2015年3月,微信圈一則“西北某光伏電站逆變器爆炸了!”令業(yè)內(nèi)一片嘩然(實際是自燃),據(jù)業(yè)主反映:因起火之前該地區(qū)遭受持續(xù)性的沙塵爆,灰塵的堆積導致長期散熱受阻,最終引起內(nèi)部器件自燃。2015年6月中山長虹光伏發(fā)電項目中一名施工人員在連接組件陣列時被直流電電擊身亡。據(jù)了解,是組串的端子沒接匯流箱就放屋頂上了,適逢廣東連續(xù)幾天暴雨,端子進水,施工人員碰到后發(fā)生了該事故。
甚囂塵上的光伏電站火災事故發(fā)生后,雖然第一時間,包括逆變器、組件、電氣系統(tǒng)供應商都極力撇清與事故的關系。但疏理包括鑒衡、TUV萊茵等行業(yè)研究機構(gòu)事故后發(fā)布的報告不難發(fā)現(xiàn),除卻安裝過程中的可控因素外,更多的事故出現(xiàn)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(fā)地。
“光伏電站著火,或者光伏組件著火主要是由于直流拉弧造成的,而這其中集中問題最嚴重的一般是逆變器和匯流箱,”中山大學太陽能研究院電站研究室主任孫韻琳對記者表示,目前一些逆變器產(chǎn)品器件質(zhì)量和規(guī)定不符合一般技術規(guī)定;同時在向業(yè)主交貨后沒有建立起電氣連接周期性巡檢和維護計劃,來確保各器件的連接穩(wěn)固可靠,避免造成由于短路拉弧造成的火災隱患;甚至有些廠家在設備檢測技術與流程上完全之后,很多檢測過程都無法順利完成就開始推向市場。
偷梁換柱的逆變器
對于逆變器以及匯流箱的安全問題,歐美國家和日本都有嚴格的規(guī)定,中國是世界光伏逆變器組裝大國,并非沒有能力完成高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)。事實上,低質(zhì)量的內(nèi)銷產(chǎn)品與高品質(zhì)外銷產(chǎn)品可能并存在同一工廠中。
新疆哈密某電站技術人員潘峰(應被采訪者要求,隱去真實姓名)告訴筆者,自己以前在逆變器廠家做技術人員的時候,同樣功率的機器,向國內(nèi)業(yè)主供應的機器的成本約為向國外業(yè)主供應機器的90%(同等機型),“這種成本上的差距導致了質(zhì)量上的差距”。
“下游客戶-電站業(yè)主對逆變器單瓦壓價壓的太厲害,企業(yè)也是迫不得已,在模塊上沒有更多的成本操作空間,只能在器件上算些成本賬,”潘峰明確表示,這種偷梁換柱的做法在前兩年的逆變器行業(yè)非常普遍,如近兩年很多故障出現(xiàn)在“電感器性能下降、電容器不穩(wěn)定、塑料器件變脆劣化、壽命縮短、器件絕緣性能下降、散熱性能下降、半導體器件失效”這些環(huán)節(jié)也是前幾年種下的惡果。
“在國內(nèi),你可以找到最好的器件;也可以找到與最好器件功能極度接近的器件,但卻是完全不同的技術參數(shù)及技術保障。除非由專業(yè)技術工程師,否則包括業(yè)主在內(nèi)的(外行人)、甚至一些從業(yè)時間稍短的采購人員都區(qū)分不出來。”潘峰表示。
行業(yè)內(nèi)的潛規(guī)則,大家都是心知肚明。但在一些大企業(yè)看來,這種現(xiàn)象并不具有代表性。
“因為各個國家(地區(qū))對逆變器的標準有差異,所以在陽光電源內(nèi)部我們大致會這樣分:以中國、歐洲、澳洲等地區(qū)的機型,和以北美和日本等地區(qū)的機型。這樣劃分的目的主要是因為當?shù)氐碾娋W(wǎng)接入標準有差異。在陽光電源內(nèi)部,不存在所謂的出口機型和內(nèi)銷機型的差別。對待國內(nèi)外業(yè)主,陽光電源所采用的技術標準以及所有的內(nèi)部器件都是一樣的。”全球逆變器領軍企業(yè)陽光電源市場總監(jiān)張彥虎如是說。
