质量隐忧+价格拼杀 中国光伏能否扛起未来主流能源的大旗？

索比光伏网讯:甘肃金昌某光伏电站项目负责人，他每天都要对近百台逆变器进行巡查，因为自2012年以来，100MW项目使用的逆变器不断发生故障，“要么停机，要么自燃，已经成为电站运行的最大隐患”。

以上源自《弃光之后又一困惑：电站设备先天不足事故多发》的文章刺痛了光伏人的神经，有关光伏设备的质量隐忧再次被提及。

其实，不仅仅是逆变器，光伏系统的另一核心部件光伏组件以及汇流箱、接线盒、连接器、直流开关等都逃脱不了质量被诟病的危机，这似乎是“Made In China”的通病。

然而，中国光伏又是“中国制造”少有的在国际市场仍具备领先竞争力的代表：2015年中国光伏组件产量43GW，占全球总产量60GW的72%，连续9年全球第一；GTM Research、IHS第三方机构发布的2015年全球光伏逆变器榜单显示，华为、阳光电源出货量分列第一、第二位，彰显中国逆变实力；2015年，中国光伏装机规模累计43GW，超越德国摘得光伏第一大国桂冠。

正是如此，在中国政府践行《巴黎协定》而向世界承诺的减排计划中，大力发展光伏等新能源成为重要措施，到2020年，光伏装机达到1亿千瓦左右；到2030年，非化石能源占一次能源消费比重20%，光伏至少4亿kW。

实际上，全球能源转型的趋势已是不可逆转，在由传统能源迈入清洁能源的进程中，光伏等新能源即将迎来主流时代，特别是领跑全球的中国光伏。但是现实存在的质量隐忧裹挟前行，这是否拖累光伏谋变常规能源之行？中国光伏企业又将如何应对？在10月31日~11月1日由北极星太阳能光伏网主办的“第二届光伏电站质量-设备选型高峰论坛暨2016金融机构光伏电站投资风控研讨会”（以下简称研讨会）上，国内各大电站投资单位、电力设计研究院、大型金融机构、光伏发电设备企业等共同探讨了可行路径。

嘉宾讨论环节

嘉宾讨论环节

电站设备先天不足？

2013年8月，某央企甘肃金昌市50MW光伏电站出现批量蜗牛纹现象，组件出现率70%；

同年8月，某央企新疆博湖50MW光伏电站出现批量蜗牛纹现象，组件出现率75%；

2014年某央企对青海龙羊峡电站进行巡检时，发现组件在尚未并网的情况下即出现蜗牛纹问题，出现比率70%……

北极星太阳能光伏于去年第一届光伏电站质量-设备选型研讨会后曾推出《西北光伏电站质量启示录：隐忧下的设备选型》文章，揭示出光伏组件质量的“冰山一角”。

中国光伏行业协会2014年也曾公布数据，称建成的电站里大概1/3左右质量不合格，设备问题占整个故障率的50%。鉴衡认证去年对国内32个省市、容量3.3GW的425个包括大型地面电站和分布式电站所用组件进行检测，结果显示30%建成3年的电站都不同程度出现了问题，由于组件的质量问题有些建成3年的电站设备衰减率甚至高达68%。如果组件一年衰减超过5%，照此速度，5年后这个电站就将报废。

而光伏组件绝不是仅有的质量“洼地”。国家发改委能源研究所研究员、中国可再生能源学会理事王斯成曾经调研西部光伏电站，他表示，在光伏电站部件质量问题中，逆变器普遍故障率很高。这是因为光伏电站更多的事故出现在升压和强电部分，而这其中，逆变器和汇流箱成为事故的高发地。

据青海黄河水电公司海西新能源发电部总经理师天泽介绍，在格尔木590MW光伏电站的实际运维中，直流汇流箱故障率约为18%，其中熔断器烧毁引起的故障率约为21%。2015年格尔木一期200MW熔丝更换数2100+，二期100MW2015年的更换数甚至达到了12000+。

关于光伏逆变器，师天泽称，对比11家品牌的集中式光伏逆变器，2015年故障率最低2.86%，而最高则达到144.53%，组串式逆变器的故障率相对较低为0.16%，故障主要包括模块过温、断路器跳闸、熔断器烧毁、启动异常等。“光伏逆变器是光伏电站的核心设备之一，一直以来在电能变换、并网控制、电能质量、智能监控、安全保护等层面承担着重要作用，其质量好坏直接关系企业的市场竞争力。”兆伏爱索产品经理潘东表示。

