Сюрпризы качества в области чистой энергетики в 2023-2024 | Просолар

Агрессивная политика в США и Европе начинает оказывать влияние на цепочки поставок оборудования экологически чистой энергии, даже несмотря на то, что проверки качества и безопасности на местах выявляют шокирующий рост дефектов солнечных панелей.

Подобные дефекты в сочетании с удивительным уровнем проблем с безопасностью должны стать сигналом тревоги для всей отрасли.

Сюрпризы качества в области чистой энергетики в 2023-2024

В прошлом году Clean Energy Associates (CEA) провела десятки переговоров по соглашениям о поставках, осуществила внутризаводской контроль качества на более чем 100 заводах по производству солнечных панелей и аккумуляторов, провела сотни проверок качества и безопасности на местах, а также консультировала многих разработчиков проектов в обасти экологически чистой энергии по наиболее важным стратегическим вопросам.

Вот что нас удивило больше всего и за чем разработчики и покупатели экологически чистой энергии будут пристально следить в 2024 году.

1. Шокирующий рост количества дефектов солнечных панелей, обнаруживаемых после их установки

CEA провела электролюминесцентные (EL) испытания более 300 000 модулей за восемь лет в 16 странах. К середине 2023 года мы обнаружили микротрещины более чем в половине модулей, которые мы проанализировали, по сравнению с примерно 20% в 2022 году (см. Рисунок 1).

Микротрещины — недооцененная проблема, поскольку их нельзя обнаружить невооруженным глазом, а можно только с помощью электролюминесцентного тестирования (сродни рентгеновскому излучению для солнечных панелей). Первозданно выглядящая панель может быть пронизана микротрещинами. Такие трещины могут начинаться с небольших размеров, но со временем будут расти, что потенциально может привести к значительному снижению выработки электроэнергии и даже к проблемам с безопасностью.

Разработчики и владельцы систем могут предпринять несколько шагов, чтобы защитить себя от этого риска:

  • Включить в договоры поставки строгие требования к качеству производства. 
  • Применяйте мантру закупок: «Вы не получаете то, что ожидаете, вы получаете то, что проверяете». 
  • Направьте свой собственный (или сторонний) персонал по контролю качества на заводы-поставщики для наблюдения за изготовлением вашего оборудования. Сделайте EL тесты каждой панели в конце производственного процесса, чтобы получить эталон для последующего сравнения. 
  • Выполните EL тестирование статистически значимого набора модулей после доставки и установки, чтобы выявить потенциальный ущерб и привлечь ответственную сторону к ответственности. 
Сюрпризы качества в области чистой энергетики в 2023-2024
Рисунок 1

2. Системная интеграция является крупнейшим источником проблем с качеством при производстве аккумуляторных систем хранения энергии.

Когда дело доходит до закупки оборудования энергосистемы, большинство покупателей систем хранения энергии уделяют большое внимание аккумуляторам, так как это самый дорогой компонент системы. Отказы элементов являются катастрофическими для любого аккумулятора и всей системы в целом. Несмотря на это, 47% проблем, которые наши инспекторы обнаружили при проверке производственных процессов аккумуляторных систем хранения энергии (BESS) емкостью более 30 ГВтч, были проблемами системной интеграции.

Проблемы включали такие критические области, как пожаротушение, управление температурным режимом и системы управления батареями (BMS). Дефекты на уровне ячеек были второй наиболее распространенной проблемой, на которую приходилось 30% проблем с качеством. Оставшиеся 23% составили проблемы на уровне модулей (см. рисунок 2).

Проблемы системной интеграции могут быть особенно сложными для диагностики. Для начала покупатели могут решить эту проблему, по-другому подумав об обеспечении качества систем BESS и фотоэлектрических систем.

Системы BESS намного сложнее, что затрудняет системную интеграцию. В солнечной энергетике выбор высококачественных модулей, стеллажных систем и инверторов обычно приводит к созданию высококачественного проекта. Напротив, хранением энергии необходимо управлять более тщательно.

Заводские приемочные испытания BESS (FAT) имеют решающее значение. Покупатели должны согласовать подробные и четкие требования в соглашении о поставке и пригласить на место опытного аудитора, вооруженного исчерпывающим контрольным списком, для наблюдения за ЗФТ.

Сюрпризы качества в области чистой энергетики в 2023-2024
Рисунок 2

3. Новая агрессивная политика в США и Европе начала фундаментально менять географическую структуру мирового производства

Агрессивная политика в США и Европе, такая как Закон о снижении инфляции и инициативы по нулевому производству, изменили подходы к строительству новых заводов.

Поставщики по всему миру быстро отреагировали на новые стимулы «поддержки». Например, объявленное увеличение мощностей для внутреннего производства модулей в США представляет собой 10-кратный рост по сравнению с текущими мощностями; если будет построена хотя бы половина заявленной мощности (разумное ожидание, основанное на прошлом опыте), то мощность производства модулей в США превысит ожидаемый спрос в 2030 году (см. Рисунок 3).Пока неизвестно, какая часть запланированных мощностей будет построена, но некоторые производители уже начинают импортировать производственное оборудование, необходимое для оснащения новых заводов. Значительное увеличение внутренних производственных мощностей уже идет полным ходом.

