近日,芮城縣政府發佈了“芮城光伏發電應用領跑基地運行監測月報”(原文鏈接:http://www.rcx.gov.cn/tjgg/33057.htm)。報告中,不同組件的衰減率數據廣受關注,已經被10家以上行業媒體轉發,總閱讀人數超過3萬人。然而,本文經過分析認爲,基於以下三個原因,報告中的數據在處理中可能存在一些問題,可作爲參考資料,但不應作爲判斷的重要依據:

1)數據是戶外測試數據,未說明樣本測試次數與偏差率;

戶外測試數據一般存在5%左右的誤差,一般可用多次測量的平均值減少誤差,如果多次測量結果的偏差率足夠低,也是可以採用的數據,但文中未對偏差率進行說明。如果組件衰減一共纔不到5%,5%的誤差可能比實際數據還大,結果參考意義不大;

2)數據未進行溫度校正。

由於不同組件間的溫度係數不同,在大幅高於STC中標準溫度的情況下,測試出的數據與實際情況誤差較大;報告中也對這一問題造成的結果不準確性進行了說明。

3)樣本數量和採樣率不明確,功率偏差對結果影響大。

由於組件與標稱功率相比,存在正負偏差。必須保證測試一定的樣本量,才能減少功率偏差造成的影響。但報告中並未明確樣本的採集比例。

作爲多個權威部門出具的權威報告,對數據的分析和論證應該更加嚴謹,不給讀者造成誤會,建議在以後的報告中增加以下說明:

1)測試條件,包括輻照度、溫度、入射角、風速;

2)根據組件功率的溫度係數,進行溫度校正;

3)說明每種組件測試樣本的採樣率和採樣量,每個樣本的測試次數及不同結果的相對標準偏差。

一、領跑者近期備受關注

領跑者基地近期備受關注,成爲行業熱點。

一是有傳言說,2019年將搞11GW領跑者項目(除了中國之外,世界裝機第二大國的年新增裝機也就11GW多一些)。粗略統計,16家以上行業媒體對這個消息進行了報道,但個人認爲可能性不大。

二是芮城領跑者基地10月份的單多晶衰減數據被10家以上行業媒體報道,僅“光伏資訊”一個不到24小時的閱讀人數就高達6000人以上。單、多晶企業以此爲論據繼續單多晶孰優孰劣的爭論。

二、單多晶爭論硝煙再起

單多晶孰優孰劣?不同企業都援引對自己有利的數據,爭論了快3年了!(2016年3月,本號就曾寫過《白貓、黑貓,抓住老鼠就是好貓! ——單晶硅VS多晶硅》)有很多人認爲,領跑者標準的制定,讓單晶更有競爭優勢,對多晶不公平。

因此,在2019年如此大規模的領跑者規模預期面前,第四批的相關工作即將開始,單、多晶企業吵的更兇,芮城領跑者運行月報這種權威報告中的衰減數據自然備受各方關注。然而,用這份報告來評價單多晶孰優孰劣是有失偏頗的。

1.測試結果非STC條件,無偏差率說明如前文所述,目前已經有超過10家媒體對該衰減數據進行報道,累計閱讀人數超過3萬人。然而,大家在報道的時候似乎都忽略了原報告中的一個重要說明:

*5.本報告依據組件在實際運行工況下的運行功率計算組件名義轉換效率和名義衰減率。由於實際運行工況下的環境條件與實驗室STC條件不一致,因此本報告計算的組件名義轉換效率、名義衰減率僅作爲組件戶外性能指標橫向比較使用,不用於光伏領跑基地考覈工作。

可見,該數據並不是在STC條件下測試,而是在戶外測試,然後根據相關公式推算獲得。目前即使採用最好的儀器,在戶外測試的誤差也會在5%左右,即準確數據爲測試數據±5%。之前曾調研過,甚至不同的實驗室同樣在STC條件下測試,結果都會存在一定的誤差。

一般可用多次測量的平均值減少誤差,如果多次測量結果的偏差率足夠低,也是可以採用的數據,但文中未對偏差率進行說明。由於組件衰減一共纔不到5%,誤差可能比實際數據還大,所以利用戶外測試校正後數據的準確度本身就是存在問題的,利用其做對比的意義不大。報告的完成單位,對報告中衰減率的準確性也是沒有信心的,所以才加了這樣一個說明。

更嚴謹的做法是,把長期運行的組件拆下來,在就近的實驗室裏,利用STC條件進行測試。然而,芮城基地附近並沒有具備STC條件的實驗室,每個月拆大量組件長途運輸送到外地實驗室的費用太高,而且可能運輸途中可能造成隱裂導致數據不準確。因此,現有的測試結果,只能僅供參考了!

