晶科能源集团副总裁 金浩
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今天给大家做一个关于IEC标准的介绍。标准其实有很多的分类,各行各业的标准分类都不太一样。像光伏行业来讲,也有很多类型的标准,比如说分成国际标准、国内标准。在国内的标准有很多,包括企标、团标。但是我们在用得比较多的,像在产品方面,IEC的标准比较多,在设备、检测等方面,像3D标准引用的非常多。
下面讲一下几个方面的情况。
第一个是IEC。大家一直在讲IEC标准,IEC标准下面有很多的组织,其实跟光伏比较相关的是TC82,光伏能源系统标准化技术会,这边负责将太阳能转化为电能的光伏系统及整个光伏能源系统中所有元件的国际标准,而这个标准里面下设了很多的组织,包括术语、光伏组件、光伏系统、平衡系统部件、聚光光伏组件、光复电池、农村电气化。而IEC标准一共有92项,新增标准38项,严格来讲是65项。中国主导的6项国际标准提案,在座很多专家也参与在内。在IEC/TC825月份会议上刘主任带队参与到不同的组织讨论当中,也是为制定标准做了很多的努力和贡献。
从我的角度看标准,标准到底是怎么回事?大家现在有没有觉得,在生活层面,被很多的问题所困扰,主要的问题比如我出差,忘了带充电器,我的手机没有电,我想找别人借一个充电器的时候,别人会问你很多的问题,到底是苹果还是安卓手机,安卓系统到底是哪一个,即便是华为的,也要问你是不是最新款的,圆口还是方口的,它就涉及到一个什么问题呢?那我们不同的这样一个产品,即便是同样的一个产品,它所用的这样的一个标准不统一,并不是同样的一个标准、规格,到哪里都可以用上,这个就是标准最为简单的例子。这个标准存在于我们生活方方面面,比如说安全方面的标准、防火方面的标准、检测方面的标准,在方方面面都存在。人家说没有规矩不成方圆,我们现在很多学生是在学校里学习成长,我们在学校里更多的是立规矩做标准,而做标准也在不同的行业和领域给大家立行业的规矩。
光伏这个领域相对来讲是一个比较新的领域,为什么这么讲呢?因为光伏真正大的发展,进入商业化应该是在施正荣,施博士进入到中国才开始的,从那时到现在,不过十几年这样的一个光景,而每一项标准的产生都需要2-3年,甚至更长的时间产生,所以对于一个比较新的时代,而且产品又发展的很快,标准的速度往往会显得跟不上。
另外一点,在座的很多都是研究领域的同仁,我们在制造、产品、商业化应用方面是冲在最前面的,光伏领域的各个厂家把产品做得很好,卖得很好,从世界上的碌碌无为的国家变成制造大国,变成一个应用的大国,甚至变到了现在技术的大国,我们在标准方面是一个什么样的概念呢?刚才我们这张图就已经给大家讲述了。
光伏这个领域里面,我们参与标准制定还不是很全面,在IEC里面来讲,标准相对是比较少的,不是很全面的。但是实际上在研的标准,包括已经制定的标准,已经有上百项。而且存在什么样的问题?并不是一个真正的应用,并不是一个真正去制造的人在做标准,他们做到这样一个标准,使我们应用,使我们制造,这样会不会很方便,会不会有些麻烦呢?当然是一样的。所以中国往是需要从一个制造的大国,变到一个应用的大国,有可能是先从应用的大国变到制造的大国,最后变成技术的强国,最后在标准上往前再走一步,为什么会这样?是因为四个东西被对经济利益的贡献,对经济价值的关系的不同带来的。
在IEC下设很多的分支机构,挂了很多的组织,包括术语、组件等各种组织,但这些方面的专家、召集人、领头人,都是国外的企业、研究机构,这样的情况来讲,我们是一个制造的大国、技术的大国,在几年前IEC组织也是在里面下设了一个光伏电池的机构,当然这个过程比较曲折和复杂。可能是因为某一项标准设定了一个机构,把电池单独的拿出来了,而在电池这个领域,目前参与的人和制造领域里面专家也是来自世界各地,但是中国的企业和中国的研究机构参与度非常得高。
作为光伏领域,大家都知道我们最终系统的组成部分主要是组件还有BOS,对于组件来讲,它的技术含量最高的部分是电池,而对于电池来讲技术原料是硅片,所以我们在IEC组件领域早有这样一个研究的分支,组件下面到电池来讲,我们也是下设了这一个组织,就是电池标准的组织。而在这个组织里面,我们上一次在日本奈良会议也参加了各种各样标准的讨论,在每项标准、在技术环节上,大家有兴趣可以去看一下。
另外一个是在美国有一个PVQAT的组织,他们为IEC标准提供了一个讨论和沟通的平台,我们通过PVQAT机构组织更多国内、国外的交流活动,制定标准草案,这是大家的工作。
刚才在讲到了TC82,讲到了对光伏的标准。下面讲的是电池的WG8、电池的工作机制,在电池的工作组里面来讲它有哪些标准或者有哪些标准预研,给大家相对的展示了一下。在2016年之前组里的标准只有一项,RD标准。而现在通过大家共同的努力,发展的速度是比较快的,目前组里面在讨论的标准有6项,而预研的标准有4项。
我们分别看一下这些标准。第一项是晶体硅太阳电池初始光衰,衰减检测方法的标准,电池发电有一个问题,它的寿命是25年,可能对材料的质保只有10年,对产品的质保是25年,为什么是这样呢?因为电池是存在初始衰减的,包括组件材料存在老化的衰减。我们看到电池的初始衰减是因为光造成的,因为电池体内某些缺陷和光的化合作用形成了衰减,导致了光的衰减。我们主要看一下光衰减的测量方法。目前这个组里已经有很多的专家,包括国内的29名专家,来自于各个研究机构、企业也,包括国际的各个方面的专家。
