光伏電站質(zhì)量問(wèn)題根源的系統(tǒng)思考及對(duì)策

張力菠，支若楠，魯海望，陳昌奇，張 欽

(南京航空航天大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，南京 211106；2.南京航空航天大學(xué)能源軟科學(xué)研究中心，南京 211106)

0 引言

截至2018 年底，我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到174 GW，發(fā)展速度及成績(jī)令世界矚目。但與此同時(shí)，光伏電站的質(zhì)量問(wèn)題也日漸突出，主要表現(xiàn)在以下4 個(gè)方面。

1)零部件性能低下的情況日益嚴(yán)重。如組件出現(xiàn)熱斑、隱裂、蝸牛紋等問(wèn)題，背板黃變、開(kāi)裂，以及支架被腐蝕、抗風(fēng)能力差等。2013～2014年間，新疆、青海、山東等多地區(qū)的光伏電站中出現(xiàn)大量蝸牛紋或閃電紋問(wèn)題的組件占比較大[1]。2014年鑒衡認(rèn)證中心對(duì)32 個(gè)省(市、自治區(qū))的425個(gè)光伏電站進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果顯示，建成3 年以上的光伏電站中30%的電站已出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量問(wèn)題，有的光伏電站在運(yùn)行2～3 年后，其組件衰減率達(dá)到了3.8%～7%，遠(yuǎn)高于2.7%～3.5%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；有的光伏電站在運(yùn)行3 年后，其組件衰減率竟達(dá)到68%；而個(gè)別光伏電站在運(yùn)行1年后的組件衰減率竟高達(dá)30%[2]。國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2015 年對(duì)13 個(gè)省55 批次的光伏逆變器進(jìn)行了抽查，合格率低于80%[3]；2016年第3 批抽查的13 個(gè)省52 批次的光伏逆變器中，有6 批次不符合標(biāo)準(zhǔn)[4]。

2)零部件故障頻發(fā)。通常，光伏電站在運(yùn)行2～6 年后會(huì)進(jìn)入故障多發(fā)期，組件、逆變器等關(guān)鍵零部件的故障占比達(dá)90.18%[5]。比如，甘肅金昌、張掖、武威等地的百余座光伏電站均是故障不斷，其中某座光伏電站于2012 年投入運(yùn)行70 臺(tái)逆變器，到2016 年已有30 臺(tái)不能運(yùn)行，其余逆變器也是時(shí)好時(shí)壞[6]。

3)系統(tǒng)效率低下。我國(guó)光伏電站的理論系統(tǒng)效率為80%，而自2010 年以后建成的光伏電站并未達(dá)到這一水平，西部地區(qū)大型地面光伏電站的平均系統(tǒng)效率約為74%[7]。村級(jí)光伏扶貧電站中，僅60%的電站系統(tǒng)效率處于較好水平[8]。華東能源監(jiān)管局等對(duì)安徽省2015 年光伏扶貧工程的質(zhì)量檢查顯示，系統(tǒng)效率達(dá)到中等及以上的光伏電站僅占73%，系統(tǒng)效率達(dá)到中等及以上的戶用電站及村級(jí)戶用電站僅占79.3%及50%[9]。2019 年4 月國(guó)務(wù)院扶貧辦發(fā)布的通報(bào)顯示，第一批國(guó)家財(cái)政補(bǔ)助目錄中的15696 座村級(jí)光伏扶貧電站中，約37.1%的電站的系統(tǒng)效率低于80%；系統(tǒng)效率低于70%的電站有1761 座，占比為11.2%；系統(tǒng)效率低于60%的電站有959 座，占比為6.1%[10]。

4)安全事故日漸增多。近年來(lái)，山西、北京、山東、江蘇、青海等地的光伏電站時(shí)有被大風(fēng)吹倒、起火等事故發(fā)生[11-12]。

質(zhì)量問(wèn)題會(huì)直接影響電站的運(yùn)行壽命、發(fā)電時(shí)長(zhǎng)及預(yù)期收益，進(jìn)而影響后續(xù)的投資及融資；其所引發(fā)的安全事故會(huì)導(dǎo)致重大財(cái)產(chǎn)損失及人身傷亡，此類情況被認(rèn)為是比“雙反”更大的打擊，甚至可以說(shuō)是犯罪[13-15]。遺憾的是，上述問(wèn)題尚未得到根本解決。因此，厘清光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的根源，對(duì)于解決質(zhì)量問(wèn)題，維持和保障電站的正常壽命、系統(tǒng)效率、期望收益及行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。但質(zhì)量問(wèn)題幾乎涉及光伏電站全生命周期供應(yīng)鏈的所有環(huán)節(jié)及眾多主體[16-17]，在諸多因素相互作用下，其涌現(xiàn)出環(huán)環(huán)相扣的動(dòng)態(tài)性、非線性、延遲性等復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性，在本質(zhì)上屬于復(fù)雜的系統(tǒng)工程問(wèn)題。

