為太陽光電模組尋求妥善的物流解決方案
作者: SHAMSIAH ALI-OETTINGE, INDUSTRY & SUPPLIERS

物流：從原始多晶矽開始，便要歷經多個設計與製造步驟，才能生產出高品質的太陽光電模組。每一個終端客戶都希望他們收到的模組就像剛出廠時完好如新。然而，從生產工廠到倉庫再到客戶手中，卻是一條漫長的道路。

剛離離開工廠的模組通常是完好無缺的。但當送達客戶希望屋頂上安裝太陽能面板的客戶手中時，客戶往往會發現，在陽光下看來，這些產品都有著歷經長途跋涉的風霜痕跡。無論是經由航運或貨運，這些「損壞」都發生「運送過程」中。然而，誰該為這些損壞買單？

國際商業貿易條款（International Commercial terms，Incoterms）是國際商業貿易的規範。該協議的核心主要針對終端客戶和模組賣方之間。該條款包含了一些常用術語，如管理（govern）和交易（Transaxtions）。針對所有種類運輸模式（a），以及海上和內河運輸（b）共規範了11條準則。這些準則各自有不同的代號，可代表買方和賣方之間的協議，並說明雙方的權責。下文中也將針對「2010版國際貿易術語 」（Incoterms 2010）進行簡要介紹。

建立標準？
或許，太陽光電產業應該為包裝和運送過程建立某種形式的標準？與半導體和汽車產業相比，太陽光電產業在包裝和運輸領域非常資淺。因此，目前仍然沒有一種標準手冊能教導業者如何包裝太陽光電組件，如何裝載、運輸和卸貨等。但這也可能是因太陽光電市場本身過於分散，數百家太陽能電池製造商製造出數百種不同類型的模組，每一種都需要特殊處理。

Adler Solar工程服務主管Sönke Jäger對PV Magazine表示，設立相關標準，應該是全球性的目標。「不過，這並不容易實現。我們都有一些相關的想法，這些想法對於建立太陽光電產業中的可追溯性和質量檢查都有幫助，」Sönke Jäger說道。然而，在這個標準正式建立以前，仍然有很長的路要走。

Eckpack的模組包裝解決方案產品經理Kai Hornberg指出，要在物流領域建立標準並不容易，最主要原因，就是沒有標準產品。每一個廠商都有自己的產品包裝規則，包括應該採用何種包裝方法，舉例來說，他們的模組出貨時，應該水平或垂直地放置在運輸容器中？。Adler Solar公司的 Tobias Brack同意，廠商會堅持使用自己的解決方案，包括他們自有的包裝和運輸方法。

模組的特性
各種不同的包裝和運輸方法，都可能導致模組的性能差異。簡單點來說，運送過程的風險非常大。許多模組的旅程非常漫長。例如，在中國製造的模組要經過長程的海運送達歐洲或美國，之後要在港口卸貨，然後再轉運到目的地。

賣方必須確保這些模組從出發到抵達最終目的地的過程中，一路上都「平安無事」。運算過程中模組可能會移動，甚至滑出包裝。整個模組的接線盒都可能從托盤上掉下來。又或者相互堆疊的模組，可能因為壓力導致微裂紋，而終端客戶在收到貨時，並沒有辦法立即檢測出這些損壞。

針對這些問題，目前還沒有任何一種萬無一失的方法。但最好的做法，是設法確保品質，並維持更低的後勤成本。但是，有可能同時維持低物流成本低和高品質這兩個截然相反的目標嗎？

檢查運輸過程中的振動情況
在運輸過程中，模組都會承受一定程度的機械應力。導致這些應力的原因包羅萬象，從粗糙的模組包裝處理，到貨車的震動都包含在內。去年底，SEMI公佈了「在運送環境中針對結晶矽（c-Si）太陽光電（PV）模組的SEMI PV23-1011機械應力測試方法，這是一種能降低太陽光電模組，在運輸過程中由於損壞而導致的相關成本的全新標準。」

此項標準是由SEMI台灣太陽光電標準委員會（SEMI Taiwan PV Standards Committee）撰寫，並已經由全球SEMI太陽光電標準委員會審核。

