光伏技術(shù)與光伏產(chǎn)業(yè)，孰輕孰重？

■ 張帥杰

在本文開始前，我必須先感謝《太陽能》雜志能夠提供這個(gè)平臺(tái)，讓我可以把我的所感所想傳達(dá)給國內(nèi)致力于光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)及組件和逆變器研發(fā)的同行們。作為一名澳大利亞的光伏工程師，所有和光伏有關(guān)的工程技術(shù)問題都在我的職責(zé)范圍內(nèi)。由于中國光伏產(chǎn)品在澳大利亞市場(chǎng)所占的巨大份額，以及越來越多的中國光伏公司進(jìn)駐澳大利亞，我得以接觸到更多中國制造的組件和逆變器信息，同時(shí)參與到產(chǎn)品測(cè)試和技術(shù)支持的活動(dòng)中。另外，因?yàn)椴欢ㄆ趨⒓诱M織的技術(shù)研討交流會(huì)，以及公司合作伙伴舉辦的產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，讓我對(duì)澳洲和歐美的光伏產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域也了解一二。

我希望可以在我有限的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)，通過這個(gè)專欄，把一些個(gè)人認(rèn)為有參考價(jià)值的西方光伏工程設(shè)計(jì)理念以及最新的產(chǎn)品技術(shù)信息，通過文字誠懇、務(wù)實(shí)地介紹給大家，以供參考。如有不當(dāng)之處，敬請(qǐng)見諒。根據(jù)個(gè)人觀點(diǎn)，本文籠統(tǒng)對(duì)中國光伏工程技術(shù)理念目前存在的、并需要引起重視的幾個(gè)隱患進(jìn)行分析。

光伏技術(shù)之于光伏產(chǎn)業(yè)，孰輕孰重？其實(shí)在其他傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域里，這已然是個(gè)顯而易見的問題。可對(duì)于光伏這個(gè)相對(duì)新興的國際技術(shù)產(chǎn)業(yè)，結(jié)合中國國情后，這個(gè)問題就變成了“先有雞還是先有蛋”的兩難問題。技術(shù)的革新可全面、有效地帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，降低成本，增加利潤。然而，目前全球光伏產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一個(gè)特殊的“斷奶”期，無論“奶媽”是政府還是市場(chǎng)。中國的光伏大環(huán)境更加跌宕：沒有資金支持技術(shù)的發(fā)展，而沒有技術(shù)支持的產(chǎn)品又缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。多少公司都在期盼2006年的光伏熱潮重新回暖，卻在無盡的期望中資不抵債、艱難度日。中國曾經(jīng)有過極好的革新機(jī)遇，可惜最終大多數(shù)都轉(zhuǎn)化成了最大化的利潤而不是產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量的提升。

時(shí)至今日，在我接觸的逆變器中，在澳洲的中國品牌依然占領(lǐng)最高的故障率和返修率。在我眼里，我國目前外銷產(chǎn)品的技術(shù)和質(zhì)量相較于我國的光伏產(chǎn)業(yè)依然存在嚴(yán)重的不平衡以及越發(fā)畸形的發(fā)展(一個(gè)小小的繼電器的開關(guān)質(zhì)量，曾經(jīng)是多少逆變器制造商的噩夢(mèng)，這里我們就心照不宣不再爆料了)。無法合理的平衡技術(shù)、質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)模式的發(fā)展，將會(huì)是中國光伏產(chǎn)業(yè)最大的隱患。此癥淡季是小疾，旺季就是災(zāi)難。一旦失去產(chǎn)品的公信力，整個(gè)行業(yè)可能丟失的不僅僅是一個(gè)國家的市場(chǎng)，而是一片領(lǐng)域。

技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展首先需要專業(yè)的人才資源支持，而專業(yè)人才的缺失是產(chǎn)業(yè)的第二個(gè)隱患。其實(shí)我們不缺專業(yè)的技術(shù)員，但是非常缺少專業(yè)的工程師。以逆變器為例，技術(shù)員可熟練地拆卸PCB，以及手動(dòng)或操作機(jī)器組裝或更換上面的元件，高級(jí)的技術(shù)員還明白每個(gè)或部分元件在整個(gè)PCB起到的作用。但是控制板怎么編程、MPPT的算法怎么編寫、全橋半橋切換時(shí)間差如何調(diào)控，以及整個(gè)機(jī)器的安全保護(hù)設(shè)計(jì)，這些都要由工程師團(tuán)隊(duì)來完成。