綜上所述，本文在借鑒已有研究的基礎(chǔ)上，采用善于處理此類問(wèn)題的系統(tǒng)思考方法[18]，基于整體、系統(tǒng)的角度，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層面識(shí)別并分析光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的直接、間接影響因素及其因果關(guān)系，構(gòu)建因果環(huán)路模型，以刻畫和分析其內(nèi)在影響傳導(dǎo)機(jī)制，從而厘清光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的根源，并為解決問(wèn)題提供決策參考。

1 光伏電站質(zhì)量影響因素的系統(tǒng)分析

對(duì)光伏電站運(yùn)行的可靠度、系統(tǒng)效率和安全性有影響的因素都可歸結(jié)為質(zhì)量影響因素。綜合已有研究[16-17,19-20]，零部件質(zhì)量、工程質(zhì)量、驗(yàn)收評(píng)估質(zhì)量、運(yùn)維質(zhì)量、外部環(huán)境因素等是導(dǎo)致光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的主要原因，具體如圖1所示。

圖1 光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的主要影響因素Fig. 1 Main influencing factors of quality problems of PV power station

1.1 零部件質(zhì)量

零部件質(zhì)量問(wèn)題占光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的一半左右[21-22]，足見(jiàn)其危害的嚴(yán)重性。系統(tǒng)分析從零部件生產(chǎn)到光伏電站應(yīng)用整個(gè)供應(yīng)鏈中的相關(guān)因素及其造成的影響，可得到零部件質(zhì)量問(wèn)題的因果關(guān)系，如圖2 所示。

圖2 光伏電站零部件質(zhì)量的因果環(huán)路圖Fig. 2 Causal loop diagram for parts quality of PV power station

對(duì)圖2 的因果環(huán)路進(jìn)行分析：

1)因果鏈①：光伏產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的缺失或不完善[23-24]，使企業(yè)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、質(zhì)量管控等過(guò)程缺乏系統(tǒng)的指導(dǎo)依據(jù)和要求標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)出的零部件存在瑕疵、缺陷或不合格，并流入市場(chǎng)。

2)因果鏈②、③：即便是合格的零部件，也可能因?yàn)榘惭b施工不規(guī)范、不專業(yè)，以及物流環(huán)節(jié)損傷而導(dǎo)致其出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。安裝施工不規(guī)范、不專業(yè)的作業(yè)行為可能直接損傷零部件或產(chǎn)生安全隱患。物流環(huán)節(jié)損傷是指零部件在裝載、運(yùn)輸、卸貨、搬運(yùn)等環(huán)節(jié)中被劃傷、出現(xiàn)內(nèi)外部裂紋等情況，從而導(dǎo)致出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或隱患。

3)因果鏈④～⑥：雖然政策方面大力支持光伏行業(yè)，但現(xiàn)在政策面臨調(diào)整的不確定性，導(dǎo)致行業(yè)出現(xiàn)“搶裝潮”。為能及時(shí)供應(yīng)零部件，企業(yè)易出現(xiàn)重產(chǎn)量、輕質(zhì)量的情況，這會(huì)影響質(zhì)量管控、產(chǎn)品認(rèn)證及技術(shù)創(chuàng)新的切實(shí)推進(jìn)，進(jìn)而影響加工、檢測(cè)等專業(yè)技術(shù)能力的提升；有的企業(yè)甚至銷售未完成檢測(cè)的零部件，功率以小充大，甚至不提供說(shuō)明書[6]，這意味著一些零部件在出廠前就存在質(zhì)量問(wèn)題。此外，光伏業(yè)的專業(yè)技術(shù)人才缺乏，也導(dǎo)致相關(guān)企業(yè)的技術(shù)能力不足。

4)因果鏈⑦：《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件(2018年本)》的出臺(tái)，意味著行業(yè)的準(zhǔn)入門檻越來(lái)越高，但在這之前，由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不完善等原因，準(zhǔn)入門檻較低。另外，雖然《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》(國(guó)發(fā)[2013]24 號(hào))、《關(guān)于加強(qiáng)光伏產(chǎn)品檢測(cè)認(rèn)證的實(shí)施意見(jiàn)》(國(guó)認(rèn)證聯(lián)[2014]10 號(hào))、《國(guó)家能源局關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)光伏電站建設(shè)與運(yùn)行管理工作的通知》(國(guó)能新能[2014]445 號(hào))等政策要求加強(qiáng)光伏產(chǎn)品的認(rèn)證，未認(rèn)證的產(chǎn)品不能進(jìn)入市場(chǎng)，相關(guān)項(xiàng)目必須采用認(rèn)證產(chǎn)品，并加強(qiáng)質(zhì)量管理及竣工驗(yàn)收等，但實(shí)際存在監(jiān)管及執(zhí)行力度不足的情況，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)在政府大力支持下迅猛發(fā)展的同時(shí)，一些技術(shù)薄弱、專業(yè)性不足的外行或不良企業(yè)都來(lái)涉足光伏零部件生產(chǎn)或EPC 業(yè)務(wù)。由于技術(shù)創(chuàng)新及專業(yè)能力相對(duì)不足，技術(shù)薄弱的外行企業(yè)生產(chǎn)的零部件不符合認(rèn)證要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而不良企業(yè)為了降低成本往往采用低質(zhì)量的零部件，從而可能低價(jià)中標(biāo)。如此增加了行業(yè)落后產(chǎn)能，易引起低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)，而重視技術(shù)與質(zhì)量的企業(yè)反倒處于劣勢(shì)[25]。即使是品牌承包商，在遇到“搶裝潮”零部件供不應(yīng)求時(shí)，也會(huì)以“趕工期”為由，將盡快采購(gòu)到零部件作為首要目的，來(lái)不及考慮產(chǎn)品認(rèn)證及質(zhì)量問(wèn)題[26]。以次充好雖不會(huì)直接導(dǎo)致零部件質(zhì)量問(wèn)題，但其會(huì)刺激問(wèn)題零部件的需求和生產(chǎn)。

