“要從能源安全的角度研究電站的可靠性，從度電成本的角度探討組件設計的安全邊際問題。”6月1日，上海交通大學教授、上海市太陽能學會名譽理事長沈文忠在“光伏電站可靠性及資產(chǎn)安全研討會”上表示。這一研討會由上海市太陽能學會主辦，隆基綠能協(xié)辦。

當日，發(fā)改委等九部門印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》。 規(guī)劃顯示，“十四五”期間，可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中占比超50%，風光發(fā)電量實現(xiàn)翻倍。

面對可再生能源裝機的不斷增加，當“能源安全”上升至與“糧食安全”同等重要的戰(zhàn)略高度之時，光伏電站的可靠性及資產(chǎn)安全顯得至關重要。

光伏裝機大干快上 電站隱患不容忽視

中國光伏行業(yè)協(xié)會預計，未來光伏年均新增裝機規(guī)模將在7000萬千瓦到9000萬千瓦之間。光伏前景一片大好，但暴露出問題也層出不窮，如非先進產(chǎn)能盲目擴產(chǎn)、炒作偽創(chuàng)新噱頭、低價競標、粗放施工等。

“一些光伏電站盲目追求開發(fā)速度，安全隱患開始顯現(xiàn)。供應商水平也是參差不齊，專業(yè)化、規(guī)范化標準欠缺，運維市場存在無序競爭?！闭劶肮夥b機大干快上問題時，黃河上游水電開發(fā)有限責任公司新能源生產(chǎn)部宦興勝反復強調(diào)全行業(yè)亟待規(guī)范化、標準化管理?！坝绊懝夥娬究煽啃缘淖畲箫L險來源于組件，包括熱斑、隱裂、電池衰減等；其次是直流匯流箱、逆變器、支架等。組件成本約占電站總投資的60%。若組件發(fā)生故障，不能維修，只能更換，損失很大?！?/p>

“光伏高質(zhì)量指的是安全性、穩(wěn)定性、可靠性。首先要確保系統(tǒng)的安全和可靠，再考慮能源載荷與儲能的互動基礎?！甭』G能產(chǎn)品管理中心總裁呂俊博士進一步指出，作為光伏電站的核心設備，組件的玻璃和硅片越來越薄，組件越做越大，電流與電壓被不斷推高。隨著應用場景的不斷增多，其不可控風險顯著提高。一味追求低成本使光伏產(chǎn)品在應對極端惡劣環(huán)境時的可靠性被嚴重削弱。

作為全球光伏組件測試和認證的權威機構(gòu)，德國萊茵TüV項目經(jīng)理龔文怡對大尺寸、高功率組件同樣持保守觀點。“大電流給零部件可靠性與性能帶來更大壓力。我們需要逐一識別設計開發(fā)、生產(chǎn)制造、運輸安裝、設備運維等各項風險。做大組件帶來更大的電壓和電流，如果組件局部被樹蔭、邊框或接線盒后側(cè)遮擋，熱斑引發(fā)的安全風險將被放大?！?/p>

除組件非標準化產(chǎn)生的系統(tǒng)風險外，由于極端天氣的頻發(fā), 我國幾乎年年都有光伏電站受損的案例。2017年湖北水災， 2020年貴州冰雹，2021年河南暴雨和內(nèi)蒙古通遼雪災……這些耳熟能詳?shù)陌咐俅卧忈專弘娬撅L險導致的第三者索賠金額遠大于電站資產(chǎn)本身。紫金財產(chǎn)保險有限公司新能源負責人尹勇語重心長地強調(diào)：“光伏電站的核心是長期收益率。風險管理的成本不會因保險成本降低而降低?！?/p>

今年政府工作報告將“能源安全”上升至與“糧食安全”同等重要的戰(zhàn)略高度，并將其列入“著力穩(wěn)定宏觀經(jīng)濟大盤”的任務中。由此，牢牢端穩(wěn)能源飯碗的意義重大。

組件選型理性為先 合力打造電站可靠性

近年來，光伏行業(yè)激烈競爭，制造商們紛紛在組件尺寸上做文章。而超大尺寸、超大電流和超高功率組件在電氣設備兼容性方面還需相關廠商迭代研發(fā)新型產(chǎn)品以做適配。其供應鏈、產(chǎn)能等環(huán)節(jié)均受到較大制約，光伏產(chǎn)品可靠性隱患加劇。

對此，不少行業(yè)專家有著近乎一致的看法。“光伏電站的主要選型原則是成本第一、效率優(yōu)先。組件成本差異不大的前提下，優(yōu)先考慮轉(zhuǎn)化效率高的組件。若組件高低電壓均滿足項目情況，優(yōu)先采用低電壓產(chǎn)品。”上海電力設計院有限公司高級工程師王思平表示。

《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》指出，以重大基地支撐發(fā)展，明確以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點，加快建設黃河上游、河西走廊、黃河幾字灣、冀北、松遼、新疆、黃河下游等七大陸上新能源基地，藏東南、川滇黔桂兩大水風光綜合基地。

“在風光大基地開發(fā)過程中，環(huán)境風險是光伏電站穩(wěn)定性的最大阻礙，應從設計前期對當?shù)貧庀蠹暗刭|(zhì)情況精準評估，通過組件選型、電站設計等必要措施提升電站可靠性。大型集中式電站的組件選型應選用主流成熟產(chǎn)品?！濒斈芗瘓F有限公司青海公司副總經(jīng)理曾需要呼吁，“行業(yè)應盡快形成統(tǒng)一的組件尺寸標準?！?/p>

“未來的技術創(chuàng)新要回歸效率提升的主航道?！甭』G能高級產(chǎn)品經(jīng)理李紹唐博士表示，效率的提升可以在不改變設計邊界條件的基礎上節(jié)省BOS成本是光伏技術發(fā)展的永恒主題。比如，182組件是綜合考慮各項邊界條件后針對大型光伏電站的最優(yōu)尺寸。隨著組件變寬，承受高載荷(如積雪)后的隱裂程度、功率衰減增加，玻璃爆裂的風險也明顯增加。

因此，光伏電站要將可靠性和資產(chǎn)安全放在首位，而光伏產(chǎn)品、技術要以度電成本為最終評價標準，綜合考慮成本、發(fā)電量與可靠性。