去年10月底国家质检总局抽查了北京、河北、上海等13个省市55家企业生产的55批次光伏并网逆变器产品，其中14批次产品不符合标准规定，涉及额定输入输出、谐波和波形畸变、功率因数、直流分量、过/欠压保护项目等。今年第三季度，质检总部再次抽查52家企业生产的52批次光伏并网逆变器产品，有6批次产品不符合标准。

除此之外，电缆质量隐患、高压开关柜起火、接线盒二极管性能缺陷等问题不断。

对此，杭州禾迈电力电子技术有限公司总经理杨波、正泰电源副总经理韩甲治、深圳永联科技副总经理杨惠坤、兆伏爱索产品经理潘东等专业人士在接受采访时的观点基本一致，不排除国家相关标准不匹配，但不容忽视的是，在光伏热潮下，产品一哄而上，甚至以牺牲元器件品质达到价格优势，设备质量良莠不齐。

价格持续下探

质量问题频发的背后离不开低价格的诱导。而历经“630”抢装潮后光伏市场价格正大幅跳水。

今年3月份价格仍坚挺在3.8元/瓦的光伏组件，到7月下旬中广核900MW集中采购光伏组件招标中，知名企业晶科能源已然报到了3.167元/瓦。8月，晶科能源相继在国电投2016年度第五十四批集中招标（第二批光伏组件设备）中投出3.05元/瓦的惊爆低价。行至9月，另一品牌企业阿特斯又在济南某项目光伏组件招标中报出3元/W。短短半年，光伏组件价格下降约21%。

光伏逆变器价格，尤其是集中式逆变器似乎一直“跌跌不休”。2008年集中式逆变器价格约3元/瓦，而到了2015年，这一价格已跌至0.20~0.28。在今年国电投“第二批光伏并网逆变器设备”招标中，集中式最低价格0.168元/瓦，组串式光伏逆变器的最低价格也来到0.3元/瓦。

值得重视的是，随着光伏上网电价的“俯身下冲”，光伏设备端的降价趋势仍将加速。从阳泉“领跑者”项目的0.61元/kwh，到包头0.52元/kwh，再到乌海0.45元/kwh，光伏上网电价已经入“4”时代。

虽然“领跑者”项目因其特殊的政策背景并不能完全代表行业真实水平，但可以肯定的是，原计划于2020年实现的光伏平价上网正提前到来，光伏行业的“断奶”计划随之展开。

根据业内流传的最新一份国家发改委价格司《关于调整新能源标杆电价的征求意见函》，2017年光伏地面电站一、二、三资源区上网电价将调整为0.55元、0.65元和0.75元，下降幅度最高达到30%；分布式光伏一类、二类资源区0.35元/千瓦时，三类资源区0.40元/千瓦时。

当补贴下调已成定局，加之竞争性配置的主流规则使然，光伏从设备端到系统端的价格仍将持续下探。

光伏企业“技术战”

一边是质量堪忧的现状，一边是难以斩断的低价，加之平价上网的催促，光伏企业纷纷将未来望向了以“技”为先的高效路线。在研讨会上，代表企业分享了目前各细分领域的主流技术。

一、光伏逆变器

光伏逆变器是光伏电站运行的关键设备，有光伏电站大脑之称。光伏逆变器转换效率的提高，对整个电站发电量的提高有重要作用。

在研讨会上，多家光伏逆变器企业代表就如何提高逆变器效率进行了探讨。

由上述公式可知，光伏逆变器的损耗越小，逆变器的转化效率越高。中天昱品科技有限公司总工程师熊俊峰介绍，逆变器损耗主要包括电抗器损耗、IGBT损耗、风机损耗和其他损耗。其中降低IGBT损耗、优化MPPT是降低逆变器损耗的重要手段。

中天昱品科技有限公司总工程师 熊俊峰

熊俊峰认为，降低IGBT损耗方式之一是将直流电压由1000V想1500V过渡，二是拓扑结构两电平向三电平发展，三是最小开关损耗应用，传统所使用的SVPWM的方法，调整之后用DPWM的方式效率提升了0.04%。

在优化MPPT方面，传统的MPPT是两点法在跟踪最大功率点附近的能量时造成振荡，导致能量损失。中天昱品通过三点观察法，消除辐照强度变化引起的误判使MPPT的效率提升0.1%到0.2%。这一措施使逆变器最高转化效率达到99%，最终中国效率达到98.48%。