在張彥虎看來,從供應鏈管理,生產(chǎn)管理,備貨管理來看,像陽光電源這樣大的逆變器供應商業(yè)都希望是同一個物料清單,這樣,生產(chǎn)效率相對高,而成本相對低。陽光電源也抱著積極的態(tài)度看待“友商”,希望沒有這樣的情況出現(xiàn)。
盡管行業(yè)魚龍混雜,但要找到好的器件也不是太難。但逆變器價格從0.48元/瓦下滑至目前的0.28/瓦只用了不到一年的時間,對于廠家來說,殘酷的市場競爭是僧多粥少的典型寫照。
“國內(nèi)很多業(yè)主的‘成本下降路線圖’導致逆變器在內(nèi)的三大系統(tǒng)(組件、逆變器、支架)企業(yè)在投標過程中非常難受,對于有些項目,食之無味,棄之可惜,你不做,也有公司做,你做不了這樣的價格,有公司能做這樣的價格。至于質(zhì)量,使用壽命等,那是后面的事。”潘峰無奈地說道。
據(jù)陜西某逆變器公司負責人介紹,中國市場的逆變器利潤并不比一些新興市場低多少,但是大量的邊緣成本(例如投標成本,公關成本)吃掉了很大利潤,使得一些逆變器廠家在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)利潤優(yōu)勢被“提前預支”。因此在不影響五年發(fā)電效能以及安全的前提下一些廠家采購期間時降低了標準,低成本器件必然造成電站后期發(fā)電過程中的隱患。
“由于下游電站市場投資的唯價格論。如今的下游電站投資,一切投入都追求低價,甚至以最低價為榮??墒?,任何產(chǎn)品要保證質(zhì)量,都會有其最基本的成本是不可能突破的。唯價格論帶來的結(jié)果,可想而知。”中國南車國家變流中心總經(jīng)理任其昌之前在接受媒體采訪時告訴筆者,“表面來看,是由于無序的價格競爭造成了目前的亂局。但根本上,還是因為行業(yè)缺少標準,或者說標準很寬泛,沒有辦法執(zhí)行。”
“國內(nèi)訂單與國際上一比,兩者差距非常明顯,價格低是一方面,另一方面是對質(zhì)量的監(jiān)測無法執(zhí)行到位,”潘峰表示,國內(nèi)客戶對組件有入場監(jiān)造這樣的流程,同時組件供應商還需要提供材料清單,而對逆變器來說,并沒有這樣的質(zhì)量控制流程,更多的是一些“純感官簽收”。
檢測與認證的無奈
“有些業(yè)主想保障自己的中標的逆變器的產(chǎn)品質(zhì)量也是心有余而力不足。”中國電力工程顧問集團西北電力設計院某負責人向筆者表示,“因為對于業(yè)主來說,他們不可能具體到每一個器件的使用壽命,這樣的工作量也是受不了的。”
由于逆變器里面的器件更多是來自上游器件廠家供應,要想完全控制質(zhì)量,就需要對逆變器的整體技術以及組裝流程有較為全面的掌握。
“現(xiàn)在個別逆變器廠家假借‘降額設計’游說業(yè)主和設計院,尤其是在一些大的地面電站項目中,這種情況已經(jīng)有出現(xiàn)。”該負責人表示,有些逆變器元器件的負荷應力是不能降額或者對最大降額有限制的,如電子管的燈絲電壓、繼電器線包的吸合電流是不能降額的,否則電子管的壽命要降低;有些元器件降額到一定程度時卻得不到預期的降額效果。如薄膜電阻器的功率減額到10%以下時,一般二極管的反向電壓減額到最大反向電壓的60%以下時,失效率將不再下降;有些類型電容器的降額可能發(fā)生低電平失效,即當電容器兩端電壓過低時呈現(xiàn)開路失效,也就是說,降額不但不能使失效率下降,反而會使失效率增高。
