TUV南德意志大中华集团罗欣莲：光伏电站的质量控制和评估

2016年4月26日，国际环保组织绿色和平针对投资者对于分布式光伏产业和市场普遍缺乏了解的问题，联合了业内八位权威专家，推出第二期“光伏融资创新训练营”——“寻找最‘阳光’的100位投资人”。TUV南德意志大中华集团北京分公司经理罗欣莲介绍了光伏电站在质量控制和评估方面的细节。

以下为演讲实录：

大家上午好，刚才李老师说的我特别有感触，因为我们公司德国那边整个核电已经减了，所以我们那边技术专家都跑中国来，帮中国做一些核电的技术监督等等方面的工作，刚才李老师介绍的是很宏观的，我现在要说一些具体的细节跟大家分享一下，我们不光分布式，因为我们目前做的主要还是以大型电站为主，分布式是这两年新出来的，我分享的题目是关于光伏电站在质量控制和评估方面的一些细节。

首先这次训练营更多是做投融资，我们是纯粹技术的公司可能不太关心财务的部分，但是大家如果做各种各样财务模型计算一定会考虑收益，这是一个关于普通地面电站的损失分析，基本上可以认为一个系统普通大型电站的损失是80%，所以对分布式来说还有更多的损失，连80%都达不到。比如像阵列的衰减、遮挡，我们一些东部地区如果用的时候经常会碰到的，而西北大型电站做的时候，整个是一个平地或者是荒漠，这部分损失考虑是非常少的。再有一个是辐射损失，我们目前在东部地区用的时候，可能是根据建筑的情况倾角（音）不是常规的，而常规大型电站是按最佳的倾角设计。再有一个是温度损失，我们在西部的时候可能是风条件很好，但是到东部地区来，比如农业大棚屋顶也好，或者建筑物屋顶也好，或者水电也好，实际上它的温度损失是很大的，这一部分损失如果大家考虑系统设计是比较重要的影响因素，我刚才只是说一下，更多是在一个电站进行最开始的设计之后，我关注的是我画圈的这一部分，怎么在真正投入生产关键的器件，再进行安全或者运维我们要注意什么。

刚才我说一个电站系统的损失大概在80%上下，实际上我们在一些总结看来，在之叁直流侧的损失是比较大的，一般来说一个电站出现问题会有接近80%甚至80%多是直流侧的问题。在直流侧里面，组建在投资占绝大部分，所以我摘一个报告上面关于组建在运行使用前两年，和长期适用的时候它的投诉状况，大家可以看到，比如像光学损失，有一些现在流行的增透或者表面镀膜的方式。在我们实验室测试里面大概有50恩个项目，几乎没有一个薄膜能够通过经过沙尘试验后还可以保持，这也是在统计里面在前两年、光学损失上是比较大的。还有一部分是功率衰减，在前两年由于电池最开始的不稳定阶段到稳定阶段，所以功率输出是占非常大的一个比例。像结线盒、线缆不管短期还是长期运营过程中，失效比例是非常高的，这也是比较容易忽略的，因为大家觉得一个组建上的结线盒甚至二极管是非常小的部件，怎么会对整体的输出产生这么大的影响，我后面有一些图片跟大家分享。还有一个是玻璃破损，这两边也占非常大的比例，所以我个人不是太倾向于双玻组建的方式，由于过程中玻璃的破损造成设备的损失要高。还有一些分层和连接失效，这也是我们为什么在一些大型生产控制的时候要非常关注的部分。

我分5部分介绍一下我们在光伏设计施工方面，在零部件采购、运营维护以及综合来看有哪些隐患，通过这些图片以及隐患的分析给大家一些概念。最后我会介绍一下在第三方作为风险评估或者是测试或者对质量控制方面做的工作。

这是一个项目在设计的时候非常关键的，很多国内是通过设计院进行设计，但是这个设计的过程关系到后面整个运营过程中的安全可靠、稳定等等各个方面，包括发电效率和运维。我们在做国内的科研报告（英文）的时候，为了拿到这个项目有一些前期设计会有一定的水分，在真正实行的时候很难达到设计的预期。或者是比如在一些主动可以经过认为改善有目的规避的损失，包括倾角（音）在中东部是一个问题，或者需要跟建筑物的屋顶进行很好的结合，导致散热部分是有问题的，最后影响整个电站的发电效率，这个尤其在大棚、水面等等部分，包括屋顶有非常大的影响就是散热不好。还有一个是载荷的设计，我们原先接到一个大的EPC方面的问询，关于一个工厂屋顶，原本没有打算给光伏做屋顶，后来说服工厂在上面架设光伏电站，在这个过程中整个由于做载荷分析不到位，所以把设备架在上面没有完全架完之后，整个厂房立柱已经出了开裂，所以载荷设计上要非常小心，一方面是支架的设计，另外一部分是建筑物承重的设计，这部分需要进行很好的审核，尤其最开始这个建筑物可能并没有用于承受光伏这样很重的发电设计。还有一个是光伏电站如果维护的好，它的使用寿命并不只20年，那建筑物是不是可以承受这么长时间进行不更换呢？这都是我们在进行项目设计的时候要考虑的问题。还有安装角度，这个位置是在空调下方，这个位置不仅会产生遮挡还有热风吹出来，最后会对主线的散热包括发电量有比较大的影响。

