近日，国家光伏质检中心(CPVT)发布了银川实证基地1696.8 W/㎡的辐照纪录(6月19日)，该值不仅远超1000 W/㎡的STC参考值，比太阳常数(~1367W/㎡：地球大气层之外，垂直于入射光平面的辐照)还高24.1%！当日辐照曲线与典型天气照片如下图所示。
这样的超高辐照源自多云天气条件下，云层边缘光反射带来的辐照增强效应。由于该效应的存在，在光资源普通的地区夏季也常会出现1100W/㎡乃至1200W/㎡以上的辐照，所以，将光伏组件与辐照相关的产品设计充分考虑进去，保持一定的安全冗余是非常有必要的。我们不妨回顾下半年前对超大电流组件接线盒风险的争论：针对部分声称超大电流组件也可使用25A接线盒，应平衡成本避免性能过剩的观点，笔者撰写了以下文章：谁在纸上谈兵？超大电流组件接线盒风险欲盖弥彰！
近来，行业涌现了组件功率越大越好，电流越高越好的声音。逻辑上电流越高，组件内部的热损耗显著提高，电气元件的应用风险也相应提高，电流一定不是越大越好而是有一个合理的最优点。把超大电流包装为先进技术，并呼吁为其降低行业标准是电站投资者尤其需要警惕的，本文将进一步阐释超大电流组件的接线盒风险。
在上一篇文章无法忽视的真相：超大电流组件接线盒的应用存在安全隐患一文中，笔者具体介绍了双面组件接线盒的选型标准、超大电流组件对接线盒额定电流的要求、用双芯(注：“芯”即肖特基二极管)实现大电流接线盒的风险点。对此文章：接线盒的安全讨论不应该纸上谈兵！ (以下简称《纸上谈兵》)做了反驳：认为相关设计标准应该降低，双芯风险可控，已有多年使用案例。对此本文将进一步讨论，揭示“纸上谈兵”一文欲盖弥彰的风险。
一、行业标准是安全底线，岂能因为你做不到而轻易降低
2017年P型双面组件推出时，双面组件电流相关的可靠性测试尚无明确标准，主流厂家基于最高的双面增益30%来做设计。2018年版本的UL1703标准中提出产品设计可按30%的地表反射率来考虑，使得30%的设计有所依据，因此上一篇文章便做了引用。《纸上谈兵》一文所提到的IEC61215/IEC61730: 2021却是2021年2月才发布，目前也才逐步开始在认证机构应用(注：超大电流组件在去年8月推出)，而IEC标准中的公式Isc×(1+30%×ϕ)×1.25本身只是增加双面系数，并不能掩盖超大电流组件接线盒选型设计余量不足的事实。
实际上《纸上谈兵》一文谈IEC标准醉翁之意不在酒，接下来的内容是论证标准不该这么严而是要降低标准。须知沙地的地表反射率可达35%~40%，户外高辐照(如1200W/㎡)再叠加高温温度系数的作用，1.25的设计系数也并不算高。当组件电流达到史无前例的~20A时不想着增加安全系数却打着降低标准的主意，是非常不负责任的，是真正的纸上谈兵。
注：P型双面组件双面率70±5%，安全性设计取上限75%
如上表所示，从156.75到166、182组件，一直以来，接线盒的选型都是高于行业标准这一底线，且留有一定的安全余量。超大电流组件用30A接线盒尚嫌余量不足，《纸上谈兵》一文还鼓吹超大电流组件用25A接线盒，用上了“只许州官放火，不许百姓点灯”的说辞，决口不提按照最新的IEC标准。超大电流组件用25A接线盒尚且比标准要求低11.3%，非常不负责任。考虑到目前相关产品已经有中标、出货，笔者在此提醒电站业主仔细检查，避免使用不满足设计标准的产品，切莫因小小的接线盒而为25年的长期投资承担巨大隐患。
二、双芯方案风险显而易见
《纸上谈兵》一文列出了双芯的应用量，想据此说明双芯风险已经排除。据了解，双芯从来都是在单芯无法满足的情况下才会被使用，如早期光伏行业使用双芯二极管，因为当时只有小规格的芯片如98、102、105mil，由于单芯不满足才暂时用双芯代替，一旦开发出单芯的方案就不会再使用双芯。因为双芯的风险显而易见，分流不均的风险、二极管生产管控上的风险是固有存在的，并非说完全不可用，但设计者一定会选择最可靠的方案去规避长期应用中的风险。须知材料类物料的可靠性通常都高于电气类物料的可靠性，接线盒作为光伏组件中唯一的电气类物料，它的失效在组件户外应用失效案例中占据很高比例，多一分可靠性就可能意味着少了很多损失。
对于分流的风险，《纸上谈兵》一文列举了压降差3mV时双芯的电流差别不大，但芯片厂能否大规模控制在3mV的压降差存疑，数以亿计的二极管需求下错检、漏检的风险未知；另一方面，两个芯片在25年长期高温运行下性能的衰降也会不同，进一步增加了风险。作为投资者，完全没有必要把上亿元投资的安全性寄托在自己无法看到的二极管质量管控上。超乎寻常的产品理应需要超乎寻常的质量保障，超大电流双芯的风险必然远高于从前的小电流双芯接线盒，《纸上谈兵》一文鼓吹在超大电流组件上使用25A接线盒大概也是因为30A双芯接线盒在可靠性测试上尚存在问题。
三、通过了标准测试就真的安全了吗？
现有的标准测试是根据经验得出的，是通过各种单项加速测试模拟户外老化的方法。《纸上谈兵》一文想通过3A背板的案例来讲标准不一定靠谱，实际上3A背板在湿热、紫外的测试中表现并不好，勉强通过，该案例正说明了在相关标准的基础上要留有设计余量，做更严格的要求，超乎寻常的产品需要超乎寻常的质量要求。
比如采用EVA封装的无框双玻组件，在各项实验室可靠性测试中表现优秀，在长期使用中却大量出现了玻璃破碎、产品变色等问题。
跳出光伏行业，大家印象最深的就是手机行业的三星Note7手机爆炸事件。手机和锂电池本身肯定也是通过各项实验室测试，爆炸后复盘却发现隔膜厚度偏薄、电池焊接的毛刺、电池受挤压变形等等原因，本质原因还是在电池材料技术没有显著提升的情况下过多的去压缩锂电池的封装体积，体积能量密度提高幅度显著高于行业平均水平。这与现在的光伏行业何其类似，片面在封装环节追求超大尺寸、超大电流，轻言安全可靠，标榜为突破、创新。
四、总结
当光伏组件的尺寸、电流大跃进式的提升后，一系列风险将大幅提升，接线盒的可靠性风险就是其中之一。对于超大电流接线盒这样的超常规产品，应该考虑如何加严设计标准、提高设计余量来避免应用中的风险，而非反其道行之，总想着如何降低安全余量、降低标准、降低成本甚至推出不符合行业标准的产品。理性的产品设计者与电站投资者应该根据风险、收益的综合分析做出自己的判断。
扫一扫关注微信