近兩年在澳大利亞清潔能源周(Clean Energy Week)展會(huì)上，我結(jié)識(shí)了諸多業(yè)內(nèi)的中國工程師，職位各不相同，有銷售工程師、市場(chǎng)工程師、首席工程師等。遺憾的是，沒有見到一個(gè)產(chǎn)品工程師或研發(fā)工程師。展會(huì)不僅是一個(gè)產(chǎn)品交流的平臺(tái)，其實(shí)更是一個(gè)技術(shù)溝通的匯集，我個(gè)人認(rèn)為這對(duì)于技術(shù)視野和設(shè)計(jì)理念的提升都是一個(gè)舉足輕重的機(jī)會(huì)。老總們請(qǐng)不要拿“我們這些銷售也都是技術(shù)專家”這類話來托詞，術(shù)業(yè)有專攻，隔行如隔山，聊幾句其實(shí)心里就跟明鏡一樣。當(dāng)然也有特例，這次有幸和陽光電源的副總同時(shí)也是高級(jí)工程師，以及他們的客服總監(jiān)進(jìn)行了一次徹底的談話并共進(jìn)晚餐，誠懇地交換了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念和科技信息，讓我不單單對(duì)他們的品牌，更對(duì)國內(nèi)逆變器以及光伏系統(tǒng)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

總之，對(duì)于專業(yè)人才的不重視，會(huì)導(dǎo)致光伏產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不可估計(jì)的下降，同時(shí)，中國光伏產(chǎn)業(yè)會(huì)和西方平均水平進(jìn)一步拉開差距。澳洲的系統(tǒng)工程師們?cè)猿埃杭惺诫娬窘ㄔO(shè)，我們安裝水平比歐洲落后5年；分布式系統(tǒng)的調(diào)控能力，我們的電站比美國又落后5年。如果我們還不能提升系統(tǒng)發(fā)電質(zhì)量的話，我們的國際技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力還在哪里？所以，澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于光伏方面的所有要求，無論是對(duì)系統(tǒng)、組件還是逆變器，占比最大的是安全，其次就是電功質(zhì)量。這也是澳大利亞擅長家庭分布式小型系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的原因。澳洲的安裝工人都要進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)，所看到的澳洲屋頂安裝工基本上每人都是澳洲清潔能源委員會(huì)(Clean Energy Council)認(rèn)證的雙料設(shè)計(jì)師和安裝師。我國的分布式光伏發(fā)電還沒有普及，之前建的大小項(xiàng)目已出現(xiàn)相當(dāng)多的問題，行業(yè)的專業(yè)度不夠是原因之一。如果現(xiàn)在還未意識(shí)到潛在的嚴(yán)重性，那么，將來不僅是“外患”，還有“內(nèi)憂”。

第三個(gè)隱患存在于產(chǎn)品工程理念之中，可精簡(jiǎn)為“設(shè)計(jì)不專業(yè)、技術(shù)不獨(dú)立、產(chǎn)品不穩(wěn)定”。組件的前景在于高效率和低成本，精髓在于低光高溫以及長久使用時(shí)的發(fā)電穩(wěn)定性。中國的組件在低價(jià)上有著獨(dú)特的天賦，尤其是在減少邊框密度含量以及封面玻璃厚度等來降低成本這些小細(xì)節(jié)，著實(shí)讓人驚訝，姑且不論好與不好，至少表明我們?cè)谒伎肌？墒墙M件的穩(wěn)定性卻不盡人意。在公司的屋頂測(cè)試系統(tǒng)中，有2kW的日本Kyocera和中國某品牌系統(tǒng)，僅6個(gè)月的測(cè)試，對(duì)比發(fā)電量就相差了25%。差在哪了？當(dāng)我們從年發(fā)電量曲線一直對(duì)比到小時(shí)發(fā)電量柱狀圖，發(fā)現(xiàn)差的就是低光和高溫這部分。至于相差原因的分析，我認(rèn)為組件專家更有發(fā)言權(quán)。這僅是2kW，想象一下，如果是200kW、2MW的項(xiàng)目會(huì)差多少發(fā)電量；如果兩個(gè)系統(tǒng)并網(wǎng)，輸出功率因數(shù)在特定時(shí)段也會(huì)嚴(yán)重不匹配，這種質(zhì)量的電，電網(wǎng)是非常頭疼也不愿意要的。分析師說過，區(qū)域內(nèi)超過30%系統(tǒng)容量的光伏系統(tǒng)是需申請(qǐng)或不允許并網(wǎng)的，其實(shí)根本原因就在于此。