1.2 工程質(zhì)量

光伏電站建設(shè)需經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、零部件選型及安裝施工等流程，而工程質(zhì)量問(wèn)題主要?dú)w因于設(shè)計(jì)與安裝施工不專業(yè)、不規(guī)范，以及質(zhì)量管控不到位，采用了問(wèn)題零部件，如圖3 所示。1)設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題：現(xiàn)場(chǎng)踏勘不細(xì)致、不專業(yè)，組件、光伏陣列等的布置及安全設(shè)計(jì)不合理，電站運(yùn)維考慮不周，無(wú)設(shè)計(jì)圖紙或圖紙不規(guī)范等，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)組件遮擋、無(wú)排水系統(tǒng)或排水不暢、安裝不便，以及選址不當(dāng)、設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)不匹配、防災(zāi)害能力不足等問(wèn)題。2)安裝施工質(zhì)量問(wèn)題：工藝不專業(yè)，作業(yè)粗糙、野蠻，電站建設(shè)時(shí)無(wú)施工圖紙或圖紙?zhí)?jiǎn)單等，導(dǎo)致玻璃被劃傷或組件隱裂形成熱斑隱患，支架歪斜、配重不足，接線錯(cuò)誤，安全防護(hù)不規(guī)范等問(wèn)題出現(xiàn)，最終導(dǎo)致組件功率衰減、壽命縮短、安全事故易發(fā)等問(wèn)題。

圖3 光伏電站工程質(zhì)量的因果環(huán)路圖Fig. 3 Causal loop diagram for project quality of PVpower station

對(duì)圖3 的因果環(huán)路進(jìn)行闡述分析：

1)因果鏈①：設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量管控、安全等方面技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的不足使光伏電站的設(shè)計(jì)、安裝施工等缺乏正確規(guī)范的指導(dǎo)，直接導(dǎo)致電站工程質(zhì)量存在隱患及風(fēng)險(xiǎn)；也不利于電站開(kāi)發(fā)市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻的明確，給了不良企業(yè)謀求低價(jià)中標(biāo)、以次充好的機(jī)會(huì)，從而導(dǎo)致光伏電站質(zhì)量問(wèn)題。

2)因果鏈②、③：承包商主體難免質(zhì)量意識(shí)缺乏或不足，尤其是在政府大力支持但政策又不盡完善，行業(yè)迅猛發(fā)展但又存在低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)、收益受影響的情況下，承包商主體易重利輕質(zhì)，從而主觀上造成電站設(shè)計(jì)與安裝施工不規(guī)范、不專業(yè)，存在弱化或省略質(zhì)量管控、監(jiān)理環(huán)節(jié)等情況，必然導(dǎo)致出現(xiàn)工程質(zhì)量問(wèn)題或存在安全隱患。

3)因果鏈③、④：專業(yè)人才缺乏影響了電站設(shè)計(jì)與安裝施工的專業(yè)性，使設(shè)計(jì)水平低下，EPC 技術(shù)及項(xiàng)目管理能力不足，質(zhì)量管控不到位，從而導(dǎo)致出現(xiàn)工程質(zhì)量問(wèn)題。進(jìn)行培訓(xùn)或雇傭?qū)I(yè)人才可以緩解相關(guān)壓力，但效果存在時(shí)間延遲，且在人才供給不足時(shí)這些方式成本較高，故此舉可能會(huì)因效果不好而得不到一貫執(zhí)行。

4)因果鏈⑤、⑥：當(dāng)相關(guān)政策(如補(bǔ)貼政策)的不確定性影響了投資收益時(shí)，企業(yè)(尤其不良企業(yè))往往通過(guò)“趕工期”來(lái)爭(zhēng)取享受調(diào)整之前的政策，這會(huì)出現(xiàn)以次充好、偷工減料，甚至使用回收件來(lái)控制成本的情況，影響設(shè)計(jì)與安裝施工的專業(yè)性和規(guī)范性，給電站帶來(lái)工程質(zhì)量隱患，同時(shí)還會(huì)刺激和促進(jìn)問(wèn)題零部件的需求和生產(chǎn)。

