甘肅金昌某光伏電站項目負責人，他每天都要對近百臺逆變器進行巡查，因為自2012年以來，100MW項目使用的逆變器不斷發生故障，“要么停機，要么自燃，已經成為電站運行的最大隱患”。

以上源自《棄光之后又一困惑：電站設備先天不足事故多發》的文章刺痛了光伏人的神經，有關光伏設備的質量隱憂再次被提及。

其實，不僅僅是逆變器，光伏系統的另一核心部件光伏組件以及匯流箱、接線盒、連接器、直流開關等都逃脫不了質量被詬病的危機，這似乎是“Made In China”的通病。

然而，中國光伏又是“中國制造”少有的在國際市場仍具備領先競爭力的代表：2015年中國光伏組件產量43GW，占全球總產量60GW的72%，連續9年全球第一；GTM Research、IHS第三方機構發布的2015年光伏逆變器榜單顯示，華為、陽光電源出貨量超越國外傳統巨頭SMA，彰顯中國逆變實力；2015年，中國光伏裝機規模累計43GW，超越德國摘得光伏第一大國桂冠。

正是如此，在中國政府踐行《巴黎協定》而向世界承諾的減排計劃中，大力發展光伏等新能源成為重要措施，到2020年，光伏裝機達到1億千瓦左右；到2030年，非化石能源占一次能源消費比重20%，光伏至少4億kW。

實際上，全球能源轉型的趨勢已是不可逆轉，在由傳統能源邁入清潔能源的進程中，光伏等新能源即將迎來主流時代，特別是領跑全球的中國光伏。但是現實存在的質量隱憂裹挾前行，這是否拖累光伏謀變常規能源之行？中國光伏企業又將如何應對？在10月31日~11月1日由北極星太陽能光伏網主辦的“第二屆光伏電站質量˙設備選型高峰論壇暨2016金融機構光伏電站投資風控研討會”（以下簡稱研討會）上，國內各大電站投資單位、電力設計研究院、大型金融機構、光伏發電設備企業等共同探討了可行路徑。 






電站設備先天不足？

2013年8月，某央企甘肅金昌市50MW光伏電站出現批量蝸牛紋現象，組件出現率70%；

同年8月，某央企新疆博湖50MW光伏電站出現批量蝸牛紋現象，組件出現率75%；

2014年某央企對青海龍羊峽電站進行巡檢時，發現組件在尚未并網的情況下即出現蝸牛紋問題，出現比率70%……

北極星太陽能光伏于去年第一屆光伏電站質量˙設備選型研討會后曾推出《西北光伏電站質量啟示錄：隱憂下的設備選型》文章，揭示出光伏組件質量的“冰山一角”。

中國光伏行業協會2014年也曾公布數據，稱建成的電站里大概1/3左右質量不合格，設備問題占整個故障率的50%。鑒衡認證去年對國內32個省市、容量3.3GW的425個包括大型地面電站和分布式電站所用組件進行檢測，結果顯示30%建成3年的電站都不同程度出現了問題，由于組件的質量問題有些建成3年的電站設備衰減率甚至高達68%。如果組件一年衰減超過5%，照此速度，5年后這個電站就將報廢。

而光伏組件絕不是僅有的質量“洼地”。國家發改委能源研究所研究員、中國可再生能源學會理事王斯成曾經調研西部光伏電站，他表示，在光伏電站部件質量問題中，逆變器普遍故障率很高。這是因為光伏電站更多的事故出現在升壓和強電部分，而這其中，逆變器和匯流箱成為事故的高發地。

據青海黃河水電公司海西新能源發電部總經理師天澤介紹，在格爾木590MW光伏電站的實際運維中，直流匯流箱故障率約為18%，其中熔斷器燒毀引起的故障率約為21%。2015年格爾木一期200MW熔絲更換數2100+，二期100MW2015年的更換數甚至達到了12000+。

