材料是關鍵，杜邦Tedlar聚氟乙烯(PVF)光伏背板唯一超過30年戶外實績驗證

更長的組件使用年限帶來更高的投資回報率杜邦光伏材料經(jīng)得起時間考驗過去幾年來，光伏(PV)產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)重大變革 - 光伏轉換效率不斷提升，價格持續(xù)下降。 部份地區(qū)已達到平價上網(wǎng)；同時我們預期全球大多數(shù)區(qū)域可在2015年之前達到平價上網(wǎng)。為保持這一趨勢，光伏項目必須能夠作為可靠的電力來源，并擁有可靠穩(wěn)定的投資回報。 長時間的系統(tǒng)使用年限是影響度電成本(Levelizedcost of energy, LCOE)的關鍵，同時對于達成平價上網(wǎng)、創(chuàng)造可持續(xù)產(chǎn)業(yè)及確保光伏發(fā)電的普及也極為重要。 以下三大因素將顯著影響系統(tǒng)使用年限-材料清單、部件設計及生產(chǎn)工藝。我們“行業(yè)最佳”的光伏材料組合，可讓您的組件達到預期的電力輸出，以及符合客戶需要的使用年限?！腹夥a(chǎn)業(yè)的目標不僅是制造經(jīng)濟實惠的組件，還要能實現(xiàn)低成本的電力。達成上述目標的方法是提升效率和可靠性。提高品質的方法包括改善生產(chǎn)工藝(加強自動化、在線品管)、產(chǎn)品(材料可持續(xù)性、封裝材料等等…)，以及進行戶外實地驗證?！笶PIA 秘書長Reinhold Buttgereit先生對世紀新能源網(wǎng)記者表示。采用杜邦™ Tedlar® 聚氟乙烯 薄膜為材料的組件可確保更長期的電力輸出以及投資回報率使用杜邦™ Tedlar® 聚氟乙烯(PVF)薄膜作為組件背板材料，有助于將您的光伏組件品牌定位于高質量及高可靠性，并有助于降低質保的風險，避免因戶外使用時失效而導致品牌名譽受損?；旧?，每瓦僅需要多花費1美分(美金0.013)，即可保護貴公司與您的客戶免于承受昂貴的故障及安全性問題。使用年限的提升及所帶來的的財務效益，遠超過采用高質量材料的投資。在現(xiàn)今變化劇烈的市場環(huán)境中，提供經(jīng)得起時間考驗的光伏伏組件是正確的。 使用年限價值及功率衰減價值代表在組件的預期使用年限中產(chǎn)生的電力輸出。使用年限價值：相較于使用25年的Tedlar® TPT背板效能，其它品牌背板才使用5年即提早報廢。功率衰減價值：相較于Tedlar® TPT背板的0.5%年衰減率，其它品牌年衰減率為1.0%。假設：第1年電力價值為8美分/瓦，組件的使用年限期間通貨膨脹為每年3%；組件功率250瓦，中國安裝享有9%折現(xiàn)率。為何背板如此重要背板對于組件保護與使用年限扮演關鍵角色。它是組件與環(huán)境之間的電氣絕緣體。背板失效可能導致重大災難、無預警電力衰減并危及安全。如此巨大沖擊可能損害品牌聲譽甚至人身安全。在實際應用中導致背板失效最常出現(xiàn)的原因有：變色、氣泡、破裂、脫層以及黃化。背板在戶外使用的失效模式數(shù)十年前，美國能源局(Department of Energy)與美國太空總署噴氣推進實驗室(JPL, Jet Propulsion Laboratory)進行合作，研發(fā)具可靠、耐久并安全的30年使用年限光伏組件。整體計劃歷時9年，耗資7億美金，針對不同種類的材料反復測試，包括實地應用配置。所有最終組件設計結構中都包含了Tedlar® 聚氟乙烯(PVF)薄膜背板材料。長期戶外曝曬是對背板材料的終極檢驗并非所有的背板都是一樣的。為了保護組件達25年，背板必須具有三個關鍵特性:耐候性、機械強度與粘接力。然而，最重要的是能保持上述三點特性的最佳平衡。 由于缺乏長期、戶外實績驗證，今天許多新背板材料使用不同實驗室測試數(shù)據(jù)作為實際性能的參考值。然而，著名的科學研究機構如美國太空總署噴射推進實驗室以及其他領先的光伏研究實驗室，皆明確指出實驗室老化數(shù)據(jù)無法預測使用年限。正如多位科學家所言，長期戶外曝曬對于組件部件、材料以及制造質量才是終極的驗證。 值得注意的是，IEC驗證的設計并非是為了預測長期效能，故不適用于此。