台灣工研院（ITRI）的Ivan Chen和Hsiu Liu對PV Magazine表示，「在SEMI PV23-1011標準問世以前，業界完全沒有針對太陽光電模組包裝和運輸的國際性標準。新標準主要著重在太陽光電模組的品質測試，而其它標準如IEC 61215和61730則側重於溫度循環、濕漏電流、機械負載等。然而，有關振動和跌落等與太陽光電模組可靠性相關的測試，卻並未被包含在任何一種標準文件中。」Liu同時指出，業界已經出現希望國際性太陽光電阻織正視這些問題的聲音。「然而，要起草一份IEC標準所耗費的時間可能會超過五年，而這個產業卻迫切需要新標準。而SEMI標準則提供了一個良好的平台，」。

SEMI PV23-1011為太陽光電模組提供了一種共同測試方法，可針對運輸期間引起的機械震動進行評估。SEMI認為，此一測試方法，將可成為發展更好、更安全模組保護規範的跳板，從而為運輸過程中的模組提供更多保障。

SEMI Vibration Test Method Task 小組旨在研究運輸過程中出現的振動問題。據台灣工研院太陽光電測試實驗室所進行的測試顯示，模組性能將隨振動而下降。

Liu解釋道，「振動主要出現在三個環節：製造過程、運輸過程；以及現場。傳統SEMI標準主要是解決生產和包裝過程中出現的問題，而我們的重點是放在出貨運輸上。而運輸過程也是太陽光電模組在其生命週期內會歷經最多振動的時期。」SEMI PV 23-1011可針對包裝完成的太陽光電模組進行振動測試。這與IEC 61215或61730等其它標準都不一樣──這些標準都是針對尚未包裝的模組做測試。Liu進一步解釋道，「為了解決運輸問題，必須進一步考量包裝設計。製造商必須評估其包裝設計，以及如何為模組提供更佳保護。」該任務小組的會員與模組製造商和專長於振動和衝擊測試的可靠性測試業者們攜手合作。未來，他們還在進一步針對性能和可靠性展開測試。

常見的裂紋
Liu指出，運輸過程中最常見的損壞，是模組中的太陽能電池出現破損和裂紋。 「很多時候，這些損壞是肉眼可見的。用紅外線相機的電致發光（EL）技術，則可以觀察到許多肉眼不可見的微裂紋。這些損壞會直接影響到太陽光電模組的功率輸出性能。薄膜模組通常不具備金屬框架，有時候不慎打破，它就會像完全碎掉的玻璃，」。

以Adler Solar為例，除了在實驗室進行測試，其行動服務團隊還提供現場測試。Jäger表示，這兩種測試基本上都提供相同的服務：視覺檢查和控制；瞬間高壓測試（flash tests）和電致發光測試。基本上，整個模組的品質測試都可以在現場進行檢測。這種方法或許可讓買主在收到商品時，測試其產品是否在運送過程中遭到損壞。

Jäger指出，移動測試的需求一直穩步上升。「在最大型的二十家廠商中，已經有十二家與我們合作。我們看到市場需求，」他說。不過，他也警告，模組缺陷可能會發生在任何時間點，因此，不僅僅是運輸過程，還必須比較模組在離開製造廠倉庫和卸貨後的狀態。

裂紋的研究
TÜV和德國的（Institute for Solar Energy Research Hamelin，ISFH）進行了一項研究，針對類似情況進行調查。這項研究比較了發生在運輸過程中的裂紋，以及在標準機械規範測試過程中所產生的裂紋。該實驗採用了來自不同製造商，在單一模組封裝中，整合六十個單晶或多晶電池的多個太陽光電模組。這些模組都直接從製造商的工廠運送到ISFH或TÜV Rheinland。此一研究也再次讓我們得知，除了運送過程，在許多其它地方也會產生損壞。

該實驗的一部分以符合IEC 61215標準的5,400帕斯卡（Pa）選項，對模組在運輸過程和裝載過程中所產生裂紋的統計分佈進行了比較。

在兩種針對模組邊角所做的模擬中可發現相當顯著的差異。針對運輸的模組所做的實驗顯示，其角落處僅有很少數的電池破損，然而經過IEC 61215 5,400 Pa負載測試的模組，卻顯示出較高的邊角破損情況。

