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光伏组件可靠性评价前沿方法

放大字体  缩小字体 时间:2017-10-19  来源:PVCEC  浏览:759
核心提示:2017年10月17日-19日,2017中国光伏大会暨展览会(PVCEC2017)在北京隆重召开。在18日下午的创新剧场【光伏产品质量及可靠性】论坛
 2017年10月17日-19日,2017中国光伏大会暨展览会(PVCEC2017)在北京隆重召开。在18日下午的创新剧场【光伏产品质量及可靠性】论坛上鉴衡认证光伏事业部组件部部长陈晓达出席并做主题演讲。陈晓达表示,鉴衡推出了两个认证,一个光伏领跑者先进技术产品认证,第二个是领跑者前沿技术产品认证。认证模式分成四大环节,第一和第四个环节跟传统的模式认证环节是一样的,第二和第三是我们的不同之处,主要目的是性能测试,第四个环节除了传统质量保障能力调查,以及在工厂测试结果核对和比对测试。


以下为发言实录:

陈晓达:感谢郑总的精彩演讲,下面是由我给大家带来这个主题。前面向大家介绍了许多光伏组件前沿技术和先进技术的产品,现在我跟大家介绍一下光伏组件前沿技术的方法。

在2015年能源局、工信部、国家认监委发展的,随着第一批领跑者的1个GW,到今年3三批预期8个GW领跑者,相当于蒸蒸日上在发展。从2015年194号文,到2017年54号文,中间发生了很大的变化,比如说PERC和N型电池达到17%到18%效率,以及更多前沿产品,PERC、PER特、N型电池等等。在今年发生哪些变化呢?主要变化是这样的,它从原来一个领跑者变成了两个领跑,它现在叫做光伏发电先进技术基地,左边就是原来普通领跑者,它的技术指标提升到了单晶硅17.8%,多晶硅17.0%,这分别是组件的效率,而在基础上每升0.3个百分比的转换效率,所对应的产品是先进技术产品,在市场上处于领先技术的产品,这跟我们过去的一两年中PERC产品和黑硅产品都是属于这个行列的,对于它的要求有三点,要满足领跑者的指标,采用先进技术,同时要具备批量的生产能力。而另外一方面给出了一个超级领跑者,实际上文件里叫做技术领跑基地,相对于普通领跑基地有非常大的提升和区别,它要求技术指标提升到了单晶硅转换效率18.9%,多晶硅转换率提高到18.0%,此外在这个基础上设置了五个档位的要求,它并不是要求我们马上就要实现20.4和19.4的转换效率,而是在未来三到五年终不断推陈出新,最后达成非常高的转换效率,以实现平价上网。它要求前沿技术产品要不仅在指标上有很大提高,而且具有原创的核心技术和知识产权,以及制定该技术的产业化发展计划,而这些不是只建立在纸面上空谈的,需要建成实际的生产线或者初步建成产能,这是2017年的领跑者计划,对于领跑者基地和超级领跑者基地不同要求,应对这样的不同要求,我们鉴衡推出了两个认证,一个光伏领跑者先进技术产品认证,第二个是领跑者前沿技术产品认证。

我们的认证模式分成四大环节,第一和第四个环节跟传统的模式认证环节是一样的,第二和第三是我们的不同之处,主要目的是性能测试,第四个环节除了传统质量保障能力调查,以及在工厂测试结果核对和比对测试,下面会对第二个环节和第三个环节进行比较详细的介绍。第二个型式试验,通过组件的功率和除以组件的面积得到组件的效率,公式很简单,重要在于面积怎么计算,对于透明双玻组件,我们按照组件的功率除以电池面积之和来计算,同时依托与能源局的文件相呼应,我们把前沿技术产品效率问题分成了许多等级,在表里可以看出来。当然这些等级最低要求也是满足能源局的要求,这是我们型式试验目前做产品的效率。第二个就是技术评审,评审的是生产厂家对于技术成熟度以及技术掌握程度,分成两大块,上面是对性能水平的评价,下面是对技术稳定性的评价,性能评价关键性能,对于现在以效率为主的产品来说,最关键性能就是关键转效率,同时向双玻组件和一些智能组件存在其他的评价项目会单独评价。

