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模块功率输出失真度上升

2024-11-05 15:18

自 2023 年 9 月以来,太阳能电池组件的价格迅速下跌。在欧洲,主流太阳能电池组件的价格在 2023 年 12 月达到约 0.14 欧元(0.23 美元)/瓦发电容量,而当年年初约为 0.30 欧元/瓦。2024 年,价格只会继续下跌,包括性能最高的产品。

尽管呈下降趋势,但这些数字仍代表着可观的营业额。仅在德国,假设平均价值为 0.24 欧元/瓦,2023 年批发商向终端客户出售的太阳能组件价值为 36 亿欧元,包括其加价。这导致全国范围内安装了近 15 吉瓦的太阳能发电容量。

在审查德国弗莱堡弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (ISE) 的 CalLab PV Modules 的统计评估时,应该考虑到这一高容量和高收入,以及德国在 2023 年占全球太阳能市场的近 4% 的事实。由此产生的文件“光伏组件的标称功率与校准实验室测量的功率相比:标称功率是否呈过高趋势?” 清楚地表明,组件铭牌上标明的功率规格往往过高。

弗劳恩霍夫 ISE 组件特性和可靠性部门负责人兼测试和校准实验室经理 Daniel Philipp 与他的同事 Martin Kaiser 和 Ulli Kräling 分析了自 2012 年以来进行的约 68,500 次组件功率测量。研究人员仔细删除了可能扭曲结果的数据。例如,他们排除了序列号未知的组件和对同一样品的多次测量,例如来自老化测试的测量。仅包括带有晶体硅太阳能电池的组件,剩下 6,349 个数据点。

结果显示,从 2012 年到 2016 年,报告的标称输出与弗劳恩霍夫 ISE 确定的结果之间确实存在差异,但平均差异不到 1%。2016 年,制造商指定的功率输出与弗劳恩霍夫 ISE 测量的输出之间的平均偏差为 0.4%。从那时起,偏差率增长了 1.8 个百分点。2023 年,平均偏差为 2.2%。事实上,80% 的评估数据点都在高达 4% 左右的负偏差范围内。正偏差(即 ISE 测量的功率高于计算值)在 2023 年几乎不存在,尽管在过去很常见(见下图)。换句话说,客户购买的相同标称功率会更少。

惊讶的询问

如果将这些结果应用于德国的太阳能组件销售,则意味着批发部门可能多付了约 8000 万至 1.4 亿欧元。就全球市场而言,这将导致数十亿欧元的缺口。或者说是盈利——这是一个角度问题。

如果任何给定模块的额定输出比实际值高 2%,则意味着 400 W 模块为 8 W,600 W 模块为 12 W。

制造商通常以 5 W 的功率增量出售其产品,因为出于技术原因,不可能在批量生产中制造出输出功率完全相同的模块。这意味着它们在工厂中用太阳模拟器或闪光灯进行测量,然后根据瓦特输出分为相应的等级 - 例如,从 405 W 到 410 W,或 415 W 和 420 W 到 425 W。这里通常有一个正公差,至少对于知名制造商来说:对于声明为 400 W 的模块,必须测量 400 W 或更高。但是,如果偏差为 2% 或更多,模块就会滑入 405 W 甚至 410 W 类别。

可以说,过去一年太阳能电池板价格的大幅下降大大减少了实际测量错误的问题。然而,除了错误陈述输出是原则问题之外,太阳能安装商可能还面临问题。毕竟,他们经常为客户计算预期的太阳能产量,而这一计算的参考值是电池板的额定输出。在性能保证方面,太阳能安装商也是客户的第一选择。如果组件从一开始就比承诺的少 2% 到 4%,那么运行几年后进行的检查将导致更频繁的投诉。

大客户,尤其是大型太阳能项目的开发商,会定期进行自己的测试,并将随机样品送到弗劳恩霍夫 ISE 等测试实验室。Philipp 报告说,在 2024 年之前的几年里,当测试确定的值低于生产线上测量的值时,模块制造商经常会提出惊讶的询问。“在某些情况下,制造商显然没有意识到问题的严重程度,”他说。当然,制造商也会在测试实验室中检查自己的测量值,并在生产线上调整功率测量值。

客户竞争

这是故意忽视的问题吗?制造商可能已经意识到了这个问题。不同的实验室得出不同的结论这一事实一直是业内讨论的话题,至少是私下里讨论的。然而,一定程度的偏差是正常的。

即使是最好的太阳能模拟器也有一定的测量公差,还有其他细微之处可能导致结果出现偏差。CalLab PV Modules 是全球为数不多的太阳能模块校准实验室之一,它定期将其测量值与德国国家计量研究所 (PTB) 的测量值进行比较。这些比较以及偶尔与其他校准实验室的比较也揭示了差异。然而,这些差异始终远低于 1%,并且在负值和正值范围内显示出大致相等的偏差。

截至 2024 年,弗劳恩霍夫 ISE 进行的测量与制造商报告的额定功率之间的比较表明,功率输出数据的偏差明显且持续增加,可以追溯到几年前,并且始终为更负的值。

可能还有另一种解释:如果测试实验室记录的实际功率输出存在差异,太阳能制造商当然可以采取相应措施。如果制造商的组件在实验室 A 获得的证书为 500 W,但在实验室 B 获得的证书为 510 W,那么他们可能倾向于转向实验室 B — 尤其是当其竞争对手也这样做时。

制造商之间确实出现了反对的迹象。Philipp 表示,制造商越来越多地要求 Fraunhofer ISE 提供参考资料来检查结果。

即使较小的客户没有机会进行后续检查,这也表明趋势是朝着积极的方向发展的,因为如果模块制造商经常受到负面关注,消息就会传开。

菲利普表示:“我们将继续关注事态发展。”

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