还有选址方面，比如最开始进行一个电站的设计的时候，旁边没有打算出现一个高的建筑物，但是由于后期又产品一个高的建筑物的话，会对发电的效果产生影响。还有除了发电量以外，零部件也相对更容易老化，比如长期这部分处于一个阴影状态，那原本是一个发电原件现在变成发热元件，那它的二极管是一直工作，最后很容易造成二极管爆裂，我后面也有一些图片。如果二极管爆裂，可能整个这一串都受到影响。还有作为建筑物上有很重要的一点，这种爆裂、过热可能会引燃下面的建筑材料，这样我们可能连带损失会更大，这是我们做设计施工的时候、选址的时候需要考虑的。我们要做的措施是要实际勘察现场，避开可能的阴影地区，并且对于已经安装定期进行检测。

这是一个过电压的度片，看这个可能更清晰，刚才那个图是线缆围成的一个大面积，在有一个雷击的时候，很容易在回路里面产生非常大的电流，最后导致大面积二极管爆裂，击串还有一些关于电方面的隐患。所以我们进行设计的时候不要把费线让环路面积尽量减小，避免突然的大电流影响，尤其在建筑物屋顶，这个事情是非常关键的。

在安全质量上，机械承载力是不足的，比如我们实验室进行测试是以某种方式进行设计安装测试，但是实际上在现场又会以另外一种方式进行安装，或者安装的位置不同，或者是安装的工艺不好，这样安装的结果可能不会使得像自己预期那样。如果这个时候产生一些投诉，组建厂家是不会索赔的，因为没有按照它的使用说明书，或者按照当时进行测试、定型去进行安装。现在我们也出台一些标准，希望能够对这种安装方式、安装的位置等等都固定，减少因为安装问题产生的影响。预防措施是要有很好的载荷设计审核，设计院出来的设计图要再次审核它是否合理，还有一个是加强施工人员的培训，让它在施工的时候能够按照预期的状况进行施工，在进行竣工验收的时候，能够对整个电站的安装质量做全面的检查。

还有接地连接故障，我们发现有一些连接的方式做了接地样子但是没有产生接地的作用，这种从组建边框或者地线之间电阻过大没有起到接地的作用。比如这种是虚接的状态跟地离开的，这样会太升接触电阻过大。这个需要做的是施工的培训和验收的时候尽量多的进行检查，避免由于接地故障带来的影响。

还有一部分是关于线缆，目前大家不是很重视线缆，因为市民上有很多电力线缆，但是对于光伏来说，因为这些线缆长期暴露在空气之下，所以一般我们要求有很好的抗紫外的能力，如果不能紫外，时间长了线缆容易老化，这样带电部分会暴露在外。还有一个是，我前两天看一些消息说有些地方用牛羊到电站吃草，说是可以顺带除草的情况下保证电站能够稳定发电，但实际上动物对电缆的撕咬远大于找一堆牛羊到电站里面，我们需要做的是给所有暴露在外面的电缆有串管，还有要有抗紫外的线缆。国际组织IEC是关于线缆方面有光伏线缆的标准，要按照这个标准去做一些运行。

这个图已经比较早的了，现在再去西部或者中东部地区应该会好很多，原先是里面部线非常混乱，导致直流拉回的状况，再有一个防护不到位，原来是防尘防水等级比较高的箱，没有达到很好的防护效果，所以里面有很多尘土，这些尘土也会导致有电器短路的风险。还有一个是不利于维护，比如线接的非常混乱，要找哪一串有问题是非常困难的，目前国内比较大型电站做的相对比较好，都挂了一些名牌便于查找。