1.3 驗(yàn)收評(píng)估質(zhì)量

完工后的驗(yàn)收評(píng)估是檢驗(yàn)光伏電站質(zhì)量的最后一道保障措施，若在驗(yàn)收評(píng)估時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，還可以返工整改，否則電站將“帶病運(yùn)行”。因此，驗(yàn)收評(píng)估質(zhì)量也是光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的重要影響因素，其因果關(guān)系如圖4 所示。

圖4 光伏電站驗(yàn)收評(píng)估質(zhì)量的因果環(huán)路圖Fig. 4 Causal loop diagram for evaluation and acceptance quality of PV power station

對(duì)圖4 的因果鏈進(jìn)行分析：

1)因果鏈①、②：除匯流箱、逆變器等關(guān)鍵零部件的運(yùn)行可靠性、電能損失及系統(tǒng)效率、電氣及基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)安全等相關(guān)技術(shù)專業(yè)外，光伏電站還涉及電站設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝施工、運(yùn)維等管理和經(jīng)濟(jì)專業(yè)，且與外界環(huán)境相互作用，使光伏發(fā)電系統(tǒng)涌現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性，從而使驗(yàn)收評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)難以及時(shí)跟上光伏電站的迅猛發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性、完備性、具體性等方面的不足也造成，驗(yàn)收評(píng)估體系不完善，因此評(píng)估時(shí)自然可能漏掉質(zhì)量問(wèn)題或隱患。

2)因果鏈③：由于專業(yè)人才的缺失，有的第三方評(píng)估機(jī)構(gòu)缺乏專業(yè)資質(zhì)，相關(guān)專業(yè)能力不足，導(dǎo)致其在驗(yàn)收評(píng)估時(shí)難以發(fā)現(xiàn)電站中存在的所有質(zhì)量問(wèn)題或隱患。

3)因果鏈④：對(duì)于通過(guò)低價(jià)競(jìng)標(biāo)、以次充好、偷工減料完成的光伏電站，由于監(jiān)管不力且不良企業(yè)出于成本考慮，可能會(huì)與評(píng)估機(jī)構(gòu)合謀，直接影響驗(yàn)收評(píng)估結(jié)果，導(dǎo)致一些質(zhì)量問(wèn)題被忽略。

4)因果鏈⑤、⑥：光伏電站業(yè)主/投資者一般不太了解專業(yè)知識(shí)及關(guān)鍵性能指標(biāo)，且不易獲取電站建設(shè)的相關(guān)詳細(xì)信息，因此無(wú)法評(píng)判工程質(zhì)量；有的業(yè)主質(zhì)量意識(shí)不足，為節(jié)約成本而不愿委托專業(yè)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致其竣工驗(yàn)收評(píng)估往往流于形式。而后續(xù)的并網(wǎng)驗(yàn)收跟竣工驗(yàn)收的區(qū)別較大，并網(wǎng)驗(yàn)收更多地是針對(duì)并網(wǎng)方面的要求。

1.4 運(yùn)維質(zhì)量

運(yùn)行監(jiān)控與維護(hù)貫穿光伏電站的整個(gè)壽命周期，在電站質(zhì)量已定型的情況下，運(yùn)維對(duì)保障電站的正常壽命、可靠性及安全運(yùn)行、系統(tǒng)效率具有重要意義。電站故障和安全問(wèn)題中，運(yùn)維問(wèn)題的占比超過(guò)1/3[21-22]，其主要表現(xiàn)為運(yùn)維滯后、不專業(yè)，不能及時(shí)、有效、完全地解決問(wèn)題。光伏電站運(yùn)維質(zhì)量的因果關(guān)系如圖5 所示。

圖5 光伏電站運(yùn)維質(zhì)量的因果環(huán)路圖Fig. 5 Causal loop diagram for operations and maintenance quality of PV power station

對(duì)圖5 的因果鏈進(jìn)行分析：

1)因果鏈①～ ④：光伏電站業(yè)主/投資者為享受優(yōu)惠政策，使收益最大化，會(huì)以最快地速度完成光伏電站的申請(qǐng)、建設(shè)、并網(wǎng)這一系列流程，卻輕視或忽略了電站的運(yùn)維。這種“趕建設(shè)、輕運(yùn)維”的意識(shí)，使運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、人才培養(yǎng)及運(yùn)維資源嚴(yán)重滯后于電站建設(shè)。不少電站的客觀條件差(如偏遠(yuǎn)、分散、規(guī)模小)，或電站在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)運(yùn)維考慮不周，導(dǎo)致后期電站難以或無(wú)法運(yùn)維。比如：電站基座長(zhǎng)滿雜草，光伏組件被雜草、樹(shù)枝遮擋，組件積滿灰塵或粘上鳥(niǎo)糞，長(zhǎng)期得不到基本維護(hù)；甚至組件破損、逆變器故障或停機(jī)，長(zhǎng)期得不到維修。