研究人員們在第26屆歐洲太陽能會議暨展覽會（26th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition ）中提出了名為《結晶矽太陽光電模組裂紋分佈》的研究報告，他們指出，「一條裂紋並不會對模組性能產生重大影響，但裂紋最關鍵之處，卻是在於它破裂的方向。」

針對裂紋的方向，該研究定義了一些特定名詞：樹突狀裂紋（dendritic cracks）、若干裂紋（several cracks）、平行到匯流排的裂紋（parallel to busbar cracks）、垂直到匯流排的裂紋（perpendicular to busbar cracks）、交叉裂紋（cross cracks），以及45度裂紋（45 degree cracks）。

該研究結論表示，為盡可能減少模組所承受的機械負載，太陽光電模組的裝卸和運輸過都應該重新考慮。這項研究也歸類出兩種最顯著的裂紋類型：「在電池上出現超過一個裂紋方向」，以及「電池平行至匯流排(cells parallel to the bus bar)」。

與匯流排平行的裂紋某種程度上會大幅降低模組的供電能力，這是在運輸過程中出現在模組上的主要裂紋種類。避免機械應力，或者至少能盡量在運輸過程中減少機械應力，以避免產生這類可能拉低模組性能的裂紋。

製造商的責任
然而，什麼才是能保護模組的良好包裝設計呢？舉例來說，用一個紙箱，或是發泡塑料外框，但這些還不夠嗎？

Liu解釋道，一個好的包裝設計，必須包含能在模組與包裝之間的緩衝材料。「在會使用到叉車或其它類似搬運車的場合，對於模組包裝的處理就需要格外小心。」如果包裝不夠完善好，在運送過程中，這些模組雖然已經包裝好，但還是會遭受振動。這也必然導致模組中的電池產生裂紋。

部份製造商仍未體認到他們在整個模組從製造到運抵終端用戶的過程中必須扮演的角色。有些人已經意識到他們必須更積極參與物流過程中的包裝、運輸和追蹤等服務。然而，也有些製造商並不這麼認為。而這都取決於買賣雙方之間的協議。

當然，對終端客戶來說，最重要的一點是模組在經歷包裝和運輸物流等過程後，仍能保有完好的品質。因此，製造商和服務供應商們必須決定模組在出廠時應該垂直或水平擺放？它們應該放在一起或獨自包裝？或是還有其它會對包裝造成影響的元素存在？Liu指出，「有許多因素都會產生影響。如產品本身的設計和包裝容器。如果整個包裝剛好會讓模組暴露在振動之下，那麼模組的損壞就可能很嚴重。」

2010版國際貿易術語 （Incoterms 2010）
所有運輸模式的通用規則
EXW：工廠交貨條件
賣方負責在其自有的業務所在地交付貨物。所有其它運輸成本和風險均由買方負擔。

FCA：向運送人交貨條件（Free carrier）
要求賣方在指定機場、碼頭或其它指定地點交付貨物。在交貨後，運輸成本和風險損失即轉移給買方。

DDP：目的地稅訖交貨條件（Delivered duty paid）
要求賣方支付所有貨物運輸相關成本，並擔負所有貨物相責任，直到貨物交付買方為止。這包括了航運、稅款和裝運貨物時所產生的任何其它費用。

海運和內河運輸規範
FAS：起運港船邊交貨條件（Free alongside ship）
要求賣方將貨物送達由買方指定的裝船港船邊碼頭或駁船內。「船邊」意指在貨船起重滑車範圍內的貨物。

CIF：含運、保費交貨條件（Cost, insurance and freight）
要求賣負擔貨物運送至指定目的港為止的所有費用，並為買方提供貨品自出貨後的所有必需文件。

(資料來源：2012年國際商會)

潮濕的紙板
今天，許多模組都採用紙箱來包裝。許多太陽光電模組製造商也傾向選擇「回收」的紙板包裝，或是在物流過程中採用用料更少的「綠色」解決方案。然而，舊紙板真的是好的解決方案嗎？

Enlog 自1995年以來就一直為太陽光電模組製造商提供服務，也包括包裝和運輸等服務。其Eckpack解決方案產品經理Kai Hornberg說明了用紙板包裝為何會產生問題，特別是紙板不慎被淋濕時。