關于光伏逆變器，師天澤稱，對比11家品牌的集中式光伏逆變器，2015年故障率最低2.86%，而最高則達到144.53%，組串式逆變器的故障率相對較低為0.16%，故障主要包括模塊過溫、斷路器跳閘、熔斷器燒毀、啟動異常等。


去年10月底國家質檢總局抽查了北京、河北、上海等13個省市55家企業生產的55批次光伏并網逆變器產品，其中14批次產品不符合標準規定，涉及額定輸入輸出、諧波和波形畸變、功率因數、直流分量、過/欠壓保護項目等。今年第三季度，質檢總部再次抽查52家企業生產的52批次光伏并網逆變器產品，有6批次產品不符合標準。

除此之外，電纜質量隱患、高壓開關柜起火、接線盒二極管性能缺陷等問題不斷。

對此，杭州禾邁電力電子技術有限公司總經理楊波、正泰電源副總經理韓甲治、深圳永聯科技副總經理楊惠坤、兆伏愛索產品經理潘東等專業人士在接受采訪時的觀點基本一致，不排除國家相關標準不匹配，但不容忽視的是，在光伏熱潮下，產品一哄而上，甚至以犧牲元器件品質達到價格優勢，設備質量良莠不齊。

價格持續下探

質量問題頻發的背后離不開低價格的誘導。而歷經“6˙30”搶裝潮后光伏市場價格正大幅跳水。

今年3月份價格仍堅挺在3.8元/瓦的光伏組件，到7月下旬中廣核900MW集中采購光伏組件招標中，知名企業晶科能源已然報到了3.167元/瓦。8月，晶科能源相繼在國電投2016年度第五十四批集中招標（第二批光伏組件設備）中投出3.05元/瓦的驚爆低價。行至9月，另一品牌企業阿特斯又在濟南某項目光伏組件招標中報出3元/W。短短半年，光伏組件價格下降約21%。

光伏逆變器價格，尤其是集中式逆變器似乎一直“跌跌不休”。2008年集中式逆變器價格約3元/瓦，而到了2015年，這一價格已跌至0.20~0.28。在今年國電投“第二批光伏并網逆變器設備”招標中，集中式最低價格0.168元/瓦，組串式光伏逆變器的最低價格也來到0.3元/瓦。

值得重視的是，隨著光伏上網電價的“俯身下沖”，光伏設備端的降價趨勢仍將加速。從陽泉“領跑者”項目的0.61元/kwh，到包頭0.52元/kwh，再到烏海0.45元/kwh，光伏上網電價已經入“4”時代。

雖然“領跑者”項目因其特殊的政策背景并不能完全代表行業真實水平，但可以肯定的是，原計劃于2020年實現的光伏平價上網正提前到來，光伏行業的“斷奶”計劃隨之展開。

根據業內流傳的最新一份國家發改委價格司《關于調整新能源標桿電價的征求意見函》，2017年光伏地面電站一、二、三資源區上網電價將調整為0.55元、0.65元和0.75元，下降幅度最高達到30%；分布式光伏一類、二類資源區0.35元/千瓦時，三類資源區0.40元/千瓦時。

當補貼下調已成定局，加之競爭性配置的主流規則使然，光伏從設備端到系統端的價格仍將持續下探。

光伏企業“技術戰”

一邊是質量堪憂的現狀，一邊是難以斬斷的低價，加之平價上網的催促，光伏企業紛紛將未來望向了以“技”為先的高效路線。在研討會上，代表企業分享了目前各行業的主流技術。

一、光伏逆變器

光伏逆變器是光伏電站運行的關鍵設備，有光伏電站大腦之稱。光伏逆變器轉換效率的提高，對整個電站發電量的提高有重要作用。

在研討會上，多家光伏逆變器企業代表就如何提高逆變器效率進行了探討。


由上述公式可知，光伏逆變器的損耗越小，逆變器的轉化效率越高。中天昱品科技有限公司總工程師熊俊峰介紹，逆變器損耗主要包括電抗器損耗、IGBT損耗、風機損耗和其他損耗。其中降低IGBT損耗、優化MPPT是降低逆變器損耗的重要手段。