Расширение географического разнообразия предложения и более сильная поддержка со стороны государственной политики должны стать хорошей новостью для покупателей и девелоперов. Но сложность лежит под поверхностью. Важно уделять внимание не только заводам окончательной сборки (фотоэлектрические модули, элементы/модули ESS), но и остальным звеньям цепочки поставок.

В большинстве случаев внутренние мощности по переработке материалов значительно отстают от конечных производственных мощностей. Это означает, что многие производственные предприятия будут по-прежнему зависеть от зарубежных цепочек поставок ключевых ресурсов, что может повлиять на импортные тарифы и право на налоговые льготы.

Поэтому покупателям и разработчикам крайне важно тщательно оценить налоговые льготы для компонентов отечественного производства и тарифы на импортные компоненты; отслеживать другие потенциальные источники сбоев в цепочке поставок (такие как торговые барьеры, узкие места в доставке и будущие изменения в политике и правилах); и понять, как будет выглядеть отечественное производство после истечения срока действия положений Закона о снижении инфляции в 2032 году.

Сюрпризы качества в области чистой энергетики в 2023-2024
Рисунок 3 (Источник: CEA и Ассоциация производителей солнечной энергии)

4. Поставщики «зеленого» водорода быстро наращивают мощности

Благодаря  новой политики поддержки и продолжающемуся спросу на варианты чистой энергии, производственные мощности производителей электролизеров выросли на 103% с 2022 по 2023 год и, как ожидается, вырастут еще на 143% к 2025 году (см. Рисунок 4). Несмотря на этот ошеломляющий рост, рынок остается молодым, и доминирующая технология электролизеров, возможно, еще не закреплена.

Щелочная технология, наиболее зрелая технология с наименьшими затратами, в настоящее время занимает 66% рынка. Конкурирующие технологии (протонообменная мембрана, анионообменная мембрана и твердооксидная электролитическая ячейка) имеют технические преимущества, но сегодня сталкиваются с более высокими затратами и другими недостатками.

Для сравнения: когда рынок хранения энергии находился на аналогичном уровне зрелости, очень немногие проекты аккумулирования использовали литий-железо-фосфат (LFP), который в последнее время стал доминирующей технологией.

Каков наилучший подход для разработчиков и покупателей по мере развития этого захватывающего нового рынка? Три совета:

  • Внимательно отслеживайте развитие технологий и поставщиков. История индустрии солнечной энергии и хранения энергии предполагает возможность важных изменений в затратах и ​​эффективности, не говоря уже о приходе и уходе поставщиков по мере масштабирования отрасли.
  • Следите за развитием государственной политики, чтобы находить привлекательные возможности и на ранних этапах приобретать реальный опыт реализации проектов, который имеет решающее значение для долгосрочного (и крупномасштабного) успеха.
  • Очень внимательно следите за качеством изготовления. Молодые технологии, новые производители и новые фабрики часто сталкиваются с нестабильным качеством продукции.
Сюрпризы качества в области чистой энергетики в 2023-2024
Рисунок 4 (Источник: Clean Energy Associates)

5. Проблемы безопасности чрезвычайно распространены в коммерческих фотоэлектрических системах на крыше

Мы обнаружили серьезные проблемы с безопасностью более чем в 97% из более чем 600 фотоэлектрических систем на крыше, которые мы проверяли. Это удивительный процент даже для многих ветеранов отрасли, и он должен вызывать беспокойство у всей отрасли (см. рис. 5). Пожары на крышах опасны и могут разрушить деятельность предприятий, работающих под крышей. Один день простоя большого магазина, распределительного центра или центра обработки данных может стоить миллионы долларов.

Сюрпризы качества в области чистой энергетики в 2023-2024
Рисунок 5

Наши аудиторы обнаружили, что лишь немногие проблемы с безопасностью связаны с конструктивными или производственными дефектами. Вместо этого основными причинами были неправильная установка и/или недостаточные методы обслуживания.

Многие риски безопасности, включая поврежденные модули, перекрестные разъемы и неправильные подключения, устранить относительно недорого по сравнению с заменой основных частей оборудования, и этих рисков можно было бы легко избежать при правильной установке и обслуживании.

Шаги по предотвращению рисков безопасности фотоэлектрических систем на крыше просты.

Во-первых, начните с тщательного выбора и проверки поставщиков услуг. Это включает в себя проверку требований к обучению и уровня опыта монтажных бригад, которые будут работать на вашей крыше. Нередко бригада на вашей крыше оказывается подрядчиком вашего подрядчика. Это может привести к несогласованности стимулов, если не сказать больше. Убедитесь, что команда опытна, хорошо обучена и несет должную ответственность.

Во-вторых, создайте подробные и строгие спецификации и стандарты, которым будут следовать ваши поставщики и установщики. Предоставление четкого определения того, как выглядит «правильный», сводит к минимуму споры после завершения работы.

В-третьих, проведите аудит безопасности после установки и привлеките все заинтересованные стороны к ответственности за любые отклонения от ваших спецификаций.

Эти крупные рыночные тенденции, впервые возникшие в 2023 году, будут продолжать формировать сектор чистой энергетики на протяжении 2024 года и в будущем.

Автор: Джейк Эди — вице-президент по маркетингу компании Clean Energy Associates и адъюнкт-профессор инженерного колледжа Иллинойского университета в Чикаго.

Перевод: Просолар

Прочитано 1220 раз(а)


0 комментариев

Добавить комментарий

Заполнитель аватара

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *