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光伏组件质量的“木桶效应”

2013-11-05 09:53来源:《PV-Tech PRO》关键词:光伏组件质量光伏材料光伏产品质量问题收藏点赞

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细节的把控

EVA胶膜的质量差异表现在透光率和耐候性上。如果EVA质量出现问题将直接影响组件输出功率和寿命。西北勘测设计院光电分院副院长肖斌在积累了中电投等大量项目的经验后认为,对于西部高海拔、紫外线强的区域,要特别重视EVA的质量,在长时间紫外线照射下,会造成角膜老化、降解,并使胶膜变黄,进一步影响透光率,影响组件效率和功率。

组件的四周被三种材料包围,玻璃、铝边框和背板。玻璃、铝边框对环境侵蚀的抵抗性能较好,这里最容易受到影响的是背板。由多层高分子薄膜材料黏合起来的背板关系到组件长时间的可靠性。在组件所出现的诸多问题中,背板失效是较为常见的一种。背板失效的因素有多种,如绝缘失效、开裂撕裂、层间脱层、与EVA或接线盒脱层等。

对于背板来说,材料的选择至关重要。背板的膜材料有多种选择,TPT(含氟层+PET+含氟层)、TPE(含氟层+PET+EVA)、PET(PET-PET-PE层)、APA(聚酰亚胺+PET+聚酰亚胺)、AAA(三层聚酰亚胺复合)等是最常见的几种。此外,比亚迪的铝背板以及天合光能近期推出的用玻璃代替复合材料背板的双玻组件都是新的尝试。这几种常见的复合膜材料的评价指标是耐候性、绝缘性能、粘连度以及寿命。在恶劣环境下,PET的表现最不好,稳定发挥的时间寿命无法满足组件的25年使用要求,其余四种中表现最好的是TPT、APA和AAA的粘连度最然表现更好,但抗紫外线能力要差一些,后者在西部地区的性能需求更重要。杜邦对分别TPT和PET背板并在户外运行超过10年的组件进行对比评测。杜邦发现采用TPT背板的组件年平均功率损失为0.8%,而采用PET背板的组件年平均功率损失超过1.3%,甚至有组件年功率衰减达到4.6%。

氟是对抗紫外线的重要因素,作为氟化物研究的全球领先者,杜邦的Tedlar材料在全球背板份额中超过50%。杜邦Tedlar产品经理付波认为TPT和TPE可以根据环境不同进行选择,“对于苛刻环境下,TPT背板要表现更稳定,TPE背板在一般环境下也能承受20年以上的稳定应用。”Tedlar材料在多项测试中保持了稳定的性能,即使背板在接线盒面的那层出现紫外老化后,内层依然会保持稳定。如果内层一旦开裂,将出现脱层、撕裂等现象。杜邦将TedlarTPT背板的内层软化极限温度提升到250℃,这样一来,背板在户外高温下的稳定性能获得更好的提升。

在付波看来,PET的使用有很大风险,“从在日本测试的采用PET背板的组件来看,随着时间延长,年衰减功率是不断提升的,可能前几年还是正常的。如果在中国西部使用,PET背板在五年内保持正常功能没有问题,但更长时间后它的绝缘、阻隔性能都会暴露很多问题,进一步产生老化、漏电、绝缘等现象。”从中电投在西部通过大量电站投资、运维得到的经验看,采用双面含氟背板的意义越来越大。

接线盒作为组件的一部分并且直接关系到电力输出,其质量要求也非常高。抗老化、耐紫外线、防水防尘等是基本要求,更高的要求是好的散热模式以有效降低内部问题、更低的体电阻来减少功率损耗。

付波分享了关于杜邦在质量控制上的经验,“组件的失效分三段,第一段是可靠性,由于设计、加工工艺等出现的问题,叫做可靠性失效;随着时间的推移进入微笑曲线的底部,这时的失效叫做随机失效;时间再往后第三阶段产生的失效就是老化失效。在第一阶段可以通过IEC等标准来规避,第二阶段是必然出现的,我们所要看重的是第三阶段的老化失效。”

辅材最容易出现老化失效,由于这种情况不是在短时间就能体现出来的。作为电站投资商,如果把控不好,或许要在五年或十年后为当下的决策失误买单。

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