熊俊峰認為，降低IGBT損耗方式之一是將直流電壓由1000V想1500V過渡，二是拓撲結構兩電平向三電平發展，三是最小開關損耗應用，傳統所使用的SVPWM的方法，調整之后用DPWM的方式效率提升了0.04%。

在優化MPPT方面，傳統的MPPT是兩點法在跟蹤最大功率點附近的能量時造成振蕩，導致能量損失。中天昱品通過三點觀察法，消除輻照強度變化引起的誤判使MPPT的效率提升0.1%到0.2%。這一措施使逆變器最高轉化效率達到99%，最終中國效率達到98.48%。

寧波錦浪新能源科技有限公司在優化MPPT上提供了不同思路，據錦浪市場總監陸荷峰介紹，錦浪通過將動態MPPT與靜態MPPT相結合，以最快速度捕捉最大發電量，提高轉換效率。



此外，低電壓啟動也是提高逆變器發電效率的有效方法，低電壓啟動意味著光伏逆變器可以“早起晚睡”，提高發電量。據了解，錦浪逆變器可以做到最低啟動電壓為60伏。

杭州禾邁電力電子技術有限公司總經理楊波則說明了模塊化逆變器的高效優勢：“集中式逆變器一般一個MPPT，最多達到4個MPPT，組串式逆變器每個組串可以有一個MPPT，但它們的MPPT數量都是固定不可配置的，而對于模塊化來說，每模塊組合就可以實現靈活的MPPT配置了。由于模塊可以智能加載和卸載，逆變器可一直保持在最高效率工作，設定滿載時可以把效率做到最高，這樣第一發電量增加了，第二發電時間延長了。”



除了各企業自身的技術“特色”之外，華為、中天、固德威等多家逆變器企業對1500V系統在提高效率方面給予了肯定。據了解，直流側電壓由1000V升為1500V,可減少直流側設備損耗，提高發電量。傳統的1000V系統單串組件數量是22塊，而1500V系統可以將數量擴充至32塊，子串數量減少，逆變器、匯流箱以及直流側線纜的用量也隨之減少。據報道，在1GW大同領跑者基地項目中，有24MW項目采用了1500V逆變器。

二、高效組件

除逆變器之外，光伏組件是電站運行的另一核心設備，轉換效率每提升1%，太陽能發電系統的總成本就會降低5%。2015年我國實行光伏領跑者計劃，要求單晶硅光伏電池組件轉換效率達到17%以上，多晶硅光伏電池組件轉換效率達到16.5%以上。在高效率驅使下，業內企業紛紛布局高效電池路線，以背面鈍化（PERC）技術、金剛線切割加黑硅技術、雙玻技術為主。

PERC技術與常規電池生產線兼容性高，只需增加鈍化、激光開孔等設備，用較低的生產線改造投資，就能將單晶和多晶電池轉換效率分別提升1%和0.5%左右，是當前晶硅組件企業多采用的技術路線。

除了PREC技術，多晶組件還將追趕單晶效率的希望寄托于金剛線切割+黑硅技術。金剛線切割能夠大幅度的降低多晶硅片成本，卻使硅片表面過于光亮，使電池片外觀產生線痕，反射率過高而降低轉換效率。黑硅技術即在金剛線切割多晶片中多加一道表面制絨工藝處理，除了能解決金剛線切片外觀問題之外，還能形成納米級的凹坑，增加入射光的捕捉量，增加光吸收，大幅提升電池片Isc，轉換效率提升0.6%以上，降低了切片成本，提升電池的效率。