“降額系數(shù)的選擇大部分是依靠試驗數(shù)據(jù)和根據(jù)元器件使用的環(huán)境因子來確定,而不應該成為個別企業(yè)“摳”成本的忽悠招數(shù)”,該負責提醒國內(nèi)業(yè)主總工:降額設計應當參考數(shù)學模型及基本失效率與溫度、降額系數(shù)之間的關系曲線;降額曲線給出了為保證元器件可靠工作所選擇的降額系數(shù)與溫度之間的函數(shù)關系,當在該減額曲線上工作的半導體結(jié)溫達到其最高結(jié)溫時,其失效率仍然較高;應用減額圖,即在減額曲線的下方,通過試驗找到一條半導體結(jié)溫較低的減額曲線;各種元器件的減額因子參見“國家標準”。
中廣核能哈密某電站負責人表示,許多企業(yè)是他們要求送檢才去檢驗,或者用之前其它批次的檢驗報告應付一下,而檢測機構(gòu)相關部門的抽檢密度太低,對出貨量相對密集的地面電站業(yè)主來說,沒有太大作用。
對該負責人的說法,記者通過相關渠道了解到,目前個別認證申請人在所提出的檢驗范圍中很多只提供一個型號產(chǎn)品(依據(jù)送檢原則“申請單元中只有一個型號的,送本型號的樣品”),這給最終最終的檢測結(jié)果的客觀性帶來了一定的問題。
雖然在《光伏發(fā)電系統(tǒng)用并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品描述》(CQC33-461239.01-2013)中雖然明確了“為確保獲證產(chǎn)品的一致性,關鍵零部件/元器件的技術參數(shù)、規(guī)格型號、制造商、生產(chǎn)廠發(fā)生變更時,持證人應及時提出變更申請,并送樣進行試驗(或提供書面資料確認),經(jīng)CQC批準后方可在獲證產(chǎn)品中使用。”但這些對于申請人不置可否的規(guī)定,在實際認證過程中理解為形同虛設并不過份。
另外,企業(yè)送檢的機型并不能真實展現(xiàn)出其實際運營性能指標以及發(fā)電指標。“一些公司送檢的機型,在檢測過程中包括轉(zhuǎn)換效率、并網(wǎng)電網(wǎng)諧波、功率因素、電網(wǎng)電壓響應、電網(wǎng)頻率響應、電壓不平衡度、防孤島效應結(jié)果都不錯,但這并不能完全反映出逆變器產(chǎn)品在室外實際環(huán)境中的運行狀態(tài),更不能體現(xiàn)某些單元的使用壽命。”國家電科院專家說。
該專家認為,相關主管單位不僅僅需要加大對光伏逆變器產(chǎn)品檢測以及認證的力度,同時還要求逆變器企業(yè)加強對檢測以及認證過程有深刻的認知,不能為了送檢而送檢。
國家相關標準是明確,而操作層面一直被企業(yè)所詬病。
事實上,在“金太陽”出現(xiàn)一系列問題后,整個逆變器行業(yè)在產(chǎn)品標準上已經(jīng)達成了某種默契,也有一些大的企業(yè)制定了“企業(yè)標準”。“但這種標準體系的建立僅限于幾個大企業(yè)。現(xiàn)在的標準,不少都是一些龍頭企業(yè)制訂的企業(yè)標準,后來慢慢演變成大家比較認可的行業(yè)標準。但由于對標準的理解有差異,因此造成產(chǎn)品質(zhì)量差別較大。另外,甚至還有一些企業(yè),根本都不具備建立標準執(zhí)行機制的能力。如此,一旦市場環(huán)境惡化,即使標準制訂者自己執(zhí)行很嚴格,但其他企業(yè)可能就根本不在意這個標準,一些企業(yè)為了生存,就會不擇手段地降低標準,甚至干脆以次充好。”任其昌對當前標準不統(tǒng)一如此表示。
