以優(yōu)越的自然資源條件,掀起了光伏大會戰(zhàn)的熱潮,各種形式的太陽能技術(shù)在青海得到應(yīng)用,為帶動全國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展肩負(fù)重要任務(wù)。當(dāng)前光伏電站質(zhì)量問題非常重要,全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)該把光伏產(chǎn)品質(zhì)量作為工作重心認(rèn)真對待,這樣中國光伏產(chǎn)業(yè)才有可持續(xù)發(fā)展的未來。他認(rèn)為,中國的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整已經(jīng)到了一個關(guān)鍵時期,產(chǎn)能過剩是暫時的,未來的發(fā)展空間是巨大的,方向是明確的,國家確定的目標(biāo)也是堅定不移的。必須通過科技進(jìn)步來提高能源效率,降低發(fā)電成本,找出更好的應(yīng)用模式,同時落實相關(guān)政策,支持可再生能源的可持續(xù)發(fā)展。
中電投集團(tuán)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司(以下簡稱黃河水電公司)是我國從事光伏電站建設(shè)運營的大型骨干企業(yè)。目前該公司已投產(chǎn)9座并網(wǎng)光伏電站,容量為439MW;在建電站7座,裝機(jī)規(guī)模647.8MW,規(guī)劃規(guī)模2002MW。
光伏組件在光伏電站的初始投資中占比最大。光伏組件成本越低,初始投資越少;同時,光伏組件質(zhì)量越高,使用年限越長,發(fā)電量越高,度電成本越低。這從根本上決定了光伏電站投資收益的大小。黃河水電公司副總經(jīng)理張俊才對公司光伏電站的建設(shè)運營情況進(jìn)行了介紹分析。
黃河水電公司對光伏組件質(zhì)量的要求是:光伏組件使用壽命不低于25年、質(zhì)保期不少于10年,或質(zhì)保期不少于5 年并具有國際認(rèn)可的保險公司的光伏組件質(zhì)量保險。為驗證光伏組件壽命及可靠性是否達(dá)標(biāo),隨機(jī)對光伏組件進(jìn)行抽樣測試,要求晶體硅光伏組件衰減率在2 年內(nèi)不高于2%、5年內(nèi)不高于5%、10年內(nèi)不高于10%、25年內(nèi)不高于20%。質(zhì)保期內(nèi)光伏組件的年故障率不得高于0.01% ;2 年內(nèi),光伏組件出現(xiàn)明顯外觀可見缺陷的比例不得高于0.1%;缺陷包括:裂片、碎片、接線盒燒毀、二極管失效、電池表面爬痕、EVA 發(fā)黃、背板和邊框變形、焊帶及邊框銹蝕等。
黃河水電公司在格爾木建設(shè)的一期200MW光伏電站選用了6家供應(yīng)商的光伏組件。在歷經(jīng)9個月的運行后,公司委托第三方對所有廠家光伏組件進(jìn)行外觀檢驗、功率測試、高壓絕緣測試、接地漏電測試4項抽檢,結(jié)果顯示各廠家光伏組件平均功率都有不同程度的負(fù)偏差,6家供應(yīng)商的光伏組件的平均功率損失在7W/塊。這些廠家光伏組件均不同程度出現(xiàn)黃化、龜裂、氣泡、脫層等狀況,說明光伏組件材料存在質(zhì)量問題,導(dǎo)致光伏組件的功率損耗,由此造成光伏電站發(fā)電量降低,實際度電成本隨之上升。
格爾木地區(qū)日均利用按4.3h算,若綜合效率按80%計算,1塊光伏組件功率降低7W,導(dǎo)致300MW光伏電站年發(fā)電量減少約1350萬kWh,也就是說每年賣電損失達(dá)到1350萬元。因此,如果僅考慮光伏組件成本而忽視了組件質(zhì)量,將得不償失。
張俊才認(rèn)為,光伏電站的使用壽命和發(fā)電效率是降低度電成本的關(guān)鍵因素,而組件是組成光伏電站最重要的部件,對電站來說,光伏組件使用壽命甚至比組件效率更加重要。材料是光伏組件使用壽命的根本保障,同時材料也對減少系統(tǒng)年效率衰減有很大影響,先進(jìn)的材料能夠提升光伏組件的效率。針對西部嚴(yán)苛的氣候條件,一定要在前期選擇高質(zhì)量的材料、組件和系統(tǒng),避免質(zhì)量問題的發(fā)生,才能降低度電成本,提高投資回報。
光伏電站的質(zhì)量與建設(shè)質(zhì)量及配套光伏產(chǎn)品的質(zhì)量息息相關(guān)。隨著我國光伏電站建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,必須加強(qiáng)光伏標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證體系建設(shè),把不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品排除在外,使光伏電站的質(zhì)量得到保障。