组建方面的问题航油冰雹方面，导致组建在应用过程中出现一定的破损，这样就带来火灾的隐患或者触电的风电，或者功率下滑超过开始设计的预期，可能的原因除了外力的冲击以外，还有跟使用材料的组建有关，在运输过程中撞击，安装过程中粗暴的行为，甚至有局部的高温，比如是某个里面电池片坏了，有局部高温最后导致炸裂等等，这种情况都有。所以我们目前建议要有一些相应的测试来说明这种方式是可行的，再有一个加强来料检验，做这个组建之前进料检验。文明施工这个也很重要，这个在中东部好一些，但是在西部能找到人做就已经很不容易了，去年我做过一个项目，在组建出厂的时候是100%通过许多一条隐列，但是到当地抽10%了，再拆下来再抽又有百分之几，所以这种损失可能在前期没有想象到的，可能表现最开始的功率衰减并没有想象的那么大，但是长期的使用之后会带来很大的衰减，所以文明施工、文明运输也是很关键的。还有要做定期的维护检查。刚才我们看上去没有什么问题，这个部分有外部撞击，实际上拍图片就已经出现了过热的行为。这个是刚才介绍关于涉及施工主动的和被迫带来的问题。

在零部件方面，我个人认为问题更细节。大家现在知道采购要找一个认证过的，其实在招标文件里都有写，但是这是我们实际现场的例子，我们认证材料的清单是这样的，同样是这个型号，但是到现场看它生产或者运到现场实际检查又成这样的情况，哪家我也不说了，各家都可以做出很好的认证产品，基本上现在所有国内的厂家只要精心做，质量都是可以的，但是是不是真的运到现场，或者真的使用在电站上是可以的是另外一回事，所以关键设备的采购，不仅要重视认证材料清单，而且要重视认证材料和现场实际使用材料之间的差异。为了取得认证证书，会需要非常精心做各种部件的采购才能够通过某一个标准的测试以及工厂的确认。但是在实际生产过程中，可能大家作为投资者会跟他讨价还价，一分钱一分货是这样的，如果压的太低了没有利润，一定会考虑另外一种解决方案。

在实际生产过程中，除了刚才我说的关键器件的变化，还有原材料的存储，在使用这些材料上是不是有一些更换，或者是这个材料存在一些过期或者保存不当的情况。假如没有进行来料检或者保存环境不当，仍然是原材料但是生产出来的东西就达不到我们的预期。生产过程也是一样，生产过程中没有根据要求进行合适的点检或者中检，这样对变更过的材料来说组成的产品可能会有一定的隐患在里面。

刚才说的是一些主动的，作为投资者可以前期主动了解或者改善，除此之外还有很多的问题可能是需要预防的，比如安全性，某些部分不断发热会引起材料的分层，原本很好的绝缘的效果就丧失了最后有触电的风险，有着火的风险，尤其在屋顶之上，所以我们要做的是需要加强对供应商的管理，包括一些测试的手段来监督，还有是加强到货检验和现场的抽检，以及对包装和运输方式要有确认，说明这种包装运输是可以达到要求的，再有一个是文明施工。或者这个图片，本来包装很好到现场，但是由于某种原因没有马上包装，或者散落在现场，长期的暴露对产品也是有不良的影响。

接着刚才的破碎的电池片，比如这块是有一个裂纹，为什么电池片碎的这么厉害，也是跟厂家逐步降低成本有密切的关系，当然另外一个关系是它的技术提高了，原先我最早做电池片是380到450，现在大概是180到220，这样产品变得非常薄，整体下来抗震效果变得不好，比如有一个厂家在出厂拍了一个图片组建很良好，但是使用一年以后表面出现很多蜗牛纹，反馈到我们这，我说再拍一张图片，一年以后是这样的，所有外面蜗牛纹和里面的不是一一对应的，但肉眼一年以后可以表面有一些花纹的时候，实际上已经产生非常大的问题，所以这个不能说组建厂家的问题，应该是整体的问题，因为大家都在提高自己那部分的技术，但是大家没有考虑这部分在整体系统里什么样的。

这个是我们当时在东部做的项目，当时有一个投资者打算投资已经建成三个月的电站，但是对他的产品不确定，后来找到我们，因为那个项目靠近水塘，可能需要考虑有没有随着电压衰减的情况，我们可以看到现在出口到日本或者东南亚地区，凡是沿海地区大家对抗PID想法很强烈，当时所有安装现场产品认为是合格的，但是有没有考虑在特殊应用场地的状况，所以我们现场抽了一些样品一共12个，回到实验室进行测试，这12个样品做了96个小时，这两个样品做了192个小时，可以看见仅仅在实验室做96个小时的样品，我不知道他们的材料是什么样的，可以看到跟名牌标升功率也没有达到，差的最远的90%都已经衰减没的，所以当时做完那个项目我没有问那个投资者有没有砸钱进去，但是我想他一定有自己的判断，我们做这个电站最初设计的时候，没有考虑特殊应用地点实际的状况，买的是合格的产品，那这个合格的产品并不适合在这个地方使用。