任其昌的看法得到了孫韻琳的認同。“雖然標準是有,但業(yè)界執(zhí)行情況并不樂觀。”據(jù)孫韻琳介紹,目前有的企業(yè)拿的是CE認證,有的拿的是CCC認證,有的拿的是金太陽認證。沒有統(tǒng)一的標準,亂像可見一斑。
在歐美國家,都是由第三方檢測機構(gòu)執(zhí)行質(zhì)量檢測。機器進入某一國家市場,只要進口商指定第三方檢測機構(gòu),就可以隨時獲得檢測數(shù)據(jù)。
TUV南德業(yè)務人員也表示,“包括澳洲的SAA、美國和加拿大UL、ETL、CSA、德國VDE、法國、意大利、西班牙、英國CE以及中國‘金太陽’在內(nèi)的所有的認證機構(gòu),對于部分廠家存在的偷梁換柱的做法并沒有針對性的措施。更多地還需要在逐漸形成的良性競爭下形成責任意識”。
準入“門檻”逐步形成
我國光伏產(chǎn)品質(zhì)量在國際上一直不被認可,一方面是由于相關職能部門對整個市場的監(jiān)管不到位;另外,光伏相對一些產(chǎn)業(yè)還屬于培育期,行業(yè)市場競爭形態(tài)并沒有完全形成,致使低于成本價中標,賠本賺吆喝的事情時有發(fā)生。但這是行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)階段。
國家發(fā)改委能源研究所研究員、中國可再生能源學會理事王斯成就曾對記者表示,在過去的3-5年中,不僅光伏組件過剩造成了低價競爭,逆變器也同樣存在這樣的問題,所以低價競爭必然帶來一些部件的質(zhì)量問題,且部件質(zhì)量問題占到整個故障率的50%。
在王斯成所調(diào)研的西部電站中,關于電站中逆變器的出現(xiàn)的問題并不在少數(shù)。除了逆變器普遍存在的故障率高以外,一些電站火災頻發(fā)成為了國內(nèi)逆變器企業(yè)的“狼來了”。
據(jù)他介紹,40%的著火都是由于直流電弧引起的,因為整個電站的接頭有成千上萬個,任何一個接頭質(zhì)量有問題或者松了,都有可能造成直流電弧,一有電弧就會引起火災。
對于逆變器在電站中的實際應用現(xiàn)狀,記者在山峽新能源瓜州100MW光伏電站走訪中與電站運維人員攀談。在該電站中選用了包括陽光電源在內(nèi)的兩個品牌的逆變器,自2013年該電站并網(wǎng)以來,很多實際的問題就反映出來了。如開機速度、故障率、使用便捷程度、實地平均發(fā)電效率等,使該電站運維人員堅信“技術還是有差異的”!“通過長時間的應用,在整體上,陽光還是要好很多。”該運維人員對記者表示。
記者在現(xiàn)場看到,因瓜州當?shù)仉娋W(wǎng)采取限電措施,該電站并網(wǎng)消納率已從過去的60%降至30%,70%的電都上不了網(wǎng)。陽光電源個別機器處于停機狀態(tài),而另一品牌機器則被大部分停機。
張彥虎對記者表示,這些年來,陽光電源作為中國最大的光逆變器專業(yè)制造商,一直非常重視各類并網(wǎng)機型從技術創(chuàng)新到實地電站發(fā)電過程中的性能考核。2013年中國電科院、國網(wǎng)青海電力公司等單位聯(lián)合對新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)750千伏魚卡開關站至柴達木變電站線路進行實地的低電壓穿越測試性能驗證時,陽光電源的逆變器沒有一臺脫網(wǎng),而其它多個品牌逆變器均出現(xiàn)不同程度的脫網(wǎng)現(xiàn)象。