2.未進行溫度校正,無採樣率說明到目前爲止,該報告一共公開了5期,分別是2018年6~10月。根據報告中的介紹,基地項目2017年9月併網,2018年6~10月應該是運行的第9~13月。根據5期運行報告,各組件的衰減效率如下表所示。

表:芮城基地不同組件不同月份的衰減率

說明:由於7月(第10個月)無清洗後衰減,所以採用了清洗前衰減數據;其他4個月均爲清洗後衰減。

按照常理,組件的衰減率應該是呈逐月增加的態勢。然而,從上表可以清楚看出,即使考慮7月爲異常數據,6、7、8月的平均衰減基本相同,10月份卻突然下降了!以其中三組數據(2組單晶、1組多晶)爲例進行說明。

圖:6~10月不同組件的衰減率

上述三組數據都顯示,運行時間長,衰減反而減少。造成這一結果的原因可能有兩個:

1)數據沒有進行溫度校正!

溫度是STC條件中關鍵參數之一。溫度升高,輸出功率降低。10月芮城基地白天平均溫度17℃,低於6~9月份。因此,10月份的數據會好看。

6月份的報告中明確說明:

6月份芮城當地氣溫偏高,較大程度上影響了組件輸出功率。不進行溫度修正的情況下,與實驗室標準測試條件下的組件衰減率檢測加過相比,實際工況下組件名義衰減率監測值一般偏高。

由於一般組件的溫度係數在0.4%/℃上下,不同組件存在一定差異。當達到戶外測試條件(輻照度≥700W/m2)時,電池片溫度可能在40℃以上,遠高於STC中的25℃。因此,不做溫度修正進行比較肯定是不科學的。

2)組件本身的功率偏差

組件存在正負偏差是常識。即標稱功率爲300W的組件,其實際功率可能是300±3W。

根據報告實證監測名義衰減率的計算方法如下:

實證監測名義衰減率=(組件初始功率-實證監測組件最大輸出功率)/組件初始功率×100%

公示中的組件初始功率,採用組件出廠功率,由組件廠商提供。

以標稱300W組件爲例,可能是303W,也可能是297W,但在報告的計算過程中,都是按照300W來考慮。如此,297W的組件,即使沒有衰減,用上述公示算出來也已經衰減了1%。

避免這一問題的方法是保證採樣率或樣本量。報告中並未涉及,測試樣本量的比例。如果樣本比例太低,就容易發生偶然性因素,正好選取正偏差樣本,測試衰減率結果大幅偏低;或正好選取負偏差樣本,測試衰減率結果大幅偏高。

三、結語與建議

1.結語以鑑衡認證中心秦主任的評論作爲結語。

這個測試結果嚴重缺乏科學精神。對測試方法、測試設備的精度和不確定度,分析過嗎?炒作這種誤差存在極大不確定性的數據,會誤導行業。若以此作爲依據,進行某些評判,更會貽笑大方。

1)以戶外組件功率測試結果,推算STC條件下的最大功率,不確定度很大,最差情況可能達到5%到10%左右。不確定度都已經超過3%,談誰家超過限值沒啥意義。

2)不同測試設備,測試結果存在誤差,使用不同設備測同一塊組件,結果都會不同。同一個設備,在不同時間,測試同一塊組件,結果也會不同。如果沒有先比對各測試條件下的差異,即使是用來進行企業之間的定性對比也沒有意義。以此評判優劣只會引發爭議,誤導消費者。

3)影響組件發電功率的因素:輻照強度,背板溫度,光譜,入射角度,組件匹配、逆變器跟蹤效率,六個因素互相影響,而且是非線性關係。我們在同一天的上午和下午,在輻照強度一樣,溫度一樣的條件下,同樣設備,測試同一塊組件,測試結果都不同。戶外非STC條件下測得的功率,即使用公式修正到STC條件,也存在很大不確定性。

2.建議領跑者基地的月度運行報告,作爲多個權威部門出具的權威報告,對數據的分析和論證應該更加嚴謹,不給讀者造成誤會,建議在以後的報告中增加以下說明:

智匯光伏王淑娟

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