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深入中国各地研究不同气候地区,材料对组件效能的影响
为了对不同典型气候类型和使用年限的组件做深入调查和研究,国内光伏行业专家和杜邦公司专业技术人员走访了12个省份,检测了20多个光伏系统和电站、累计约210MW的光伏组件。研究发现,不同气候地区光伏组件的衰减和材料老化有一定差异和规律,尤其对于拥有亚热、热带和温带等不同气候类型,及荒漠干旱、高原、沿海等多个地理特征的中国而言(如表2),其影响更加明显。
表2中国典型气候地区及气象数据举例
荒漠干旱地区:组件发黄严重
青海、新疆、内蒙古和宁夏等西、北部地区,是近年国内光伏电站建设集中地,这些地区光照资源充足,土地价格低廉,方便集中管理。但该地区气候环境严苛,具体表现为干旱少雨,年太阳辐照量超过5500MJ/m2,冬夏及昼夜温差较大,且部分地区地表沙化严重。
对于耐候性差的背板如聚酯(PET)和单层聚偏氟乙烯(PVDF)背板,变色发黄是一种常见的外观失效。在欧洲、北美和日本等地区多种气候类型下(包括温和气候)都报道过大量的相关失效案例。在我国也有很多此类背板发黄的案例。
图2是宁夏使用4年的组件,使用的是单层PVDF背板(PVDF薄膜/聚酯PET/粘接E层),背板内层显著黄变,超过50%的同类型组件和背板存在类似问题。背板变色发黄是一种常见的外观失效,根据现场IV测试结果显示:黄变组件的平均功率衰减为11%左右,显著高于户外使用4年组件功率衰减不超过5%的要求。
图2宁夏使用4年单层PVDF背板组件
还有些在西部风沙活动频繁地区使用的光伏组件,因其背板材料耐磨性差,厚度低,涂层被风沙磨损,背板内层PET很快直接曝露于苛刻大气环境中,在使用不到两年时间里即加速老化失效,如图3。
图3在青海安装18月组件FEVE涂料背板外层减薄为16.5微米,而标称厚度为20微米
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