當然,對于整個逆變器行業(yè)來說,陽光電源只是之一。行業(yè)的技術創(chuàng)新和良性競爭氛圍不僅僅是陽光的事。
在張彥虎看來,標準化工作只有扎根在企業(yè),貫穿產(chǎn)業(yè)發(fā)展全過程,才能帶動整個光伏行業(yè)及逆變器行業(yè)更好更快發(fā)展。因此,應該加強對光伏逆變器產(chǎn)品質(zhì)量標準、強制性標準質(zhì)量要求和相關準入機制的貫徹實施,增強企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量意識,使企業(yè)真正認識到提高逆變器產(chǎn)品質(zhì)量的必要性。
據(jù)悉,今年5月份工信部修訂并公告《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件(2015年本)》(以下簡稱《規(guī)范》)。新版第一次將電氣配套設備納入其中?!兑?guī)范》明確,含變壓器型的光伏逆變器中國加權效率不得低于96%,不含變壓器型的光伏逆變器中國加權效率不得低于98%(微型逆變器相關指標分別不低于94%和95%)。該標準嚴苛程度超出業(yè)界預期。
牽頭編制并網(wǎng)逆變器“中國效率”認證技術規(guī)范的北京鑒衡認證中心主任秦海巖表示,業(yè)界已深刻認識到光伏發(fā)電系統(tǒng)效率的重要性,組件以外的配套發(fā)電設備將受到市場與政策的進一步關注。工信部將逆變器列入新版《規(guī)范》,就是政府主管部門越來越重視光伏發(fā)電系統(tǒng)效率、發(fā)電量和全產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量的體現(xiàn)。
同時,為落實《關于促進先進光伏技術產(chǎn)品應用和產(chǎn)業(yè)升級的意見》(國能新能[2015]194號)指示精神,并支持國家先進技術光伏示范基地的建設工作,秦海巖所在的鑒衡認證中心根據(jù)CNCA/CTS0002-2014《光伏并網(wǎng)逆變器中國效率技術條件》,對國內(nèi)光伏并網(wǎng)逆變器企業(yè)的主要型號逆變器產(chǎn)品進行了檢測認證,并已經(jīng)公布第一批光伏并網(wǎng)逆變器“領跑者”名錄(簡稱名錄),一定程度上將為國內(nèi)電站業(yè)主的光伏設備選型和招標提供參考依據(jù)。
在這份名單中,包括陽光電源、華為、永聯(lián)科技等7家公司15個系列產(chǎn)品(亦稱“中國效率”認證效率等級A級產(chǎn)品)得到推薦。
《規(guī)范》的出臺和名錄的發(fā)布是國家以及相關單位從生產(chǎn)質(zhì)量源頭規(guī)范光伏逆變器市場的必要行為,更意味著逆變器行業(yè)的門檻將再次提升。
更為可喜的是王斯成也表示,目前IEC針對光伏系統(tǒng)也提出了兩個新的標準,一個是IECNP62446-2關于光伏系統(tǒng)的維護,現(xiàn)在正在征求意見稿;而另一個標準IECNP60904-9-1就是針對光伏系統(tǒng)直流電弧監(jiān)測與斷開的,這就涉及到包括逆變器在內(nèi)等所有電氣系統(tǒng)的標準問題。
在標準體系逐漸得到完善的過程中,孫韻琳也呼吁國內(nèi)電站業(yè)主:不要把低價中標作為門檻。“一方面是增加了施工質(zhì)量的隱患,同時也為業(yè)主電站的發(fā)電量以及收益保障埋下了隱患。如果在驗收完畢后,建設方在運維1-2年把電站交給業(yè)主運維后,最后買單的恐怕還是業(yè)主自己。”孫韻琳說。