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光伏电站建设“背后”:隐裂的材料 25年的风险
http://yangdaipin.com.cn2020-05-20

  欧洲某电站,一位电站业主走到电站边缘,惊讶地看着自己为建造太阳能电站采购回来的组件,背面从明晃晃的银白色,变成了大片大片的淡黄色,远远望去,像极了一朵朵盛开的向日葵。然而,此刻的向日葵却让人高兴不起来,反而让人感到了恐惧。好端端的组件怎么变了颜色?

  业主找来组件供应商,组件供应商解释:“这是正常现象,就像人晒太阳久了,即便擦了防晒霜,还是会变黑。”

  然而,再怎么解释也掩盖不住业主的担忧,组件供应商将黄变严重的一批组件进行了撤换。尽管如此,隐患埋在了电站运营商的心里,事后,他找来鉴定专家,对黄变严重的组件进行分析评估,发现了一个惊人问题:这些组件的黄变,跟一个关键的封装材料-背板,有密切关系。

  “往往一块组件出现黄变,一方面意味着它的透光率开始降低,另一方面,也预示着开裂的前兆。”霍尼韦尔Honeywell背板事业部经理李大松阐述道。

  “背板黄变是一个业内普遍存在的现象,多发生在光照比较强的地方,比如西班牙,使用了不抗紫外的EVA及不抗紫外的背板,长时间会导致背板的加速老化,从而黄变,对组件使用寿命产生影响。”航天机电产品经理魏屹东曾到欧洲各国的电站进行考察,他表示,不止一家运行商,基本上每家公司都会遇到这个问题。

  面对这个问题,杜邦公司光伏解决方案全球市场总监ConradBurke直言不讳地发出警示:“背板对于组件保护与使用年限扮演关键角色,它是组件与环境之间的电气绝缘体。背板失效可能导致重大灾难、无预警电力衰减并危及安全。如此巨大冲击可能损害品牌声誉甚至人身安全,需要引起足够重视。”

  确保组件及电站安全

  与人一样,组件也需要对抗紫外、抗老化。它需要减少光老化衰减,保持25年使用寿命。如果要用“防晒霜”做比喻,那么光伏背板就如同组件的防晒霜,背板性能的好坏决定组件抗紫外与曝晒的能力。

  众所周知,大部分长期暴露在户外,紫外光、水汽、高低温、化学气体、风沙等各种外部环境都会使组件受到影响,这是对组件部件、材料以及制造质量的考验。作为组件最外面保护层的背板,需要对此肩负更多的责任,因此背板需要综合多种性能。

  杜邦ConradBurke向记者表示:“为了保护组件达25年,背板必须具有三个关键特性:耐候性、机械强度和黏着力,同时要兼顾这三个特性的最佳平衡。”

  “其中,耐候性主要包括抗紫外、耐水解、高低温(昼夜温差)、风沙磨损等,它帮助组件适用于全球不同的地域及气候环境。比如在风沙大、气温高的沙漠地区,好的背板可以经受风沙及外部尖锐器械的物理磨损;在一些容易发生火灾的地方,以氟膜为基础的背板可以帮助防火,减少安全隐患。”Honeywell李大松解释。

  肯博Krempel公司技术顾问吴立补充表示:“好的背板保护电池片不受环境影响从而高效发电,并始终起到绝缘保护作用。”

  背板对组件内部的电池、EVA等起到保护作用。一款质优的背板不仅可以起到保护作用,还有一个关键作用-绝缘。如果一款背板的阻隔性差,那么其水汽透过率会比较高,不能阻隔外来的恶劣因素,会导致外部的水汽进入到组件里,加速EVA的降解和导电材料的腐蚀,电池性能的衰减,组件功率下降,时间长了还将引发漏电。这不仅对组件发电量产生影响,同时也会形成触电危险。另外,根据一项最新研究显示,背板透水率过高可能会加速组件PID或闪电纹现象的形成。

  对于由组件阵列组合发电的太阳能电站而言,这些都是隐患。电站运营商采购并使用这样的组件,初期投入成本得到控制降低,但后期运营维护成本将不断推高,同时发电量未必能获得保障,而采用质量好且经过长期实际验证的背板可以减少组件失效风险和长期保持组件高功率,有些甚至有助于提升组件转换效率,如Honeywell开发的PowerShield CoolBlack就以此为目标。

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