在这样一个标准的体系下做电池RD标准,我们怎么测量和模拟呢?标准应该分很多类,也对产品规范的标准,也对使用规范的标准,当然也有测量的标准,你怎么能保证得到一个稳定的结果呢?我们控制模拟光源在1000W/平方米,温度控制在60摄氏度,以及实验的判断条件,使得同样一片电池的测量在0.5%以内的时候,我们就认定它其实是可以的。如果还没有截止,达到20千瓦的时候,还没有达到上限条件的,就停止实验,在报道中如实记录。
我们看一下,这样的一个标准最终得到一个什么样的输出?我们就是把各个厂家电池片放到了这样一个测试箱里,我们选择了20片,而把20片通过这样的一个初始双衰的控制过程去检测,每一片开始的时候电流,以及初始时候的效率,以及最终的电流效率,形成这样的柱状图,这个柱状图对我们企业来讲,对我们的研究、制造有什么样的意义呢?我们知道初始的时候都是一样的,因为我们是从同一个里面选出目的。而最终效率是各式各样的,我们可以通过最终的效率分布,最终衰减之后是比较齐的,都衰减到一个水平的?还是有高有低?去判断这个厂家电池片的质量,如果厂家A电池衰减,衰减之后相对都比较平,只是衰减幅度比较低,而大家衰减的幅度都比较一致,我们认为这种电池的一致性比较好,电池的一致性比较好可以带来什么呢?可以带来我们组件在经过衰减之后一致性比较高,可以避免热斑等组件的问题,这个是标准最主要的应用和最主要的意义所有在。
目前电池的标准以后进入到国际,得到了国际专家的肯定,目前的反馈基本是比较正向的反馈。具体在今年到明年会有一个正式的发布。除了这样电池的标准,其他各方面的标准也给大家介绍一下,像晶体硅电池测试方法,是英利和宋博士的团队提出来的,目前也得到了国际专家的认同,正在进一步的推进。这个标准主要的思路是过程控制,在电池制造的过程控制中通过测量得到一个数值,对企业过程控制里面是非常有意义的标准。
目前天合在牵头进行的一个标准是公司在太阳能电池效率,准确测量电池效率方面的标准。大家知道测量电池效率最为方便、最为准确的方法是稳态光源。但是在实验室、在生产车间没有那么多稳态光源,或者也不支持对一片电池片那么长时间测量的时候,当电池的电容比较高的时候就存在电容效应,我这边谈到了这样一个图,当你的扫描时间不一致的时候,当你扫描两面相反的时候,会出现电容效应,会出现各种问题,尤其对高效电池尤为明显,而针对这样一个情况,目前天合在牵头制定和修改这个方面的标准,以及把这样的修改纳入到IEC的体系当中。
另外晶科现在也在牵头做一个UV方面对电池效率衰减的工作。我们知道UV对组件是一定影响的,对电池也是有影响,我们通过这张图可以看到,在初始的时候,在UV剂量比较低的时候,电池效率保持了一定的比例,随着UV剂量上升,电池效率在衰减,直到达到一定的效率,而我们知道在太阳能应用领域来讲,UV的含量是蛮高的,所以对于UV对电池影响这方面的判断也是尤为重要的一项标准。
另外是我们的太阳能电池硅片规范方面,现在协鑫的万博士在主导这方面的标准,我们知道各个产品尺寸是有一定标准和规范的,但是我们制造电池需要硅片,如果一个厂家要这样的一个型号,另外一个厂家要另外一个型号,它的尺寸变化很大的话,这样会对硅片厂家造成很多的不方便和误解,所以专家们都认可对制造太阳能电池所用硅片的规范进行标准化。
硅片体系的初步分类,这里我就不详细讲了,这个标准也需要细分到每一个领域里去进行一个准确的定制。
另外一个方面是我们合作的标准,是在TC82WP2提出的双面标准,我们知道它是一个新的产品,如果是一个新的产品,但是我们要去制造、应用,如何去测评它,如何给生产厂家给一个准确的数据,如何给应用的客户一个准确的信息,这个方面是在标准里得到体现。
另外目前在PVQAT领域的标准即将进入到IEC领域,即将进入到TC82的领域,这样一个过程有很多项目,包括我们带乐叶在主导晶体硅光伏电池缺陷检测电致发光法EL的标准,这是很有意思的标准,为什么呢?因为电致发光的标准,在组件方面正在研究,也将成为标准,但是组件方面一直不认为电池应该做这样的标准,但是在奈良会议通过讨论之后,我们认为要控制好组件里面电池片的质量,控制好组件EL的尺度,最主要的方面就是在电池方面控制,现在电池的EL越来越普遍,越来越被大家所接受、利用,这个方面是由我们乐叶牵头在制定。另外英利牵头制定晶体硅太阳能电池弱光环条件下电性能测试,我们这边的UV刚才讲过了。TUV讲的是体系认证,以及双面的标准在国内的应用、电池方面的应用,中科院6所李老师在共同推进和制定。
最后一个环节,给大家讲一下我们建了PVQAT,通过这个平台进行讨论,推动的成果推荐给IEC标准委员会,下次会议9月21日将在无锡举办,欢迎大家来参加。
目前在PVQAT里面参与人也是来自行业的各个企业,各个研究机构,各个第三方的单位,包括台湾,甚至包括很多第三方的专家,在此给大家做一个展示,我们也希望通过行业的大的融合,真正推动标准的应用的发展。
在中国专家在IEC担任的角色里面,着重介绍一下刘正新刘博士,他担任IEC标准委员会秘书处副主席的职位,是中国企业一个领头羊的职位,希望大家能够支持他的工作,谢谢大家。