宁波锦浪新能源科技有限公司在优化MPPT上提供了不同思路，据锦浪市场总监陆荷峰介绍，锦浪通过将动态MPPT与静态MPPT相结合，以最快速度捕捉最大发电量，提高转换效率。

宁波锦浪新能源科技有限公司市场总监 陆荷峰

此外，低电压启动也是提高逆变器发电效率的有效方法，低电压启动意味着光伏逆变器可以“早起晚睡”，提高发电量。据了解，锦浪逆变器可以做到最低启动电压为60伏。

杭州禾迈电力电子技术有限公司总经理杨波则说明了模块化逆变器的高效优势：“集中式逆变器一般一个MPPT，最多达到4个MPPT，组串式逆变器每个组串可以有一个MPPT，但它们的MPPT数量都是固定不可配置的，而对于模块化来说，每模块组合就可以实现灵活的MPPT配置了。由于模块可以智能加载和卸载，逆变器可一直保持在最高效率工作，设定满载时可以把效率做到最高，这样第一发电量增加了，第二发电时间延长了。”

杭州禾迈电力电子技术有限公司总经理 杨波

除了各企业自身的技术“特色”之外，华为、中天、固德威等多家逆变器企业对1500V系统在提高效率方面给予了肯定。据了解，直流侧电压由1000V升为1500V,可减少直流侧设备损耗，提高发电量。传统的1000V系统单串组件数量是22块，而1500V系统可以将数量扩充至32块，子串数量减少，逆变器、汇流箱以及直流侧线缆的用量也随之减少。据报道，在1GW大同领跑者基地项目中，有24MW项目采用了1500V逆变器。

华为智能光伏业务中国区解决方案总工 王鹏

江苏固德威电源科技有限公司太阳能学院院长 王五雷

二、高效组件

除逆变器之外，光伏组件是电站运行的另一核心设备，转换效率每提升1%，太阳能发电系统的总成本就会降低5%。2015年我国实行光伏领跑者计划，要求单晶硅光伏电池组件转换效率达到17%以上，多晶硅光伏电池组件转换效率达到16.5%以上。在高效率驱使下，业内企业纷纷布局高效电池路线，以背面钝化（PERC）技术、金刚线切割加黑硅技术、双玻技术为主。

PERC技术与常规电池生产线兼容性高，只需增加钝化、激光开孔等设备，用较低的生产线改造投资，就能将单晶和多晶电池转换效率分别提升1%和0.5%左右，是当前晶硅组件企业多采用的技术路线。

除了PREC技术，多晶组件还将追赶单晶效率的希望寄托于金刚线切割+黑硅技术。金刚线切割能够大幅度的降低多晶硅片成本，却使硅片表面过于光亮，使电池片外观产生线痕，反射率过高而降低转换效率。黑硅技术即在金刚线切割多晶片中多加一道表面制绒工艺处理，除了能解决金刚线切片外观问题之外，还能形成纳米级的凹坑，增加入射光的捕捉量，增加光吸收，大幅提升电池片Isc，转换效率提升0.6%以上，降低了切片成本，提升电池的效率。

润峰电力有限公司研发中心总监 时宝

双玻组件则由两片玻璃与电池组成的三明治结构，取代了传统组件的背板与铝框结构。双玻组件凭借良好的抗PlD效果、低透水性、散热性好和低衰减率愈发受市场青睐,在渔光互补、滩涂电站、光伏农业项目中应用广泛。中国质量认证中心新能源产品认证部专工苏博杰表示CQC已将双玻组件纳入“领跑者”认证。

中国质量认证中心新能源产品认证部专工 苏博杰

三、光伏跟踪支架

随着我国光伏主战场上演“西退东进”，中东部地区成为电站发展的重要阵地。中东部地区以山地地形为主，近几年光伏电站建设数量的急剧增加，朝向及地势较好的山地已经很难找到，后续电站的选址地形条件越来越差，建设难度越来越大。光伏跟踪支架可适应多种地形，既解决了土地综合利用效率的问题又可提高发电量，近两年来逐渐得到市场认可。据了解，2015年全球光伏跟踪系统的市场装机规模经统计为8.8吉瓦。另据不完全统计，2015年我国跟踪支架招标额达到1.2GW。