下面讲一下对关键性能是怎么评价的,以PERC单晶电池切片为例,它的评价方式对于电池的性能评价,电池加权平均转换效率和组件加权平均转换效率,我们对于加权平均转换效率的要求,就是最中间样品抽样样本里面最高值的,不一定是最多分布的值,但是加权平均分布的值,评价的就是在产线正常生产的时候,它所能达到的平均效率水平,而第二点电池的最高档的转换效率,评价的是我们在整个生产线上所能实现最高档位的,就是这一类技术所能达到最高水平。第三点电池的性能稳定性指数,这一点它的评价是评价我们电池生产或者组件生产的时候,性能是否能够稳定生产高效率、高功率的产品,还是以电池的转换效率为例,我们以两个维度评价,一个效率的达标率,这边是绿色阴影部分,绿色阴影部分体现是我们最低电池效率和以上电池效率,要求在满足最低电池效率以上的档位达标率超过80%,就80%以上的产品满足效率要求,按照震荡曲线来理解,最极端的情况生产的产品,出来产品的效率是集中在某几个档位,这几个档位也是非常高效的档位,这是我们最理想的情况,能够得到电池性能最高的指数,这个评价并不是单次评价,我们评价是根据批量生产的数据进行分析,这三者共同结合进行评价的,最后能够得到性能评价结果。对于最核心技术环节,评价分成三个维度,有7个小项,每个小项都有详细量化打分的项目,7个小项分别针对产品开发程序以及产品,同样对于产品的先进性、工艺的创新性以及核心技术专利和产品应用情况也会进行评价,而第二个维度左下绿色环节对设备、工艺,相对先进技术应用在产线上它是如何实现的来进行评价的,它评价的是产品成品以及过程品,评价电池产品的良率和合格率,组件产品的良率和合格量,以及先进质量控制方法,这三个维度一共是7加上4加上4,一共15个项目,以及下面具体的一些分项进行评价,最后得到量化评价的结果,最后能够给出我们评价等级和技术成熟度等级颁发证书。证书是分成两个部分,主业和副业,主业看到认证型号和等级,副业看到每一个型号对应的效率转效率,以及对应的效率等级,同样这个评审也能看到每一个评审结果的值和评审结果的评价指数,最后得到成熟度,这个案例是评价出A+的成熟度。

在先进技术产品的评价的体系下面,已经有这么多个厂家来进行评价了,欢迎更多厂家加入到我们评价体系里面。第二方面从可靠评价方面讲一讲光伏组件加速测试和认证,众所周知,光伏组件在户外是受到许多因素影响,而刨掉了下面三个,我们更关心光伏组件在户外一般的影响,温度、湿度和辐照度,现在行业里三个主流一个加盐的测试,在原来IEC21615测试的基础上加盐。首先加盐老化的测试方法是一种合适的方法,并不一定能够反映组件整体的模式,左边这些方法对应右边的原材料可以看得出来,能够一一对应的,像前期进行了一些测试,测试结果也能表明,它进行TC600在单项上的加强能够体现出一些模式,但是跟户外实际的情况并不是那么吻合,第二点对于序列老化测试有它的优点,可以根据不同环境进行设计,比如说右边分布图,在干热条件可能对于湿热测试条件不大,而对干热和昼夜温差的变化比较大,试验强度加强,同样在湿热条件,比如在海南和沿海地区,对湿热要求也会增加,而这些测试项目进行了一些项目设计,我们也得出了数据,这些数据是不同的测试序列得到的,也能够反映组件的测试的结果,而这些老化结果按照它的原理应该是能够需要应对不同的环境条件,有没有一种方法,一个统一的尺子评价所有在户外的可靠性,当然是有的。我们需要找到一个综合老化的方法,能够使户外实际的老化的情况,就像下面三个图一样,这个图是户外实际的,一些论文里面在户外实际老化多年来的观测得到的统计结果,我们需要在实验室短期的时间,把这个结果得到,把实验的曲线和户外的曲线完美的结合起来,这是一个可控的温度,同样要稳定的光源,有湿、有热三者,并且三者的相结合来进行测试,这个测试应该跟户外的光相一致。我们的光源是超出这个范围,我们从250纳米一直到1600纳米,这样宽的光谱不光是常规组件,以及现在叠层,和一些低辐照度的产品,比如类晶硅或者薄弱产品,稳定的宽光谱光源是我们这个试验成功的必要条件,同时要找到一系列条件,我们测试条件做了一系列摸索,是选择一个太阳一千还是选择更高进行一系列的摸索,我们选择我们的温度,是室内重要温度,也进行了一系列摸索,最后得到这么一个结论。基于这样的理论研究的结果,也是依托863课题光伏组件测试设备研制,我们研制出加速的设备,这个设备从样机到最后测试成功,经历了将近两到三年的时间,进行整体的研制,现在这个设备是座落在浙江嘉兴光伏实验室,正在那边运行。

可以看到第一期实验出来的结果,实验的曲线和前面看到的户外的曲线已经有一定程度的相吻合,同样也欢迎大家加入这个实验的合作过程,我们共同看一下实验的情况和户外条件吻合程度以及是不是能够在很短的时间来实现户外的可靠性,以上就是我的全部内容,谢谢大家。

 

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