这仍旧是一个PID状况，边缘的电池片在试验后都已经发黑，整个功率衰减达到30%多，这个PID三高地区一定要进行考虑，如果双波组建要有考虑，但是会带来其他问题，比如实际应用过程中破损率很，而且安装方式是导致破损率比较高的原因等等，还有后面我也有图片，散热角度来说，双波组建不入背板组建良好，这样发电量会有影响。同样也是采购过程中没有考虑到的，如果是在沿海地区做的话，要考虑到盐雾腐蚀的影响，容易发生生锈等等，并且使运维成本增高，我这里放图纸是组建的，如果是汇流箱整个铜牌会长满绿朽，所以这个产品可能是合格产品，也有很好的公司进行测试认证，但是是不是真的适合于这个地区，是要在我们采购过程中需要考虑的。

还有一部分是电器选型，比如关键器件，这些器件进行相关测试，但是在设计的考虑的时候是否适合，比如这个是200A是不适合应用的，那它用了以后会导致也一些跳闸、电气火灾风险，或者增加其他运营成本，这些实际上IEC也有相关标准进行定型的测试，我们需要做的是在最开始的时候，要选择适合当地使用的电气零部件。

在运维方面也是一样，我个人觉得分布式会有更大的问题在运维方面，比如这是在西部的，这样落的灰尘的组建基本输出功率会降低6%到10%，所以我们提高一个组建的输出功率或者是要求很多线损。

但是仅仅是因为运营维护过程中清理灰尘不合格，频率不够等等，都会导致输出功率衰降是低于设计，我们要在运营维护过程中有定期清理灰尘对频率的要求，对现场人员有加强培训和检查，并且优先考虑倾角（音）安装减缓落灰的影响，还有像是不是有预留运维清洁的通道，或者一些赃物，这些赃物看起来是比较小的，但是我们拍的图片赃物点都有过热的状况，假如只是用十天八天没有问题，但是如果长期适用这个地方一定会慢慢出现分层然后过热，然后再带来其他安全的隐患，还有这个是没有摘护角，我们当时去电站发现这一串少了6伏，一查就是这个问题，所以如果拍图片可以看到这个地方是长期处于过热状态，如果环境温度长期处于这样的话，很容易造成分层，或者绝缘效果特别差，所以这些也需要我们在施工以后清楚所有可能造成遮挡的物件，并且定期进行检查，这是我们给所有运维公司建议的，定期进行红外的检查，包括电流的排查，对运维人员做良好的培训。

这个图片是我在日本的电站拍的，当时这个电站仅仅发电6个月功率衰减20%，这样如果长期有草在里面生长散热不好，基本上随着温度的升高，每升高一度功率下降0.4。还有比如像接线盒故障，里面所有接线盒都爆裂，爆裂以后导致功率的衰减，或者是现场配的监控系统，基本上没有合格的，所以如果这样的状况做前年评价数据没有办法用，所以更多是我们自己带设备测，但是那仅对我们那几天测试的，不代表全年的状况，所以对大家带来投资的分析带来很大的误差。

综合隐患我个人觉得最大的是安全，可能触电可能火灾，这边有很多类似的图片，包括我们在法国的一个电站都烧完了才发现因为是无人职守的，所以如果我们在建筑物上尤其在中东部用一定要考虑安全隐患，可以不发电但是不要带来任何人身的伤害或者其他财产的损失。实际上做的服务上面，目前需要的是这几个部分，关于生产过程的供应链监控、关于交易的尽职调查，还有是全过程，基本是这几部分。

我们设计的标准这是最技术的标准，其实还有很多根据当地法律法规、电器安全要求设立的标准，但是基础就是这些，我们会进行一些考虑，包括比如在国内交易，我们要考虑国内的一些技术法律法规的要求，我们会对电站进行评价，设不同级别，建议什么样的电站是持有的时候会相对风险比较小，什么样的电站持有的时候投资比较低，也要考虑它的缺陷带来的长期可靠性是否合适。基本深认为这三部分，一个是技术合规的风险是不是足够考虑到，还有是法律法规和财务的这部分不在我们讨论之列，找其他的法律合规部门做。还有一个是安全，这个涉及到投资是不是可以收回的问题，不是投资收益大小的问题。第三部分是性能风险，投资原本几年打算收回，现在由于性能上考虑不足，是不是延长投资回收期，基本是三部分涉及不同的权重考虑这个电站是不是值得拥有。

在供应链涉及到这些部分，同源头控制关键部委的风险。有全过程从生命最开始设计方面一直到运营方面，从结果控制结果转向控制过程，这个为整体的持有带来一定好处，我们在设计阶段，包括招标运维阶段一直到最后项目调试阶段，最后并网运行都要同时跟他们做。基本上就是这些内容，大家投资的汇报是一方面，还有一个是要关注安全，谢谢。

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