進行可靠性測試則必須謹慎，因為其與戶外性能間的關聯(lián)性仍待厘清；加速老化測試可能會出現(xiàn)戶外使用時不會發(fā)生的故障；且模擬實驗建構既昂貴又復雜。唯有使用Tedlar®PVF薄膜材料的背板，經(jīng)實證在長期光伏組件應用中的電力損耗較低由聯(lián)合研究中心(JRC, Joint Research Center) 主導的研究證實美國太空總署噴射推進實驗室的發(fā)現(xiàn)，內含EVA/Tedlar® 的組件展現(xiàn)出更優(yōu)異的效能。時至今日，只有Tedlar®聚氟乙烯薄膜才是唯一擁有超過30年實績驗證的背板材料；其他背板材料在戶外僅有3~6年的運作時間。 除了上述研究外，許多其他的獨立研究采用 Tedlar® 聚氟乙烯薄膜材料背板的組件，年功率衰減值低于1%。問題在于可供研究的新背板材料的戶外使用案例非常有限。Tedlar®薄膜材料、PET材料及玻璃應用于背板已超過15年。其他大多數(shù)的背板結構應用僅約 5年。雖然戶外測試是預測長期性能的最佳指標，而可靠性測試則可突顯這些材料間的差異。目前，杜邦及其他公司正致力于相關可靠性測試和戶外性能測試；不過尚未達成目標。在這一方面的近期實驗中，相較于戶外曝曬情況，一般過度著重于濕熱測試，而紫外測試卻不足。 若要選擇正確的背板，必須定義適用的測試方法及標準，并對測試結果進行比較。JRC研究(組件采用封裝材料)EVA以及AIST研究結果證實使用Tedlar®聚氟乙烯薄膜的背板組件在歷經(jīng)20年左右的實際使用后，僅出現(xiàn)較低的（0.3%）年功率衰減率杜邦建議的光伏背板材料的評估測試與標準 定義測試方法與標準 杜邦建議的光伏背板材料的評估測試與標準實驗室測試應符合下列三種目的之性能預測表現(xiàn)： 可靠性(IEC61215)，耐久性(25年使用年限)以及安全性 (美國標準UL1703 與國際標準IEC61730)。包括NREL在內的尖端機構研究指出：超過1,000小時濕熱測試的必要性與相關性是被質疑的；或為了通過長時間濕熱測試而采用昂貴的特殊 PET材料，并不合理。杜邦™ Tedlar® TPT 背板采用標準PET材料，其成功的戶外實績應用驗證了這一點。一般而言，濕熱測試多被過度側重，而NREL及其他機構都承認紫外測試嚴重不足。下圖充分顯示濕熱測試與戶外實際的數(shù)據(jù)無關，其中第2,000與3,000小時的背板機械性能損失數(shù)據(jù)，明顯高于戶外應用時所觀察到的衰減值。因為紫外測試值的缺乏，杜邦因此全面檢視多位界專家的研究，建立了各區(qū)域的年紫外劑量。我們利用此信息并計算地面至背板的光反射率，模擬出測試條件的建議曝曬時數(shù)，以及沙漠、熱帶及溫帶氣候下的25年戶外曝曬量。值得注意的是，這些建議的曝曬量–沙漠4,230 小時、熱帶3,630小時、溫帶2,630小時– 測試計劃書中大多比目前測試計劃書中大多數(shù)組 比目前 件制造廠商使用的高出劑量2至18倍。 為更準確模擬實際的戶外條件，我們也建議綜合紫外濕熱測試。 在以下各種背板的紫外穩(wěn)定性比較中，很容易發(fā)現(xiàn)Tedlar® TPT 及Tedlar® TPE背板可提供優(yōu)異的紫外穩(wěn)定性。THV及PA材質背板紫外老化后斷裂伸長率明顯下降，可能導致戶外使用時出現(xiàn)失效情況；相較于此，Tedlar® TPT及Tedlar® TPE經(jīng)紫外曝曬后的表現(xiàn)相當穩(wěn)定。此外，當THV、耐水解HPET及PET等材質的背板經(jīng)UV曝曬后顯示黃變，代表聚合物老化；Tedlar® TPT及Tedlar® TPE背板僅呈現(xiàn)很小的顏色變化。在濕熱測試中比較相同背板材料時，Tedlar® 材料背板性能優(yōu)異：經(jīng)過濕熱老化后，展現(xiàn)優(yōu)異的穩(wěn)定性。相反地，如下所示，PVDF及PET材質背板經(jīng)濕熱老化后進行粘接力測試時，變得脆化及破裂；而FEVE及PA材質背板失去70%的粘接力，可導致脫層。值得注意的是：單層PVDF及PA材質面板在經(jīng)過濕熱老化后，斷裂伸長率明顯下降，可導致戶外應用時出現(xiàn)背板失效情況。欲了解更多內容請點擊