警惕光伏组件两大隐形“杀手”

“双碳”目标与能源转型驱动下，光伏正由“辅助电源”加速迈向“主力电源”。在此过程中，高效电池技术被视为行业前进的关键引擎，光伏组件性能与质量亦成为行业关注的核心焦点。

伴随光伏应用场景不断延伸，外部因素正悄然成为组件寿命与长期可靠性的重大挑战。而这，也引起了头部组件企业与权威认证机构的高度关注。

12月8日，全球TIC巨头Kiwa集团旗下琦威检验认证（苏州）有限公司（简称“Kiwa PI China”），在江苏苏州为其全新升级的“Kiwa中国可再生能源TIC服务中心”举行了隆重的落成典礼。该中心的正式启用，不仅标志着Kiwa集团在华服务能级的全面升级，也预示着长三角乃至全国新能源产业将迎来更专业、更国际化的全链条检验检测认证服务。

值得关注的是，在这场落成典礼同期举办的行业论坛上，Kiwa PI China携手多家头部组件厂商，聚焦光伏组件长期可靠性与质量风控等焦点问题，展开了一场深度讨论。

发电量的“隐形杀手”

近两年，以TOPCon、BC、HJT、钙钛矿为主的N型技术已快速成为市场主流。但伴随N型组件的全面普及，其显著高于P型的紫外线辐照敏感度逐渐暴露，紫外线诱导衰减（UVID）问题随之凸显。

所谓紫外线诱导衰减（UVID），是指光伏组件在户外长期暴露于紫外线辐射后，出现的短期或者持续性的功率衰减现象。尽管该现象存在“部分可逆性”，但业内普遍共识是，在组件长达25年及以上的全生命周期中，这种衰减仍会对组件使用寿命，以及电站长期发电收益造成实质影响。

论坛现场，正泰新能CTO徐伟直言：“紫外线诱导衰减是电站业主、投资方以及组件企业共同关心的问题。目前正泰组件都进行了加严UVID测试，拥有抗紫外线衰减的领先解决方案。但接下来，行业将进入真正的卷高功率时代，TOPCon电池片尺寸将扩大到213.8-214mm，组件也将迈入‘四分片’时代，产品可靠性必然更加关键和重要。”

Kiwa PI China CTO恽旻博士对此观点表示认同，并进一步补充：“相较于电池组件效率的持续进阶，当前全球不同地区的买家更关心的是光伏组件的衰减状态，以及组件在真实电站场景中，经历长期光照、紫外线辐射和外部环境应力后的实际发电表现。”

然而，现行的IEC 61215标准对于光伏组件的紫外测试辐照量要求仅为15kWh/㎡，这一数值仅为组件户外首年紫外剂量的约1/5。这意味着，长期的紫外线老化效应可能在组件出厂认证阶段就被忽略，单纯的实验室测试数据也并不能完全匹配电站端的实际诉求。

为破解这一行业痛点，Kiwa PI China实验室构建了一套完整规范、可复现的UVID测试体系。通过精准控制紫外辐照强度、3%~7%的UVB占比、60±5℃的测试温度等关键参数，以确保所有测试基准统一、数据真实可比且可溯源。例如，温度是影响组件紫外老化进程的关键因素，Kiwa PI China采用组件表温、黑板温度、环境温度的三重温控模式，既还原了紫外线对于组件的单独影响，也复现了紫外线与温度联合作用的真实老化场景，保障了数据的真实性与严谨性，进而帮助设备商与电站业主优化产品设计、提升质量并降低投资风险。

据悉，新启用的“Kiwa中国可再生能源TIC服务中心”光伏实验室顶楼设有2500㎡的光伏电站户外实证。“不仅如此，Kiwa已经计划在全球范围内布设8-10个光伏电站实证试点，通过对不同经纬度、不同气候地区真实应用场景的长期监测，为组件可靠性评估提供更贴近实际应用的核心数据支撑。”恽旻说。