2)因果鏈④～ ⑦：運(yùn)維意識(shí)薄弱，往往輕視運(yùn)維模式與技術(shù)的創(chuàng)新、優(yōu)化。專業(yè)人才缺乏，人員專業(yè)素養(yǎng)差，對(duì)運(yùn)維認(rèn)識(shí)不足，基本無(wú)預(yù)防和計(jì)劃的理念，這都會(huì)直接影響運(yùn)維規(guī)劃和實(shí)際作業(yè)；再加上運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)的不足，使運(yùn)維大多僅限于查看發(fā)電量、簡(jiǎn)單除塵清洗、去除遮擋等粗淺工作，而相關(guān)監(jiān)測(cè)、分析評(píng)價(jià)、預(yù)防和計(jì)劃維修等高效運(yùn)維的正常工作較少甚至未開(kāi)展，更未建立科學(xué)的運(yùn)維體系。人員專業(yè)能力不足，實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)欠缺，檢測(cè)、發(fā)現(xiàn)及排除故障的水平偏低。以上因素最終使得運(yùn)維的系統(tǒng)性、專業(yè)性、科學(xué)性不足，操作的流程化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化等能力較弱，信息化和智能化管理水平亟待提升。

為提升運(yùn)維質(zhì)量，現(xiàn)實(shí)中也出現(xiàn)了不少光伏電站運(yùn)維管控體系和模式的創(chuàng)新與實(shí)踐，以及專業(yè)人才的培養(yǎng)[21,27-28]，但囿于投入成本加大及時(shí)間延遲，其效果遠(yuǎn)不能滿足光伏電站快速發(fā)展的需求。

1.5 外部環(huán)境因素

光伏電站質(zhì)量的外部環(huán)境影響因素主要來(lái)自自然因素、人為因素、不穩(wěn)定因素、政策因素，以及其他驅(qū)動(dòng)因素等方面，如圖6 所示。

圖6 光伏電站外部環(huán)境影響的因果環(huán)路圖Fig. 6 Causal loop diagram for external environmental impact on PV power station

對(duì)圖6 的因果鏈進(jìn)行分析：

1)因果鏈①：自然因素是指源于自然的會(huì)對(duì)電站質(zhì)量產(chǎn)生影響的所有要素，如光照資源、風(fēng)沙/沙塵、濕熱/干熱、強(qiáng)紫外線、大風(fēng)、洪水、暴雪、地震等，自然因素造成的影響輕則會(huì)磨損、腐蝕組件，影響電站系統(tǒng)效率，重則會(huì)直接導(dǎo)致電站坍塌、毀壞、報(bào)廢。若電站存在其他質(zhì)量問(wèn)題或隱患，自然因素的破壞作用就更明顯。

2)因果鏈②、③：人為因素主要是指人為的蓄意或其他沖突的破壞行為，以及操作不當(dāng)?shù)葻o(wú)意行為，如2018 年7 月，廈門某市民的屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的部分光伏組件被當(dāng)?shù)爻枪苄姓?zhí)法局強(qiáng)制拆除[29]。不穩(wěn)定因素主要是指政治/政局不穩(wěn)、戰(zhàn)爭(zhēng)、暴亂、動(dòng)亂等大規(guī)模動(dòng)蕩因素。這些因素可能產(chǎn)生巨大地破壞作用，影響電站穩(wěn)定運(yùn)行，甚至讓電站直接報(bào)廢。

3)因果鏈④：政策因素一般不會(huì)直接導(dǎo)致電站質(zhì)量問(wèn)題，但其對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。比如電價(jià)補(bǔ)貼政策促進(jìn)了光伏裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，同時(shí)也加劇了光伏補(bǔ)貼資金缺口的持續(xù)擴(kuò)大，截至2018 年6 月缺口已近500 億元[30]；技術(shù)創(chuàng)新支持政策促進(jìn)了技術(shù)進(jìn)步、提升了電站質(zhì)量，同時(shí)也降低了裝機(jī)成本。這些結(jié)果會(huì)促使主管部門調(diào)整相關(guān)政策，而調(diào)整的時(shí)間窗往往會(huì)導(dǎo)致?lián)屟b、趕工行為，會(huì)影響工程質(zhì)量，不良企業(yè)甚至可能做出損害電站質(zhì)量的行為[26]。此時(shí)，若相關(guān)政策不完善、監(jiān)管不力，如電價(jià)補(bǔ)貼、產(chǎn)品認(rèn)證及使用要求都有明確規(guī)定，但對(duì)于如何處理不進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證、不使用認(rèn)證產(chǎn)品、以次充好的主體卻無(wú)明確的監(jiān)管措施，這將導(dǎo)致無(wú)法或無(wú)效監(jiān)管，從而侵蝕因果鏈的正向作用。