北京鑒衡認(rèn)證中心是我國從事產(chǎn)品認(rèn)證和相關(guān)科研工作的第三方中介服務(wù)的權(quán)威機(jī)構(gòu)組織,致力于太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)、節(jié)能等可再生能源和低碳領(lǐng)域,提供標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范制定、認(rèn)證、檢測、產(chǎn)業(yè)/政策研究等服務(wù)。截至目前,北京鑒衡認(rèn)證中心共向340余家企業(yè)頒發(fā)1000余張“金太陽”認(rèn)證證書,涵蓋19000余個規(guī)格型號的產(chǎn)品。
北京鑒衡認(rèn)證中心主任秦海巖表示,現(xiàn)有的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可以為光伏電站建設(shè)以及保險、融資提供支持,但認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)需要不斷完善和發(fā)展。比如,光伏組件出廠銘牌上均為標(biāo)定功率,而光伏電站安裝現(xiàn)場的條件與標(biāo)定功率的條件有差別,就會造成實際輸出功率與標(biāo)定功率不一致的問題,應(yīng)該探索一種認(rèn)定組件實際功率的科學(xué)方法,供客戶更加個性化地選擇光伏組件;為更加準(zhǔn)確預(yù)測光伏組件壽命,應(yīng)該研究光伏組件加速老化試驗方法及設(shè)備;為避免組件運輸與安裝過程中因產(chǎn)品缺陷帶來的責(zé)任不清的問題,應(yīng)出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范。
光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均需與各種生產(chǎn)材料打交道。因此,原材料的質(zhì)量直接關(guān)系到光伏產(chǎn)品的質(zhì)量,也因此影響到最下游光伏電站的質(zhì)量和壽命,進(jìn)而影響投資回報。
光伏組件封裝是整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈中工藝相對簡單的工序,但也是最容易出問題的工序,一旦因為光伏組件的封裝材料、封裝質(zhì)量不過關(guān),將來安裝在光伏電站上,會給電站質(zhì)量和壽命埋下隱患。
杜邦是世界知名的跨國公司,長期致力于包括光伏材料在內(nèi)的多種新材料的技術(shù)創(chuàng)新,以助力營造光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的健康生態(tài)。
當(dāng)前,越來越多的光伏組件制造商以及開發(fā)商開始重新選用高質(zhì)量的材料來建立長期競爭優(yōu)勢,很多下游電站開發(fā)商也在積極總結(jié)前期投資項目中受到質(zhì)量問題困擾的經(jīng)驗教訓(xùn),建立更加細(xì)化的企業(yè)技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來確保項目的質(zhì)量,通過對關(guān)鍵材料清單的規(guī)范來避免潛在質(zhì)量問題的發(fā)生,以降低運營維護(hù)成本和投資風(fēng)險。而成本的壓力,完全可以通過提升效率以及延長使用壽命來解決。
杜邦電子與通訊事業(yè)部大中國區(qū)總裁鄭憲志認(rèn)為,“許多業(yè)者采用未經(jīng)實際驗證的材料,造成光伏組件、系統(tǒng)的諸多問題。而系統(tǒng)使用壽命對光伏項目的投資回報有顯著影響,其中材料是關(guān)鍵。所以,唯有堅持使用高質(zhì)量、經(jīng)過時間驗證的材料才是真正確保投資回報和光伏行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵?!?/p>
共和縣為青海省海南藏族自治州州屬五縣之一,憑借優(yōu)越的太陽能和土地資源,共和縣近年來開始建設(shè)大型地面光伏電站。《南方周末》與杜邦公司共同發(fā)起了“中國綠色產(chǎn)業(yè)促進(jìn)計劃”,筆者作為該計劃青海記者團(tuán)的成員參觀了黃河水電公司在共和的30MWp光伏電站。
