中国光伏组件之“殇”
2012-02-24 14:40:394764
  摘要:中国的光伏爆发式的增长,创造过财富神话的历史,至今似乎还可以感觉到繁荣的一息尚存,然而2011年中国的一些组件制造商却面临减产、停产、甚至关门的危机,在危机的背后中国光伏该如何坚强的走下去,如何健康的科学发展,提高中国光伏质量,值得我们光伏业界的同仁去思考。

  关键词:光伏组件;匹配性;质量检测

  太阳能是首屈一指的绿色能源,回顾过去的2010年,全球光伏系统装机容量达18GW,是2006年的12倍,而相比上一年度(2009年)的增幅也颇为显著,高达142%。2010年全球逆变器的出货量超过21GW,组件出货量超过20GW,其中,逆变器总收益跳升140%至63亿美元,组件的总收益则一路攀升至375亿美元。可以说,尽管欧洲各国政府削减补贴的举措已陆续实施,美国经济亦尚未完全走出金融危机的阴霾,但2010年对于光伏产业界而言,无疑是斩获颇丰的一年。一路凯歌的同时却无法改变中国光伏两头在外的局面。截至2011年上半年,业内报告显示:2011年上半年疲弱的欧洲光伏市场需求导致了第二季度末全球太阳能组件库存飙升。与此同时截至而来2011年5月国家质检总局正计划开展一次全国光伏产业质量抽查,对我国光伏产业存在的质量问题进行整顿。其直接原因在于,随着近年来光伏产业的快速发展,很多缺少技术经验的企业参与进来,其产品质量难以保证,遭到国外客户退货和投诉,引起了中国光伏业界巨大的轰动。

  如今库存、退货、投诉是2011年中国光伏市场出现频率最多的词汇,其背后的主要原因是中国光伏组件的质量出现危机,一些中小企业只顾追求利润,却已牺牲质量为代价。可见出现中国光伏组件之"殇"也不足为奇。以下是我们近几年收集组件在户外出现的质量问题。

  图1中组件渗水是组件在户外使用常见问题之一,目前国内市场原材料种类繁多,难免会存在一些质量问题,而这些质量问题是大多数组件制造商无法检测的,组件渗水主要原因是背板自身的耐候性偏差,自身与EVA匹配失效导致脱层等原因。

图1

  图2集中在焊带上脱层的现象很普遍,焊带在焊接过程我们要做预处理,这就恰恰要选用助焊剂,助焊剂的使用无非又会对组件的质量带来隐患,助焊剂的成份与组件制造厂商选用的EVA匹配吗?EVA体系内与焊带金属表面粘结性能稳定吗?这些都是组件焊带出脱层的原因,而这这些问题我们的制造厂商很少会有人去关心,等到出现问题时才去做检测,好的产品不是检测出来的,是我们制造出来的。

图2

  图3背板发黄、EVA与电池片脱层,在户外使用中紫外线无疑光谱能量最强,是促使背板、EVA等高分子聚合物材料的主要杀手,为了确保组件使用寿命25年,我们使用的材料必须要经受起考验,背板发黄的原因是紫外老化过程中背板内部分子结构出现断链,发黄等现象。电池片与EVA出现脱层其主要原因是交联度不达标,国内现在许多组件制造厂家对此还没有足够的认识,EVA交联度的好坏直接影响EVA的热稳定性,材料自身的力学结构及耐候性的综合体现。

图3

  图4热斑的产生毫无疑问的在宣布组件寿命的终结,热斑的产生有很多原因,与组件制造商息息相关的是制作工艺环节、材料的选用匹配环节,制作工艺环节产生热斑主要是焊接虚焊、电池片的隐裂等主要原因,材料的匹配环节是焊带、电池片、EVA、助焊剂,如果出现匹配失效,虚焊、EVA收缩不稳定导致电池片隐裂破片等现象都会导致热斑出现。

图4

  图5线缆老化是电站常见的现象之一不少线缆厂家在制作工艺和原料的采用都存在诸多问题,耐老化材质很多原料需要进口,而国内的原料在使用寿命相比大不如国外,厂家为降低成本铤而走险选用质量一般的原料,其电性能,机械性能,耐老化性能都无法得到保证。而我们的组件制造商质量意识薄弱,也恰恰为质量危机埋下伏笔。

图5
  图6为灌封接线盒烧毁,再此举例灌封接线盒与常规接线盒都存在烧毁的症状,灌封接线盒的出现在密封性大大得到提高,与此同时也出现问题,灌封胶的质量直接影响其使用寿命,如果导热率偏高,盒体内的热量来不及散热高温会促使胶体老化,电气间出现短路,最后烧毁。而灌封胶的选用与使用过程也会带来质量隐患,这些都是值得关注和检测的问题。

图6

  图7,为IEC61215机械载荷实验,按照测试条件模拟试验组件承受冰和雪重压的能力,则本试验最后一次循环,加于组件前表面的负荷应从2400Pa增至5400Pa,组件边框的型材户外的抗机械强度也是评定组件使用寿命重要的依据之一,我们可以想象一下这样的产品一旦被光伏电站采用,真正损失的又会是谁呢?

  图8为IEC61215热循环实验后EL测试图,使组件的温度在-40℃±2℃和+85℃±2℃之间循环。最高和最低温度之间温度变化的速率不超过100℃/h,在每个极端温度下,应保持稳定至少10min,高分子聚合材料高温下易被氧化,材料自身的热膨胀,高温、低温热应力等导致电池片隐裂及破片等现象,晶硅组件封装材料的原料被美国杜邦、日本三井化学等垄断大部分市场,中国厂商没有定价权、国内生产工艺与技术还有待提升,在市场竞争日益激烈的环境下,缺少行业标准,缺少质量监控,缺少核心技术专利等。目前国内的发行的光伏标准绝大部分是采用欧盟IEC委员会改编过来的,可见一个民族产业的壮大不是一朝一夕的事情。


  以上我们看到的质量问题只是冰山一角,能源危机之下带来巨大的光伏市场,而要想把这块蛋糕做大是我们光伏企业共同的愿望,中国的光伏企业要想做强,做大,必须要以技术为根本,才能有质量之保证。国家政府给予更多支持同时也要严格把控质量监督的职权。2012这一年带有太多的神秘色彩,中国作为能源大国,面临世界环境多方面的危机,光伏作为中国发展低碳经济渠道之一,中国光伏的道路可谓路漫漫其修远兮,也希望光伏业界的同仁为我们的中国的光伏事业贡献自己的一份力。
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