4)因果鏈⑤：技術(shù)進(jìn)步是光伏等新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)要素之一，直接關(guān)系到光伏產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用的成本及質(zhì)量，除政策、制度外，還受產(chǎn)業(yè)及企業(yè)發(fā)展情況、企業(yè)家的認(rèn)知、投資成本收益等因素的驅(qū)動(dòng)。

2 光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的根源歸結(jié)

綜合分析圖1～圖6 的主導(dǎo)因素及影響路徑，可以得到光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的因果環(huán)路圖，如圖7所示。

在涉及的所有影響因素中，人為因素尤其是人為故意因素并非常態(tài)；自然因素雖難以避免，但可通過(guò)開(kāi)發(fā)建設(shè)符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的高質(zhì)量電站及高水平運(yùn)維來(lái)緩解其帶來(lái)的不利影響。因此，光伏電站質(zhì)量問(wèn)題一般可歸因于：零部件與工程存在質(zhì)量問(wèn)題，而驗(yàn)收評(píng)估環(huán)節(jié)并未發(fā)現(xiàn)所有問(wèn)題，后續(xù)運(yùn)維又難以切實(shí)解決運(yùn)行問(wèn)題。根源可分為相對(duì)被動(dòng)和主動(dòng)2 類：相對(duì)被動(dòng)包括標(biāo)準(zhǔn)不完善，培養(yǎng)滯后導(dǎo)致人才缺乏，人員專業(yè)素養(yǎng)與技術(shù)能力低下等，使零部件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、電站設(shè)計(jì)、安裝施工、驗(yàn)收評(píng)估和運(yùn)維等相關(guān)過(guò)程及質(zhì)量管控的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化不足；主動(dòng)包括有意弱化、忽略質(zhì)量管控及監(jiān)理，不進(jìn)行認(rèn)證，不按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，趕工期，以次充好，偷工減料，合謀等。2 類根源最終都會(huì)反映到光伏企業(yè)、承包商、評(píng)估機(jī)構(gòu)等主體的決策行為上，這些行為會(huì)對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生影響。自頂向下、追根溯源可知，在政策驅(qū)動(dòng)的行業(yè)發(fā)展階段，是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)入門檻、政策、監(jiān)管的不足，投資成本收益及相關(guān)主體“唯利是圖”的決策屬性等多因素的相互作用導(dǎo)致了光伏電站質(zhì)量問(wèn)題。

圖7 光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的因果環(huán)路圖Fig. 7 Cause loop diagram of PV power station quality problems

2.1 相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)入門檻有待完善

我國(guó)已初步形成光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系，但其建設(shè)與完善跟不上光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性、完備性、細(xì)致性、專門性、匹配性還存在不足[23-24,31]，使光伏電站全生命周期供應(yīng)鏈相關(guān)過(guò)程及作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、規(guī)范化不足，過(guò)程能力偏低，也難以制定出適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的準(zhǔn)入門檻，監(jiān)管措施不易細(xì)化，從而難以執(zhí)行，使落后產(chǎn)能進(jìn)入，從而拉低了產(chǎn)業(yè)專業(yè)技術(shù)能力。無(wú)論“渾水摸魚”的不良企業(yè)，還是資質(zhì)專業(yè)的正規(guī)企業(yè)，都是善于學(xué)習(xí)的自適應(yīng)智能主體，會(huì)充分利用政策，基于自身成本收益做出有損電站質(zhì)量的故意或無(wú)意行為，尤其在各級(jí)政府大力支持、產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展、相關(guān)資源供不應(yīng)求的背景下，裝機(jī)規(guī)模大幅增長(zhǎng)而光伏電站質(zhì)量問(wèn)題日益嚴(yán)重也就不足為怪了。

2.2 政策設(shè)計(jì)及調(diào)整有待完善

從2009 年開(kāi)始，相關(guān)政策的陸續(xù)出臺(tái)促進(jìn)了光伏產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，但離高質(zhì)量發(fā)展仍有較大差距，這與政策設(shè)計(jì)及調(diào)整的合理性、前瞻性、持續(xù)性的不足相關(guān)。比如“金太陽(yáng)示范工程”采取的裝機(jī)規(guī)模補(bǔ)貼方式不合理，導(dǎo)致企業(yè)只管建電站而不管發(fā)電，造成“跑項(xiàng)目、騙補(bǔ)貼、次充好”的現(xiàn)象，建成低質(zhì)量電站[32]。光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)近年來(lái)已多次調(diào)整，《關(guān)于調(diào)整光伏發(fā)電陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的通知》(發(fā)改價(jià)格[2016]2729 號(hào))將I、II、III 類地區(qū)不滿足備案和并網(wǎng)時(shí)間條件的光伏項(xiàng)目的上網(wǎng)電價(jià)分別下調(diào)了0.15、0.13、0.13 元/kWh，引發(fā)了“630 搶裝潮”，大量項(xiàng)目集中施工，搶工期、搶并網(wǎng)，變更設(shè)計(jì)，施工失誤，從而導(dǎo)致出現(xiàn)電站質(zhì)量問(wèn)題，也使得光伏組件“一片難求”，價(jià)格逆市上漲，一些低端組件產(chǎn)能因此死而復(fù)生。為了“控規(guī)模、提質(zhì)效”，《關(guān)于2018 年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》(發(fā)改能源[2018]823 號(hào))進(jìn)一步調(diào)低了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，給光伏企業(yè)帶來(lái)了生存壓力，不少知名企業(yè)的組件產(chǎn)品都被迫降價(jià)，低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)卷土重來(lái)，造成“餓死同行、累死自己、坑死業(yè)主”的現(xiàn)象，反而一些低劣企業(yè)及產(chǎn)品大行其道，給電站帶來(lái)了極大地質(zhì)量隱患[25]。由此可見(jiàn)，政策合理與否及其不確定性將直接影響項(xiàng)目的投資收益，迫使相關(guān)主體采取有損質(zhì)量的故意或無(wú)意行為，對(duì)光伏電站質(zhì)量產(chǎn)生重要而深遠(yuǎn)的影響。

