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光伏組件結構發展及白云解決方案介紹(一)

來源:廣州市白云化工實業有限公司  作者:byonline  日期:2019-5-27
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   隨著全球經濟的快速發展,煤炭、石油等不可再生能源供應日趨緊張,開發使用新能源已經成為當務之急,其中風力、太陽、微生物等能源都是可再生的,因而頗受全球的青睞和支持。特別是光伏發電技術,在全球二氧化碳減排的巨大壓力以及多國財政補貼政策的刺激下,成為全球發展最快的可再生能源技術。自2010年開始,在國家政策的不斷引導和市場驅動等因素影響下,越來越多的中國企業也加入太陽能光伏行業,促使中國太陽能光伏產業得到高速發展,新增裝機容量不斷攀升。2015年,中國的新增裝機容量已躍居世界第一;2017年,中國的太陽能光伏裝機總量也成為全球第一,高達130GW。

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  隨著全球經濟的快速發展,煤炭、石油等不可再生能源供應日趨緊張,開發使用新能源已經成為當務之急,其中風力、太陽、微生物等能源都是可再生的,因而頗受全球的青睞和支持。特別是光伏發電技術,在全球二氧化(詞條“氧化”由行業大百科提供)碳減排的巨大壓力以及多國財政補貼政策的刺激下,成為全球發展最快的可再生能源技術。自2010年開始,在國家政策的不斷引導和市場驅動等因素影響下,越來越多的中國企業也加入太陽能光伏行業,促使中國太陽能光伏產業(詞條“太陽能光伏產業”由行業大百科提供)得到高速發展,新增裝機容量不斷攀升。2015年,中國的新增裝機容量已躍居世界第一;2017年,中國的太陽能光伏裝機總量也成為全球第一,高達130GW。

  然而,隨著光伏組件不斷投入使用,一些質量問題開始逐漸暴露。比如在某些濕熱氣候地區,因為高溫、高濕等自然環境導致的熱老化(詞條“老化”由行業大百科提供)水解老化等情況,對組件中的電池、背板、密封材料都有嚴重的影響。部分組件會存在電池片和封裝材料脫離的現象,以及接線盒部位由于水汽通過背面孔洞處導致密封材料容易脫層。因此市場對組件的封裝工藝以及材料選擇都提出了高要求。

  按結構分類,光伏組件類型主要分單/雙玻兩種(結構如圖1)。傳統的單面玻璃的組件采用玻璃+電池+背板結構形式,這種結構存在背板易磨損、易氧化腐蝕等問題。雙玻光伏組件采用玻璃代替背板,形成了一種玻璃+電池+玻璃的三明治結構,電池片之間依靠導線聯在一起,最終到達引線端。雙玻組件的特殊結構,與光伏單玻組件相比,一方面雙玻組件背面用玻璃替代了TPT、TPE、PET等塑料背板,因此在使用壽命、發電效率、抗PID衰減、抗隱裂、透水率、絕緣性、防火性、抗積灰、耐酸堿性等方面優勢明顯(見表1),另一方面可減少因水汽導致的可靠性問題,更好地適應光伏的行業發展,是光伏組件發展的主流方向。

圖1.光伏組件結構圖

表1. 雙玻組件的技術優勢

  從2005年開始,與傳統單面玻璃的組件結構不同的雙玻組件開始被應用到光伏的系統中。盡管雙玻組件較傳統組件具有明顯優勢,但在雙玻組件面世初期并未得到大規模使用,其原因在于:雙玻組件在鋼化玻璃厚度選材與打孔、EVA溢白、電池片偏移、電池裂片、氣泡、搬運破損等方面技術難關沒有攻克,組件生產良品率較低,導致其產品成本大幅高于普通單玻組件,無法在市場上商業化應用。但隨后在天合光能、阿特斯、尚德、信義光能、亞瑪頓等一批光伏產業鏈企業的持續努力下,雙玻組件的技術瓶頸不斷被突破,其制造工藝的進步以及結構優化,采用了更薄的玻璃,價格也逐漸下降,功率損耗問題也完美解決,良品率實現了跨越式攀升。雙玻組件逐漸被推廣應用開來。因此雙玻組件憑借其優質性能,可為光伏電站提供很好的解決方案,提高光伏電站的使用壽命,雙玻組件的市場占有量從2017年的10%提高到2018年的25%,預計2019年雙玻組件的市場占有率將進一步擴大。

  雙玻組件的快速發展離不開安裝技術的支持,目前雙玻組件的安裝主要有夾具法和掛鉤(詞條“掛鉤”由行業大百科提供)法兩種,圖2為夾具法安裝的雙玻構件圖,圖3為掛鉤法安裝的雙玻構件圖。掛鉤法相較夾具法安裝更方便、可靠性更高,無需定期維護,但對結構密封膠的性能提出更高要求。

圖2.夾具法雙玻構件

圖3.掛鉤法雙玻構件

表2. 夾具法與掛鉤法的區別

  廣州市白云化工實業有限公司憑借在結構密封膠領域豐富的研發和應用經驗,在國內最早推出雙玻組件硅酮結構密封膠解決方案(適用于掛鉤法安裝方式),在設計研發階段,充分考慮到產品應用時的長期可靠性以及在高溫高濕、熱循環、濕凍循環、酸堿、鹽霧、水浴、靜動態荷載等模擬試驗條件下的綜合性能,為雙玻組件的長期應用提供安全持久的保障。

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