對(duì)于逆變器領(lǐng)域，單拿MPPT為例。在MPPT中對(duì)專業(yè)的定義，不僅是明白升壓/降壓轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及參數(shù)信息，更需要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況設(shè)計(jì)出正確的分析邏輯。目前國內(nèi)逆變器測(cè)試系統(tǒng)和設(shè)計(jì)模式存在很嚴(yán)重的問題。在過去半年內(nèi)，我們團(tuán)隊(duì)測(cè)試了5家國內(nèi)品牌的逆變器，其中2臺(tái)是澳洲當(dāng)?shù)刂放频男聶C(jī)型，3臺(tái)是準(zhǔn)備打入澳洲市場(chǎng)的新品牌。在模擬完美晴天的條件下，5臺(tái)機(jī)器MPPT的追蹤效率都在98%～100%；然而當(dāng)開始模擬實(shí)際天氣情況，在有云層干擾的情況下，5臺(tái)機(jī)器MPPT追蹤效率跳水式下降，最低的是35.49%，最好的是67.13%。而相同條件下，Power-One和SMA的同機(jī)型MPPT追蹤效率分別是86.48%和97.46%。

當(dāng)天和其中一家品牌的產(chǎn)品工程師聊了2個(gè)多小時(shí)，就檢測(cè)出多達(dá)12條的產(chǎn)品問題并進(jìn)行了反饋，結(jié)果至今尚未完全解決。設(shè)計(jì)如此不成熟的產(chǎn)品一旦投放市場(chǎng)，壞的是機(jī)器，丟的是客戶，毀的是形象。從該品牌的工程師總結(jié)出的原因是：不是不會(huì)設(shè)計(jì)，而是缺乏想法，設(shè)計(jì)時(shí)根本沒有想到這些問題。這其實(shí)和第二個(gè)隱患是共同點(diǎn)——信息量的缺乏和閉塞。我在微博里說過，“行業(yè)的落后源于信息的閉塞”，這種閉塞源于行業(yè)間的過度自我保護(hù)、對(duì)外界信息的接收障礙，以及技術(shù)不獨(dú)立，或說是抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。

圖1 SMA MPPT追蹤效率

圖2 Power-one MPPT 效率

圖3 國內(nèi)某品牌MPPT效率

這三點(diǎn)也是我眼中中國光伏產(chǎn)業(yè)的原罪。由于公司有逆變器維修這方面的業(yè)務(wù)，我也見過10多臺(tái)不同品牌的中國逆變器。從外觀上我覺得總體可概括為“像SMA的”和“四四方方的”兩種，3年前裝上的產(chǎn)品和現(xiàn)在市場(chǎng)上流通的跟一個(gè)模子印出來的一樣，不看銘牌上的貨號(hào)，估計(jì)都會(huì)拿錯(cuò)。通過和業(yè)內(nèi)人士交流，了解到原來是設(shè)計(jì)師、工程師被相互間挖來挖去，所以產(chǎn)品內(nèi)部性能也大同小異。技術(shù)怎么獨(dú)立？這并非是個(gè)疑問句而是反問句，正說出了知識(shí)產(chǎn)權(quán)在中國的尷尬和無奈，遺憾的是，這也不是我等能一朝一夕可改變的。原罪不治，隱患不除。過去3年，中國絕大部分的逆變器除了更便宜些以外，幾乎沒有其他長足的進(jìn)步，技術(shù)層面的改變和革新尤其缺乏。電腦操作系統(tǒng)的研發(fā)，中國至今都處在一個(gè)羸弱的水平，這同樣也可能是中國逆變器產(chǎn)業(yè)的明天。

第四個(gè)隱患是社會(huì)基礎(chǔ)知識(shí)普及度差。舉個(gè)例子，曾經(jīng)因?yàn)榻M件暢銷的關(guān)系，很長一段時(shí)間，社會(huì)對(duì)光伏的認(rèn)知僅僅停留在電池和組件上，以至于現(xiàn)在還能看到業(yè)內(nèi)分析師通過組件的銷量來界定國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，以為組件有無國際話語權(quán)就是中國光伏有無話語權(quán)。光伏系統(tǒng)是一個(gè)融合了太多元素和要素在其中的產(chǎn)業(yè)，甚至可細(xì)化到一個(gè)通用的德國生產(chǎn)的MC4接口。這些信息都應(yīng)伴隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展被宣傳和教育，但是我們沒有。我們的銷售會(huì)告訴用戶2kW的系統(tǒng)一天能發(fā)電20kWh；媒體會(huì)發(fā)布青海審批通過1000kWh的項(xiàng)目；國家今年難得兩次著重關(guān)注并且跟蹤報(bào)道了光伏動(dòng)態(tài)，一次是尚德破產(chǎn)保護(hù)，一次是歐盟反傾銷懲罰。