「舉個例子，2007年，西班牙很多地方陰雨連綿。送達安裝地點的模組紙板包裝都潮濕了。當安裝完畢後，他們發現，模組性能並不如預期。而後他們意識到，某些紙板殘留物沾粘在玻璃上。這是一個很大的問題。」其次，Hornberg也解釋了廢紙問題。當拆開包裝拿出模組後，這些紙板都是很大的浪費。

第三個原因，Hornberg表示「紙塵」也是很嚴重的問題，它也可能在生產中造成污染，事實上，紙塵應該屬於生產領域的問題。將紙板盒堆放或生產線旁邊時，就很有可能導致污染。「你必須仔細觀察這些小問題，」他說。這些小問題可能導致斷電，也代表著金錢上的損失。

Hornberg提出的第四個原因，是採用進行手工紙板包裝時，可能會損壞模組的邊框，特別是黑色邊框。這些都是促成該公司開發可回收Eckpack解決方案的主要原因。

Eckpack解決方案
Eckpack Trio是一種精心設計的塑料邊角（plastic corner），它能取代紙板、護具配件和模組框架。該方案提供四個保護邊角，裝在模組上以後，就能夠讓模組開始堆疊，但每個模組只會承載其自身的重量，不會受到其它壓力。每120克的元素最多可承載250公斤，而且適合所有尺寸的模組。該方案也能將一個承載器上的包裝密度提高至32個模組，每個模組之間的空隙為6毫米。「我們必須從邊角開始減輕模組的負載。這也是我們為何開發這種包裝解決方案，」Hornberg說道。

Eckpack Trio方案會是太陽光電模組在運送時應該垂直或水平擺放的最佳答案嗎？對此，Hornberg解釋道，之所以命外為Troio，就是因為它能提供三種解決方案：垂直橫放、垂直直立，以及水平放置。他表示，水平放置的模組往往會承受更大的機械振動。不過，儘管已經有製造商採用直立式的包裝，但目前許多客戶對於Eckpack Trio能否妥善保護模組仍缺乏信心，因此，他也會向客戶建議垂直放置。

開放式或封閉式包裝？
在運送過程中，司機和裝載/卸載員都必須關注模組的情況。而Eckpack解決方案則是讓每一個堆疊起來的模組都使用透明的包裝。因此，工作人員能夠看到他們運送什麼樣的貨物，知道這些貨物價值多高。Hornberg指出，這一點非常重要。

他指出，「封閉式包裝」會讓人們無法看到被包覆的產品，因此，有些時候，逆變器或許會被放在上方。貨櫃車司機在一趟運送過程中也可能會裝卸貨許多次，這意味著或許會有不同數量的貨物與模組共同運送，甚至放置在上頭。而採透明包裝，則可減小在模組上放置重物的風險，因為他們知道，這樣做可能會破壞模組。「這就是為何我們選擇‘開放式包裝’」，他說。

Eckpack不僅僅是一種包裝解決方案，該公司也提供回收服務。在太陽光電廠區，從模組上除下的保護邊角可以集中放置在由Eckpack提供的大袋子。當袋子裝滿時，就可以通知廠商來回收。這些保護邊角會經過排列、洗淨、檢查等步驟，再次準備為客戶提供服務，如此便可做到真正的再利用、再循環，而且也比用過即丟的一次性包裝更具成本效益。

來自物流業的發聲
雖然市場上仍然有更好的保裝替代方案，但事實是，世界上並沒有絕對完美的包裝解決方案。SEMI PV 23-1011提供為產品和包裝設計提供了測試和評估的方法。工研院的Liu指出：「他們的公信力是來自於每次出現新產品和包裝設計時，他們都會使用相同的標準來對其進行測試。測試報告應該能顯示出性能和可靠性的改善幅度。」Eckpack Trio就是改進包裝設計的範例之一。

然而，在採用SEMI PV 23-1011標準測試規範後，任務小組得出的結論是，模組的最大輸出功率下降幅度幾乎達9%。這意味著模組性能仍可能因運送而降低，對可靠性也可能帶來影響，長期來看也可能會減短產品壽命。因此，Liu的結論是，「在改善包裝設計後，或許僅能減少1%的產品損害程度。因此，對製造商和客戶來說，降低製造成本、設法最大化利潤，才是最實際的做法。」

>> 原文 (英文): www.pv-magazine.com/archive/articles/beitrag/logistically-speaking-_100006676/501/#ixzz1uXopz5lL