超大光伏组件扛得住极端天气吗？

国家气候中心监测显示，6月以来赤道中东太平洋海温持续攀升，预计夏秋季将形成一次“强—超强厄尔尼诺事件”。极端天气正从偶发变为常态，也带给光伏电站一道“必答题”。

入夏以来，极端天气再度成为能源保供的重要挑战之一。台风“美莎克”带来的极端降水未歇，超强台风“巴威”又直扑东南沿海。国家气候中心监测显示，6月以来赤道中东太平洋海温持续攀升，预计夏秋季将形成一次“强—超强厄尔尼诺事件”。极端天气正从偶发变为常态，也带给光伏电站一道“必答题”。

作为光伏电站的核心发电单元，组件的结构安全直接决定25年生命周期内能否经受住反复冲击。而近年来版型越做越大的超大组件（2384毫米×1303毫米），究竟是降本“利器”，还是风险敞口？

极端天气叩问组件安全

极端天气的频率和强度变化日趋凸显。中国气象局公共气象服务中心数据显示，截至7月2日，今年西北太平洋和南海共有9个台风生成，较常年同期平均偏多5个；台风“巴威”短时间内升级为超强台风，体型大、强度强、风力极端、移动速度快，威力远超平常台风。

极端天气对光伏电站造成较大冲击。2024年9月，台风“摩羯”以17级以上风力（62米/秒）登陆海南文昌，成为1949年以来登陆我国的最强秋台风，海南、广东多地光伏电站组件被吹飞、桩基倾倒。

更值得警惕的是，组件质量底线正在经受考验。国家市场监督管理总局抽查显示，2024年8月光伏组件合格率降至69.4%，较此前93%—94%的水平明显下滑，不合格项集中在功率虚标、机械载荷和动态载荷不达标，组件已被列为中风险产品。极端天气增多与组件载荷能力下降相互叠加，风险被进一步放大。

超大组件的抗风能力尤其堪忧。全球第三方检测认证机构TUV北德发布的《大尺寸&超大尺寸光伏组件载荷性能研究报告》显示，超大组件（2380毫米×1300毫米）在风速达45米/秒时即发生螺栓孔变形、组件损坏，而版型相对较小的组件（2260毫米×1130毫米）在风速持续增至60米/秒时仍通过测试，后者双面结构刚度约为前者的1.3倍。45米/秒约相当于14级台风，对东南沿海和西北“沙戈荒”等大风频发地区的电站而言，遭遇频率更高。

尺寸膨胀的“七年轨迹”

组件尺寸的“膨胀”有其产业脉络。直到2023年，阿特斯、东方日升、晶澳、晶科、隆基、天合、通威、一道、正泰9家头部企业就组件尺寸达成共识，标准尺寸为2382毫米×1134毫米。

但“尺寸竞速”并未因此停止。目前，超大组件则将面积推至3.1平方米（2384毫米×1303毫米）甚至更大，面积相较于标准组件（2382毫米×1134毫米）增幅约15%，重量超过38kg。然而组件尺寸扩大的同时，玻璃厚度多年保持不变，单玻一般使用3.2毫米厚度玻璃，双玻使用2毫米+2毫米厚度玻璃。当组件尺寸变大而玻璃厚度保持不变时，载荷风险随之上升。

美国能源部与国家可再生能源实验室（NREL）曾在《持续变大的组件》报告中指出，组件变得更大、边框更小更薄，组件本身从被保护对象变成承重构件。更不容忽视的是，越来越多的光伏电站使用这些“大而软的组件”后出现早期玻璃破裂的情况。

国际能源署光伏电力系统计划（IEA PVPS）关于极端天气影响的报告同样明确指出，新型大尺寸组件尺寸已达2300毫米×1300毫米，而且通常不针对重雪载荷进行加固，现行认证测试未能覆盖风雪载荷与低温耦合，这些因素会加剧电池开裂风险。

美国独立实验室RETC的组件指数报告也显示，玻璃组件自发破裂是影响当今组件可靠性的首要问题，其中超大组件是导致破裂的重要因素之一。太阳能项目保险公司连续多年发布《太阳能风险评估》，多次提出“随着组件版型变大、玻璃变薄、边框与背板结构变化，冰雹风险正在加剧”。

版型优劣须实测作答

组件版型之争，本质上是光伏产业从规模扩张迈向高质量发展进程中，关于降本与可靠如何平衡的一次集体求解。

组件尺寸增大带来的降本效应存在边际条件。晶澳科技早在2021年“尺寸之争”白热化时就曾表示，组件尺寸适当增加有助于降低系统成本，但有边际条件。随着尺寸继续增大，成本下降趋势趋缓，反而带来机械载荷、隐裂等可靠性风险。

国泰君安证券研究所也曾指出，硅片尺寸的换代由成本决定，一旦新一代产品的成本优势不再，迭代动力自然衰竭，而安全性正是这条成本曲线中最不能省略的变量。光伏电站是25年周期的资产，一场台风、一场暴雪造成的资产损失与发电量折损，足以吞噬尺寸膨胀省下的全部成本。

中国光伏行业协会持续推动组件尺寸标准化工作。2021年，在《M10系列组件产品标准化的共识》中，将相关尺寸定义为标准尺寸。基于210的中版型、大版型组件外形尺寸及安装孔距离已正式纳入中国光伏协会团体标准、行业标准及国际半导体协会SEMI标准。

今年5月，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布强制性国家标准《光伏组件安全要求》和《光伏组件铭牌标识要求》，将于明年6月1日起正式实施。其中规定光伏组件的电气安全、机械安全、防火安全、有害物质限制等要求，对组件机械载荷、边框强度提出强制性要求。

从2256毫米×1133毫米到2382毫米×1134毫米，光伏组件尺寸的每一次跃迁，最终都由市场做出选择。版型孰优孰劣，看的是安全性、可靠性的实测数据，以及光伏电站25年运行的真实表现。

文丨本报记者 董梓童

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出品 | 中国能源报（cnenergy）

责编丨李慧颖