玻璃破损率居高不下

事实上，除了紫外线辐射、积灰、遮挡等不可控环境因素外，光伏组件玻璃在安装运维环节面临的物理损坏，同样不容小觑。

“近两年，在Kiwa PI China和欧洲团队受理的光伏检测委托中，仅因光伏玻璃破损问题发起的电站端检测案例就不少于15起。”恽旻指出，玻璃破损导致的发电量损失与收益缩水，正成为电站运营阶段的主要痛点之一。

2022年以来，双玻组件全球普及，叠加行业降本需求，光伏玻璃加速向大尺寸、薄片化方向迭代。而当2.0mm成为主流、1.6mm半钢化玻璃迈入试用阶段，厚度的持续减薄让光伏玻璃更加脆弱，对外部应力、环境温变的敏感度显著提升，破损概率随之走高。

据横店东磁组件研发部部长王国峰介绍，不少安装商和客户为确保双玻组件背面发电无遮挡，常采用“四点安装”方式。部分厂商虽通过IEC61215标准的静态与动态测试，验证了该安装方式的理论可靠性，但在实际项目中，组件长期经受风吹、震动等动态载荷持续作用，玻璃受力状态持续变化。减薄后的玻璃抗应力能力下降，“四点安装”会进一步加大外部应力，既提高了玻璃破损风险，也无法保障组件长期稳定运行，最终加剧电站损失。

针对这一问题，恽旻表示，Kiwa从认证角度提出了“摸底认证测试”设想。具体而言，一是在现有静载测试基础上，采用逐级叠加载荷的方式开展应力强化验证，如从5400帕起始，每隔10-20分钟增加200帕载荷，直至玻璃破损，以此探究组件玻璃抗应力极限值；二是升级动载测试，鉴于当前1000帕标准多数企业均易通过，所以可通过逐级增压方式探索更高压力值。

“摸底认证测试并非为了验证而验证，核心目的是精准摸清组件和玻璃在真实工况下的耐受能力，尽管不少企业内部开展过类似的摸底测试，但Kiwa更希望将该测试方法标准化，形成一套可供全行业参考、判断与分析的统一依据。”恽旻强调。

此外，他还表示，电站除草运维引发的玻璃破损是极易被忽略的风险点。Kiwa曾对5家主流光伏玻璃厂商2.0mm玻璃进行场站割草验证试验分析，结果显示，相同安装条件下，5家厂商的玻璃均出现了破裂点或裂纹。

“经过大量反复的验证试验，我们确定割草机石子打击造成的破损，与玻璃品牌、生产工艺均无关联，仅与组件安装的角度和高度相关。”据恽旻介绍，当组件安装角度为0°和55°时，玻璃破损发生概率与破损点尺寸大小，远小于组件安装角度为23°、45°（多数地区常用安装角度）的情况；组件安装高度在1.5米及以下时，均会发生玻璃破损事件。

在割草机与场站环境方面，无论割草机类型如何，只要割草时距离组件中心在2.5米以内时，均会出现玻璃破损情况；且除草距离与破损程度成正相关，即除草距离越远，破损点出现概率及尺寸越小。同时，当地面砂石尺寸在2-6mm时，玻璃破损概率较大，尺寸小于2mm时，概率则会显著降低。

“这项验证试验虽然耗时久、聚焦度高，但却极具行业价值，既能帮助组件厂商与电站业主厘清责任边界，更能为运维服务商和业主提供精准的运维指导，提前制定合理运维方案，有效规避损失。”恽旻说。

在恽旻看来，光伏组件的质量及可靠性保障是贯穿产品设计、生产、施工及运维的全链条系统工程，单一环节优化无法根治问题。未来，行业需要构建起全链条质量管控体系，这需要企业、认证机构、电站业主协同联动。Kiwa愿以全球化的技术视野与服务能力，成为多方合作纽带，推动各方凝聚共识、协同发力，为光伏产业的高质量发展筑牢质量根基。