沿途我們參觀了由中電投黃河水電公司建設(shè)運營的龍羊峽1.28GW水電站。為充分利用青海省豐富的太陽能資源和黃河上游水電調(diào)節(jié)優(yōu)越性,探索大型水光互補協(xié)調(diào)運行機(jī)制,促進(jìn)太陽能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展,青海省發(fā)改委組織編制了龍羊峽水光互補32萬kW并網(wǎng)光伏發(fā)電項目預(yù)可行性研究報告,并積極向國家能源局申請開展項目前期工作,目前國家能源局已同意該項目前期工作。項目場址位于共和縣光伏發(fā)電園區(qū),估算總投資38億元。光伏電站建成后將接入龍羊峽水電站,以水光互補方式協(xié)調(diào)運行,統(tǒng)一送出。
中電投黃河水電公司30MWp光伏電站位于共和縣恰不恰鎮(zhèn)西南的塔拉灘,占地面積0.93km2。安裝60個光伏組件方陣,共選用來自3家公司的多晶、單晶共計4種規(guī)格12.7萬塊光伏組件,其中一部分組件選用了杜邦公司的Tedlar光伏背板。該電站于2012年9月15日投產(chǎn)發(fā)電,設(shè)計每年平均發(fā)電量5131萬kWh。
在終端監(jiān)控室,我們看到目前累計發(fā)電近5000萬kWh。截至8月14日中午當(dāng)天發(fā)電約12萬kWh;8月13日全天發(fā)電約16萬kWh;全年日最低發(fā)電量為4萬kWh。電站負(fù)責(zé)人介紹說,該電站是特許權(quán)招標(biāo)項目,上網(wǎng)電價為0.728元/kWh全額上網(wǎng),其中補貼電價0.35元/kWh;電站投資4.4億元,按照年平均日照時數(shù)1680h測算,預(yù)計14年左右可收回投資。他表示,能否按計劃收回投資,能否達(dá)到25年壽命,取決于光伏組件的質(zhì)量是否可靠,這需要時間檢驗。
電站發(fā)電量除了光伏組件本身的性能影響以外,實際運行條件也有很大影響。雖然當(dāng)?shù)乜諝馕廴竞苄。残枰獙夥M件長時間沉積的灰塵進(jìn)行清洗,他們采用的方法是人工清洗,聘請專業(yè)清洗公司,每年清洗1~2次。工程師表示,組件表面超出標(biāo)準(zhǔn)溫度25℃會導(dǎo)致發(fā)電效率衰減,溫度越高,衰減越多,但當(dāng)?shù)氐母咛栞椪斩瓤蓮浹a這一損失。
青海湖是我國著名的旅游風(fēng)景區(qū),為保護(hù)青海湖生態(tài)環(huán)境,青海省除了發(fā)展大型地面光伏電站外,也在積極探索可再生能源分布式綜合利用。
在返回途中,我們參觀了位于青海湖邊上的青海湖高原生態(tài)節(jié)能建筑、微電網(wǎng)示范工程項目。該項目充分利用青海省豐富的太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能資源,解決青海省農(nóng)牧區(qū)建筑節(jié)能與用能問題,為青海省正在進(jìn)行的游牧民定居工程建設(shè)提供一套完備的高原生態(tài)節(jié)能建筑體系。項目建設(shè)規(guī)模為10戶游牧民定居房,節(jié)能率達(dá)到60.4%,可再生能源替代率81.37%。配套采用了10套平板太陽能采暖系統(tǒng)、10套生物質(zhì)半氣化爐、1座15kW風(fēng)光互補微電網(wǎng)電站、5套風(fēng)光互補路燈。這個項目成為青海湖邊新亮點,吸引了眾多游人參觀旅住。
據(jù)項目負(fù)責(zé)人介紹,高原生態(tài)節(jié)能建筑關(guān)鍵技術(shù)是合理進(jìn)行各居室功能布局,加強(qiáng)主要建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身節(jié)能,優(yōu)先考慮被動太陽房設(shè)計,科學(xué)選擇主動技術(shù),形成了被動式太陽房和主動式太陽能設(shè)備的技術(shù)集成,通過優(yōu)化建筑技術(shù)和合理配置相關(guān)設(shè)施,使建筑的保溫、集熱、儲熱等功能得到明顯提高。
隨著光伏項目在青海陸續(xù)建設(shè),在青海廣袤的大地上,鱗次櫛比的一座座光伏電站正成為青藏高原上一顆顆璀璨的“陽光明珠”,在全國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大調(diào)整中,陽光電力正在為這個西部省份注入新的發(fā)展活力。我們期待,“百年大計,質(zhì)量為本”的理念一樣可以在青海未來的光伏大會戰(zhàn)中深入人心,同時避免青海光伏產(chǎn)業(yè)重蹈三北地區(qū)風(fēng)電建設(shè)的老路,防止飽受盛宴后的“消化不良”,切實為全國光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展塑造一個值得借鑒的青海樣本。