迈贝特（厦门）新能源有限公司副总裁 李良邦

迈贝特（厦门）新能源有限公司副总裁李良邦特别介绍了跟踪支架系统，“智能跟踪系统就是依靠支架的转轴来改变电池板的方位角，达到太阳光面垂直于面板，光照强度的最大化，从而提高发电效率。根据支架的调节角度分为平单轴、斜单轴和双轴跟踪系统，根据测算，平单轴能提高10%-20%的发电量，斜单轴能提高20%-25%的发电量，而双轴最多能提高40%的发电量。跟踪系统投入增加的成本并不多，支架在整个电站建设成本大概占7%到8%，跟踪系统比固定支架的成本增加不到50%。这个情况下，也就是说电站的建设成本增加2%到3%，但是可以提高20%到30%的发电量。”

高成本是跟踪系统发展受限的原因之一，提及跟踪支架系统高成本的问题，中信博董事长蔡浩表示，“虽然跟踪支架的高价格为业主带来了成本压力，但这种高成本是相对而言的”按照他的测算，跟踪支架相对成本增加并不大，所带来的发电量更高。如果光伏电站成本按8元/W来算，固定支架占系统成本4%左右，平单轴跟踪支架大概会提高系统成本6%-10%，但是却能使发电量提高10%--20%，进一步降低了光伏电站的度电成本。如果要降低跟踪系统的绝对成本，就要靠市场规模的扩大，用规模效应来降低成本。中信博在国内已经率先进行规模化生产，以达到降低成本的目标。

随着我国光伏发电市场重心逐渐转移到中东部地区，平地越来越少，应用环境复杂了许多，传统的第一代跟踪已不能满足使用要求，中信博的智能跟踪2.0很好的解决了这个问题，中信博的全地形跟踪系统，可以做到随坡就势，东西向、南北向都能适应25度以下的坡度，以适应地势复杂的地理环境，并能应对一定的地基沉降达200mm，这在许多矿区“领跑者”项目中具有重要意义。另外针对南方大量的农光、渔光应用，中信博的智能跟踪2.0还能充分地满足业主方开发农业、渔业的特殊要求，使农作物受光均匀，利于生长，对光伏农业发展提供助力。

据苏博杰介绍，太阳能自动跟踪系统也将被纳入CQC领跑者认证。

四、智能运维

除了前期的设备选型之外，后期的电站运维是保证电站安全、高效发电的坚实后盾。目前国内光伏运维企业已达上百家，就当前的运维模式而言，一些企业通过逆变器、汇流箱等关键设备搭载运维系统进行管理，也有企业单纯提供软件等为电站做数据支持。

华为通过智能光伏解决方案理念，将光伏逆变器与电站运维相结合，达到高效发电、智能运维。据华为智能光伏业务中国区解决方案总工王鹏介绍，华为组串I-V曲线扫描，可以精确检测每路组串的电压、电流数据，检测精度高达0.5%，并通过TUV测试认证，这样才能高精度的扫描出组串的I-V曲线。其次会将扫描后的曲线和正常IV曲线进行对比，通过后台的大数据分析后，识别组串的故障原因，并将故障定位到某一串，使运维人员更容易的排除故障，降低故障对发电量的影响。

国能日新和畅洋科技两家企业从软件开发方面，为保证电站高效运行提供了建议。

北京国能日新系统控制技术有限公司技术总工 姚珏菂

北京国能日新系统控制技术有限公司技术总工姚珏菂介绍，国能日新建立了光伏电站全生命周期平台，包括光伏地图、屋顶交易、收益测算、自动排布、智能运维、项目管理等部分，从选址到监控、巡检电站前期融资等方面为电站保驾护航。

南京畅洋科技有限公司行销总监 杨勇

南京畅洋科技有限公司行销总监杨勇认为，一个很有效的运维系统，一定要有可靠、真实的数据来源。畅洋科技运维系统包括两部分，一是智慧网关，一是运维云平台。智慧网关可以把逆变器、汇流箱、气象站数据采集下来，支持市场上主流厂家的设备以及多数通讯协议。

以上企业的高效创新探索可谓当下行业缩影。在平价上网的大趋势下，光伏产业链各个环节的降本增效技术多面开花。而且据业内消息，国家能源局将继续推出“升级版”领跑者计划，以推进先进技术、新产品的应用，届时技术路线之争正酣的光伏行业将再添新火，卡位能源转型未来可期。