根據(jù)GTM Research報(bào)告顯示，截至目前全球共計(jì)安裝了234GW的光伏電站，其中85%是在過(guò)去5年安裝的，未來(lái)5年全球裝機(jī)量還將提高3倍。一方面太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)正取得量的飛躍，另一方面整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈成本的不斷降低使得光伏發(fā)電成本在歐美等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年－2013年組件價(jià)格下降了57%，促進(jìn)了光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
光伏組件需保證25年長(zhǎng)期使用。然而，即使在今天，組件在戶外長(zhǎng)期運(yùn)行所遇到的風(fēng)險(xiǎn)及其性能表現(xiàn)在很多電站使用過(guò)程中仍難以確定。迄今為止，由于長(zhǎng)期運(yùn)行超過(guò)25年以上的光伏電站數(shù)量有限，導(dǎo)致行業(yè)缺乏量級(jí)且公開(kāi)的高質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)組件運(yùn)行數(shù)據(jù)。

在此情況下，獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室及第三方認(rèn)證檢測(cè)機(jī)構(gòu)在評(píng)估光伏組件的質(zhì)量和長(zhǎng)期可靠性方面一直扮演著至關(guān)重要的角色。

目前全球有超過(guò)100家光伏組件制造商分布在世界各地，有些制造商在不同大洲設(shè)有多個(gè)工廠進(jìn)行組件生產(chǎn)。由于各地區(qū)制造材料、工藝流程及質(zhì)量控制存在不同的差異，因此有時(shí)同一家組件制造商生產(chǎn)出來(lái)的組件產(chǎn)品也存在差別。要正確處理當(dāng)前產(chǎn)品的故障風(fēng)險(xiǎn)，需要了解各家組件制造商的產(chǎn)品情況。

2016年第一季度，美國(guó)獨(dú)立光伏組件測(cè)試實(shí)驗(yàn)室PV Evolution Labs(PVEL，現(xiàn)為 DNV GL全資子公司)對(duì)外公布了一組最新檢測(cè)數(shù)據(jù)，過(guò)去一年其對(duì)國(guó)際一級(jí)組件制造商進(jìn)行了一系列組件測(cè)試，這些企業(yè)包括晶澳太陽(yáng)能、晶科能源、日本京瓷、韓華、輝倫太陽(yáng)能(Phono Solar)、天合光能、英利、REC等。

DNV GL為海事、石油天然氣和能源行業(yè)提供入級(jí)和技術(shù)保障服務(wù)，以及軟件和獨(dú)立的專家咨詢與認(rèn)證服務(wù)。目前DNV GL合格測(cè)試結(jié)果已成為各國(guó)組件進(jìn)入美國(guó)大型地面電站的準(zhǔn)入門(mén)檻，其PAN File在電站發(fā)電量模擬認(rèn)可度最高。在居民屋頂和商業(yè)項(xiàng)目上，如想獲得美國(guó)第三方融資機(jī)構(gòu)如SUNRUN，NRG等融資，組件也必須通過(guò)DNV GL測(cè)試。

當(dāng)前光伏組件都需要UL或IEC認(rèn)證，但人們普遍認(rèn)為這些認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)不足以檢驗(yàn)光伏組件的可靠性和一致性。比如UL 1703被認(rèn)為只是一個(gè)安全測(cè)試，測(cè)試的目的是確保組件使用期間不構(gòu)成危害，這與組件需要在戶外長(zhǎng)期使用25年的要求有一定差距。

據(jù)了解，DNV GL的測(cè)試項(xiàng)目與IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)下的測(cè)試項(xiàng)目有所不同，其目的在于模仿實(shí)際條件與明確長(zhǎng)期潛在性質(zhì)量問(wèn)題及故障模式。因此，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)已超出IEC 61215與UL 1703標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1)。DNV GL希望通過(guò)對(duì)各組件制造商產(chǎn)品的測(cè)試，所得出的性能分析結(jié)果可以幫助投資者和開(kāi)發(fā)人員生成可靠且值得參考的采購(gòu)策略，以確保電站項(xiàng)目的長(zhǎng)期運(yùn)行及最大收益。


表1: DNV GL’s Product Qualification Program compared to IEC 61215，

誰(shuí)能擁有Top等級(jí)測(cè)試結(jié)果？

主流光伏組件制造商相繼參與了這次DNV GL的測(cè)試，所有測(cè)試樣品均為60片或72片電池片的標(biāo)準(zhǔn)光伏組件。據(jù)了解，所有測(cè)試樣品并非由組件制造商自行選送，而是從樣品的BOM材料核對(duì)、生產(chǎn)，直到樣品發(fā)運(yùn)均由美國(guó)第三方機(jī)構(gòu)SolarBuyer全程監(jiān)督——均保證了此次測(cè)試的公信力。