2.3 監(jiān)管及執(zhí)行有待完善

1)光伏電站質(zhì)量的事前、事中和事后的閉環(huán)監(jiān)管機(jī)制有待完善。

2)已有監(jiān)管政策大多是總體、原則性的規(guī)定，缺乏可實(shí)際操作、細(xì)化明確的監(jiān)管措施與執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，如前文所述的不認(rèn)證或不使用認(rèn)證產(chǎn)品的情況就屬于難以執(zhí)行監(jiān)管的情況[26]。

3)政策及監(jiān)管一般需要多部門主體協(xié)同執(zhí)行，往往缺乏協(xié)調(diào)或很難協(xié)調(diào)，從而導(dǎo)致執(zhí)行不力(無(wú)法、不愿、選擇性執(zhí)行或亂執(zhí)行)，前文曾舉例的廈門某屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件被當(dāng)?shù)爻枪軓?qiáng)制拆除便是如此。監(jiān)管、執(zhí)行不到位將放大相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)入門檻及政策不完善的影響，使相關(guān)主體“放心大膽”地做出損害電站質(zhì)量的決策行為，最終又反過(guò)來(lái)影響政策監(jiān)管目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.4 人才培養(yǎng)有待加強(qiáng)

光伏電站全生命周期供應(yīng)鏈需要大量的研究、技能、管理等方面的各類型、各層次專業(yè)人才，但目前人才培養(yǎng)滯后、供給不足，遠(yuǎn)不能滿足光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求，且企業(yè)不易招到并留住合適人才，致使電站建設(shè)中存在相關(guān)過(guò)程不專業(yè)、能力不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致電站出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。具體來(lái)看，依靠轉(zhuǎn)型成為光伏業(yè)專業(yè)人才且愿意從事該行業(yè)，并非培養(yǎng)人才的主要路徑；引進(jìn)海外人才及自主培養(yǎng)集中于大型企業(yè)，但人才少、成本高、難長(zhǎng)留，因此并不容易；中小企業(yè)多采取“師傅帶徒弟”的方式，培養(yǎng)人才層次較低；目前專門培養(yǎng)光伏專業(yè)人才的高校、研究所還不多，培養(yǎng)模式與方案也不成熟，專業(yè)師資不足，培養(yǎng)人才有限，且人員經(jīng)驗(yàn)不足，不能直接勝任相應(yīng)的工作崗位。

2.5 創(chuàng)新仍需加強(qiáng)

研制、設(shè)計(jì)、安裝施工、驗(yàn)收、運(yùn)維、管控等方面的技術(shù)、模式創(chuàng)新，可提供更專業(yè)、要先進(jìn)有效的技術(shù)與模式支持，促進(jìn)電站建設(shè)整個(gè)過(guò)程的專業(yè)能力提升，達(dá)成更穩(wěn)定、高水準(zhǔn)的零部件、工程、驗(yàn)收及運(yùn)維質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)光伏電站高質(zhì)量、低成本的建設(shè)與運(yùn)維。雖然我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模全球領(lǐng)先，但在高端裝備、核心技術(shù)、前瞻性、可靠性及質(zhì)量方面還有較大提升空間，這也是加強(qiáng)創(chuàng)新的重要理由。

3 對(duì)策及建議

基于上述對(duì)光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的表現(xiàn)及其根源的系統(tǒng)分析，在政策驅(qū)動(dòng)的發(fā)展階段，需要完善相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)管及執(zhí)行，支持并激勵(lì)通過(guò)人才培養(yǎng)、各種創(chuàng)新來(lái)保證、提升質(zhì)量的積極行為，約束并懲罰“渾水摸魚、以次充好、偷工減料”等損害質(zhì)量的不良行為，具體提出3條對(duì)策和建議。

3.1 完善政策和標(biāo)準(zhǔn)