雙玻組件則由兩片玻璃與電池組成的三明治結構，取代了傳統組件的背板與鋁框結構。雙玻組件憑借良好的抗PlD效果、低透水性、散熱性好和低衰減率愈發受市場青睞,在漁光互補、灘涂電站、光伏農業項目中應用廣泛。中國質量認證中心新能源產品認證部專工蘇博杰表示CQC已將雙玻組件納入“領跑者”認證。

三、光伏跟蹤支架

隨著我國光伏主戰場上演“西退東進”，中東部地區成為電站發展的重要陣地。中東部地區以山地地形為主，近幾年光伏電站建設數量的急劇增加，朝向及地勢較好的山地已經很難找到，后續電站的選址地形條件越來越差，建設難度越來越大。光伏跟蹤支架可適應多種地形，既解決了土地綜合利用效率的問題又可提高發電量，近兩年來逐漸得到市場認可。據了解，2015年全球光伏跟蹤系統的市場裝機規模經統計為8.8吉瓦。另據不完全統計，2015年我國跟蹤支架招標額達到1.2GW。



邁貝特（廈門）新能源有限公司副總裁李良邦特別介紹了跟蹤支架系統，“智能跟蹤系統就是依靠支架的轉軸來改變電池板的方位角，達到太陽光面垂直于面板，光照強度的最大化，從而提高發電效率。根據支架的調節角度分為平單軸、斜單軸和雙軸跟蹤系統，根據測算，平單軸能提高10%-20%的發電量，斜單軸能提高20%-25%的發電量，而雙軸最多能提高40%的發電量。跟蹤系統投入增加的成本并不多，支架在整個電站建設成本大概占7%到8%，跟蹤系統比固定支架的成本增加不到50%。這個情況下，也就是說電站的建設成本增加2%到3%，但是可以提高20%到30%的發電量。”

據蘇博杰介紹，太陽能自動跟蹤系統也將被納入CQC領跑者認證。

四、智能運維

除了前期的設備選型之外，后期的電站運維是保證電站安全、高效發電的堅實后盾。目前國內光伏運維企業已達上百家，就當前的運維模式而言，一些企業通過逆變器、匯流箱等關鍵設備搭載運維系統進行管理，也有企業單純提供軟件等為電站做數據支持。

華為通過智能光伏解決方案理念，將光伏逆變器與電站運維相結合，達到高效發電、智能運維。據王鵬介紹，華為組串I-V曲線掃描，可以精確檢測每路組串的電壓、電流數據，檢測精度高達0.5%，并通過TUV測試認證，這樣才能高精度的掃描出組串的I-V曲線。其次會將掃描后的曲線和正常IV曲線進行對比，通過后臺的大數據分析后，識別組串的故障原因，并將故障定位到某一串，使運維人員更容易的排除故障，降低故障對發電量的影響。

國能日新和暢洋科技兩家企業從軟件開發方面，為保證電站高效運行提供了建議。



北京國能日新系統控制技術有限公司技術總工姚玨菂介紹，國能日新建立了光伏電站全生命周期平臺，包括光伏地圖、屋頂交易、收益測算、自動排布、智能運維、項目管理等部分，從選址到監控、巡檢電站前期融資等方面為電站保駕護航。



南京暢洋科技有限公司行銷總監楊勇認為，一個很有效的運維系統，一定要有可靠、真實的數據來源。暢洋科技運維系統包括兩部分，一是智慧網關，一是運維云平臺。智慧網關可以把逆變器、匯流箱、氣象站數據采集下來，支持市場上主流廠家的設備以及多數通訊協議。

以上企業的高效創新探索可謂當下行業縮影。在平價上網的大趨勢下，光伏產業鏈各個環節的降本增效技術多面開花。而且據業內消息，國家能源局將繼續推出“升級版”領跑者計劃，以推進先進技術、新產品的應用，屆時技術路線之爭正酣的光伏行業將再添新火，卡位能源轉型未來可期。