目前，中國在國際光伏產(chǎn)業(yè)中的地位是個(gè)賣家，看似有“話語權(quán)”，實(shí)際上是自我催眠，一旦買家不要，就滯銷了。澳大利亞有幾十家被CEC認(rèn)證的中國品牌，可真正被市場(chǎng)廣泛認(rèn)知的不過是天合、昱輝等寥寥幾家。理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感，而現(xiàn)實(shí)中的中國光伏卻是骨瘦如柴的。

2012年全球組件制造商虧損，但美國的First Solar卻是正利潤，為什么？因?yàn)樗麄冊(cè)?010～2011年已經(jīng)簽好了諸多要一直建到2015年的項(xiàng)目。美國社會(huì)接受他們，澳洲社會(huì)也接受他們，因?yàn)镕irst Solar用自己組件建設(shè)的電站，發(fā)電質(zhì)量好且報(bào)價(jià)低，何樂而不為。就像和該公司的區(qū)域銷售代表聊天時(shí)說的：“it′sa freezing season，but I have a warm jacket(這是個(gè)凍死人的季節(jié)，但我有一個(gè)暖和的外套)。”

最近分布式發(fā)電是當(dāng)紅辣子雞，可是終端消費(fèi)者是誰？就是社會(huì)用戶。要想徹底的把分布式滲透到中國社會(huì)中，正確宣傳光伏基礎(chǔ)知識(shí)、誠信介紹購買系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，同時(shí)普及光伏系統(tǒng)的安全教育是絕不可少的環(huán)節(jié)。如果一如既往地對(duì)社會(huì)保持模糊度，就算優(yōu)惠政策下來，仍然很難把產(chǎn)業(yè)推廣開來。

光伏技術(shù)之于光伏產(chǎn)業(yè)有著至關(guān)重要的意義，它不但影響著產(chǎn)業(yè)當(dāng)下的質(zhì)量和形象，更關(guān)系著將來的產(chǎn)業(yè)全球競(jìng)爭(zhēng)力。無論是組件、逆變器還是系統(tǒng)，都需要相互協(xié)調(diào)、共同發(fā)展，除了追求高效，穩(wěn)定性同樣是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。西班牙能源專家公司英赫特爾(Ingeteam)，在如此艱難的大環(huán)境下仍然每年增加研發(fā)部門的投入，專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)超過公司雇員比例的10%。SMA駐悉尼的產(chǎn)品支持技術(shù)員對(duì)于SMA逆變器的工程設(shè)計(jì)理念，以及SMA獨(dú)到的AC Coupling混合系統(tǒng)有專業(yè)和準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，這些都與公司定期培訓(xùn)及科技投入息息相關(guān)。政策的扶持往往是行業(yè)起步的前提，然而一個(gè)真正健康的產(chǎn)業(yè)模式還是需要走獨(dú)立發(fā)展同時(shí)輔以政府宏觀調(diào)控的路線。歐洲和美國已經(jīng)是很好的例子，澳洲正在向這個(gè)方向過渡。對(duì)于中國光伏，一味依賴于政府的企業(yè)是沒有希望也是過于理想的。我今天談的4個(gè)隱患，完全是從企業(yè)角度出發(fā)的。敢于正視問題和缺陷，勇于改變才是企業(yè)包括整個(gè)行業(yè)的生存出路。

因?yàn)闀r(shí)間和精力的原因，很遺憾這次的文章沒有談到太多系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，而這個(gè)是我的最強(qiáng)項(xiàng)。不過在將來的內(nèi)容中，一定會(huì)涉及到這些方面。實(shí)話實(shí)說，就我目前接收到的信息，國內(nèi)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及安裝有很多不完善的地方。我建議有關(guān)方面盡快出臺(tái)一份光伏項(xiàng)目的安裝指導(dǎo)方針，一旦這些“壞系統(tǒng)”被帶到分布式去，坑的是用戶，害的是并網(wǎng)的電站，同時(shí)，“壞系統(tǒng)”對(duì)于住戶也有很多安全風(fēng)險(xiǎn)。

最后，非常感謝各位的閱讀，我非常期待讀者的反饋信息或和我進(jìn)行技術(shù)交流。