1)明確“控規(guī)模、提質(zhì)效”的發(fā)展方向，厘清面向合理、持續(xù)、可執(zhí)行等政策設(shè)計(jì)、調(diào)整及執(zhí)行的要求，避免論證不足、突發(fā)性及不確定性，比如電價(jià)補(bǔ)貼退坡應(yīng)考慮裝機(jī)成本、投資收益等的變化情況，可采用逐年遞減、幅度適當(dāng)?shù)姆绞剑詼p少行業(yè)沖擊、搶裝等造成的不利影響。

2)修訂、加強(qiáng)、明確、細(xì)化光伏電站全生命周期供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與技術(shù)進(jìn)步相匹配并適時(shí)調(diào)整，以提升生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、安裝、檢測(cè)、運(yùn)維等作業(yè)的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化及過(guò)程能力，確保質(zhì)量穩(wěn)定，促進(jìn)質(zhì)量提升。

3.2 強(qiáng)化全過(guò)程監(jiān)管

1)事前：強(qiáng)化市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制，采用較高及差異化的準(zhǔn)入門檻，限制不良企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)，淘汰落后產(chǎn)能，適應(yīng)不同等級(jí)、階段的產(chǎn)品及技術(shù)發(fā)展，從制造、設(shè)計(jì)、集成、運(yùn)維等各環(huán)節(jié)及主體源頭上確保高質(zhì)量產(chǎn)出，促進(jìn)市場(chǎng)規(guī)范、有序發(fā)展。

2)事中：加強(qiáng)光伏產(chǎn)品生產(chǎn)及選用、電站設(shè)計(jì)、安裝施工、驗(yàn)收評(píng)估等環(huán)節(jié)的第三方認(rèn)證及監(jiān)理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、整改，消除質(zhì)量隱患。

3)事后：嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題與隱患，且不整改到位不予通過(guò)；對(duì)事中和事后監(jiān)管發(fā)現(xiàn)的不愿整改或多次整改不到位的不良主體，建立“失信黑名單”制度并嚴(yán)格執(zhí)行，形成質(zhì)量監(jiān)管閉環(huán)機(jī)制。

3.3 加強(qiáng)創(chuàng)新及人才培養(yǎng)

1)持續(xù)從政策、投入上支持光伏技術(shù)的創(chuàng)新，可組建高級(jí)別技術(shù)中心或研發(fā)平臺(tái)，識(shí)別和把握關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)“產(chǎn)、學(xué)、研”合作創(chuàng)新模式及國(guó)內(nèi)外交流合作，以促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步及過(guò)程專業(yè)能力的提升。

2)加強(qiáng)光伏項(xiàng)目商業(yè)、融資、工程建設(shè)、運(yùn)維等系統(tǒng)、模式及信息管理的完善與創(chuàng)新，促進(jìn)項(xiàng)目質(zhì)量等信息的共享及管理水平、效率的提升，方便相關(guān)主體獲取和了解所需信息，以做出正確決策，從而引導(dǎo)、倒逼相關(guān)主體加強(qiáng)質(zhì)量、運(yùn)維意識(shí)，積極主動(dòng)地進(jìn)行質(zhì)量保證和提升。

3)從政策上支持光伏專業(yè)人才培養(yǎng)，多主體聯(lián)合建立培養(yǎng)機(jī)制，加強(qiáng)培養(yǎng)力度，豐富培養(yǎng)方式，支持更多教育及科研機(jī)構(gòu)開(kāi)設(shè)相關(guān)專業(yè)、完善培養(yǎng)方案，以擴(kuò)大人才儲(chǔ)備，提升人員專業(yè)能力及產(chǎn)出的質(zhì)量水準(zhǔn)。

4 結(jié)論

本文簡(jiǎn)要分析了光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的現(xiàn)狀，采用系統(tǒng)思考方法構(gòu)建因果環(huán)路模型，系統(tǒng)分析了相關(guān)影響因素及影響傳導(dǎo)路徑，并歸結(jié)了問(wèn)題根源，最后提出了有針對(duì)性的對(duì)策。研究表明，光伏電站質(zhì)量問(wèn)題是主體行為相互影響的綜合結(jié)果：政策、標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)管的不足是主管部門、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、行業(yè)協(xié)會(huì)等主體的行為結(jié)果，而直接導(dǎo)致光伏電站質(zhì)量問(wèn)題的零部件、工程、驗(yàn)收評(píng)估、運(yùn)維等質(zhì)量缺陷是制造商、承包商、評(píng)估機(jī)構(gòu)等主體在政策及監(jiān)管影響下的行為結(jié)果。

需要注意的是，光伏電站質(zhì)量是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而本文提出的對(duì)策屬于高度概括，還需進(jìn)一步分類、分級(jí)、細(xì)化，以形成明確、具體、可執(zhí)行的實(shí)施細(xì)則和措施，才可能真正規(guī)范主體的質(zhì)量行為，有效解決光伏電站質(zhì)量問(wèn)題。