DNV GL提供的組件性能測(cè)試主要基于五種類型各異的測(cè)驗(yàn)，包含濕熱、熱循環(huán)及潛在電勢(shì)誘導(dǎo)衰減(PID)。測(cè)試結(jié)果顯示(見(jiàn)表2)，中國(guó)制造了全球55-60%的高質(zhì)量組件，大多數(shù)參與檢測(cè)的光伏組件生產(chǎn)商表現(xiàn)良好，有個(gè)別廠商在某項(xiàng)測(cè)試出現(xiàn)大的差距。


表2:光伏組件可靠性測(cè)試結(jié)果，來(lái)源：

報(bào)告還發(fā)現(xiàn)，各個(gè)廠商組件各類測(cè)試得分并不相同，某個(gè)測(cè)試得分高的組件未必能在另一個(gè)測(cè)試中獲得最高分，要保持組件在全部測(cè)試項(xiàng)目中取得高分難度更大，參與此次測(cè)試的所有組件廠商中只有日本京瓷與中國(guó)輝倫太陽(yáng)能(Phono Solar)的每個(gè)測(cè)試選項(xiàng)中均處于Top等級(jí)。

熱循環(huán)是一個(gè)值得關(guān)注的領(lǐng)域。根據(jù)GTM報(bào)告，未來(lái)數(shù)年里很多光伏組件將被安裝在熱循環(huán)占據(jù)重要地位的地區(qū)。一共19家組件供應(yīng)商參與了DNV GL的熱循環(huán)試驗(yàn)，測(cè)試得到的結(jié)果存在較大差異，衰退區(qū)間從-1%到-35%不等，這表明組件受熱循環(huán)影響明顯。其中表現(xiàn)最出色的是輝倫太陽(yáng)能(Phono Solar)及京瓷，測(cè)試結(jié)果顯示兩家組件退化小于1.5%，其他表現(xiàn)良好的組件廠還有晶澳、天合。

動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)主要驗(yàn)證組件在不同安裝角度下經(jīng)受風(fēng)、雪或覆冰等靜態(tài)、動(dòng)態(tài)載荷的能力，檢測(cè)光伏組件的耐壓強(qiáng)度。17家公司參加了DNV GL動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)，得出的結(jié)果，衰退率從-0.2%到-7.3%不等。排名前四的組件所有退化率小于0.5%，他們分別是Tensolar、RECOM、京瓷和輝倫太陽(yáng)能(Phono Solar)(如圖1)。

18家公司參與了濕冷凍測(cè)試，測(cè)試結(jié)果區(qū)間在-0.1%到-4.1%之間，處于Top等級(jí)的光伏組件制造公司均來(lái)自于中國(guó)，其他優(yōu)質(zhì)組件則來(lái)自于墨西哥和波蘭。21家公司參與了濕熱測(cè)試，測(cè)試后衰減率從-0.6%到-58.8%不等，Top等級(jí)的組件廠商有來(lái)自中國(guó)的晶科、天合光能、輝倫太陽(yáng)能(Phono Solar)，以及國(guó)際廠商REC、京瓷，其中京瓷表現(xiàn)最佳。

最具爭(zhēng)議和挑戰(zhàn)性的是PID測(cè)試。雖然所有廠家均聲稱自己的組件具有抗PID性能，但測(cè)試結(jié)果并未明確展示出這一點(diǎn)，有一部分廠家的組件表現(xiàn)欠佳。據(jù)了解，PID最早由SUNPOWER于 2005年發(fā)現(xiàn)，組件長(zhǎng)期在高電壓作用下使得玻璃、封裝材料之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，電池表明的鈍化效果惡化，從而導(dǎo)致FF、 Jsc、 Voc降低，使組件性能低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于產(chǎn)生PID的原因，業(yè)內(nèi)認(rèn)證機(jī)構(gòu)中存在爭(zhēng)議。目前整個(gè)行業(yè)對(duì)PID亦沒(méi)有公認(rèn)的統(tǒng)一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。由于引發(fā)機(jī)理的復(fù)雜性，因此各家PID測(cè)試也不完全一樣。22家公司參與了DNV GL的PID測(cè)試，測(cè)試結(jié)論果然存在較大差異，功率衰減率從0%到-58.3%。

中國(guó)的多數(shù)組件廠商取得不錯(cuò)的成績(jī)，排名Top等級(jí)的有中電光伏、輝倫太陽(yáng)能(Phono Solar)、晶澳，除了中國(guó)，測(cè)試結(jié)果表現(xiàn)良好的組件還有來(lái)自于墨西哥、中國(guó)臺(tái)灣、新加坡和波蘭的廠商(詳情見(jiàn)圖2)。

DNV GL認(rèn)為，總體而言，此次參與測(cè)試的組件表現(xiàn)相對(duì)較好。然而，值得注意的是，目前行業(yè)中有些認(rèn)證測(cè)試只進(jìn)行少量的樣品，不一定代表高容量的商業(yè)生產(chǎn)。此外，制造商是自由選擇的組件參與測(cè)試和隨機(jī)選擇的生產(chǎn)線組件是存在差別的，這些都為組件測(cè)試認(rèn)證提供了漏洞，因此也存在改善空間。