白色雙玻光伏組件完美解決蝸牛紋 PID衰減問題

雙玻光伏組件由來已久，最早可以發(fā)現(xiàn)2009年就有相關(guān)的報道，相關(guān)的專利更早。雙玻光伏組件顧名思義就是指由兩片玻璃和太陽能電池片組成復(fù)合層，電池片之間由導(dǎo)線串、并聯(lián)匯集到引線端所形成的光伏電池組件。早期的雙玻組件由于使用前后標(biāo)準(zhǔn)的光伏玻璃，所以重量大，搬運(yùn)不方便。同時由于無法解決由于電池片間漏光導(dǎo)致的功率損失，所以一直沒有形成大規(guī)模的量產(chǎn)。 　　從2012年初亞馬頓推出針對雙玻組件的2毫米超薄玻璃開始，到2014年2.5毫米的光伏玻璃被大量的使用，雙玻組件經(jīng)過多年的孕育終于從臺后走到了臺前，越來越多的光伏組件企業(yè)開始積極嘗試雙玻組件的設(shè)計和生產(chǎn)。2013年天合光能率先推出了商業(yè)化的耐用雙玻無框組件，2014年開始英利、阿特斯、海潤等國內(nèi)知名企業(yè)以及多家國外公司紛紛推出了自己的雙玻組件產(chǎn)品。英利正在建設(shè)中的3萬平米光伏綜合利用項目，是同類項目中單體最大的工程。 　　2013年以來，隨著國內(nèi)外前期投資的光伏電站的陸續(xù)并網(wǎng)發(fā)電并運(yùn)行一段時間后，國內(nèi)外電站的質(zhì)量問題大規(guī)模出現(xiàn)。許多電站爆發(fā)出了蝸牛紋、PID衰減等的品質(zhì)問題。該問題引發(fā)了國內(nèi)外對電站品質(zhì)的高度關(guān)注。由于有機(jī)材料的壽命短、耐候性差，光伏組件中的EVA膠膜和背板的質(zhì)量開始被高度關(guān)注。一些國內(nèi)電站由于使用了劣質(zhì)的EVA膠膜導(dǎo)致70%的組件發(fā)生大規(guī)模的蝸牛紋問題，還有的電站在運(yùn)行一年左右就發(fā)現(xiàn)了高達(dá)60%的衰減。 　　這些問題除了野蠻施工外，往往和水汽穿透背板導(dǎo)致劣質(zhì)EVA樹脂快速降解有密切的關(guān)系。EVA樹脂遇水即開始分解，其分解產(chǎn)物含醋酸，醋酸腐蝕光伏電池上的銀柵線、匯流帶等，使組件的發(fā)電效率逐年下降。一些近水的光伏發(fā)電項目，比如魚光互補(bǔ)、灘涂電站、農(nóng)業(yè)溫室以及早晚露水大的地區(qū)的光伏項目很快就成了高危項目。由于目前電站持有方按度電計算投資回報率，所以組件的長期可靠性、耐后性成為光伏組件廠首先需要考慮的。雙玻組件為高品質(zhì)光伏電站提供了最好的解決方案。 　　1） 玻璃的透水率幾乎為零，不需要考慮水汽進(jìn)入組件誘發(fā)EVA膠膜水解的問題。傳統(tǒng)晶體硅太陽能組件的背板有一定的透水率，透過背板的水汽使劣質(zhì)的EVA樹脂很快分解析出醋酸，而導(dǎo)致組件內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)腐蝕，增加了出現(xiàn)PID衰減和蝸牛紋發(fā)生的概率。其尤其適用于海邊、水邊和較高濕度地區(qū)的光伏電站。 　　2） 玻璃是無機(jī)物二氧化硅，與隨處可見的沙子屬同種物質(zhì)，耐候性、耐腐蝕性超過任何一種已知的塑料。紫外線、氧氣和水分導(dǎo)致背板逐漸降解，表面發(fā)生粉化和自身斷裂。使用玻璃則一勞永逸的解決了組件的耐候問題，也隨便結(jié)束了PVF和PVDF哪個更耐候的爭端，更不用提耐候性、阻水性差的PET背板、涂覆型背板和其它低端背板。該特點使雙玻組件適用于較多酸雨或者鹽霧大的地區(qū)的光伏電站。 　　3） 玻璃的耐磨性非常好，也解決了組件在野外的耐風(fēng)沙問題。大風(fēng)沙的地方，雙玻組件的耐磨性優(yōu)勢明顯。 　　4） 雙玻組件不需要鋁框，除非在玻璃表面有大量露珠的情況外。沒有鋁框使導(dǎo)致PID發(fā)生的電場無法建立，其大大降低了發(fā)生PID衰減的可能性。 　　5） 玻璃的絕緣性優(yōu)于背板，其使雙玻組件可以滿足更高的系統(tǒng)電壓，以節(jié)省整個電站的系統(tǒng)成本。 　　6） 雙玻組件的防火等級由普通晶硅組件的C級升級到A級， 使其更適合用于居民住宅、化工廠等需要避免火災(zāi)隱患的地區(qū)。 　　2014年11月報道的日本響灘20.5MW光伏電站率先采用雙面玻璃的光伏組件的新聞。該項目由日本西部瓦斯集團(tuán)和旭硝子的合資公司SPC在日本福岡縣北九州市建設(shè)，選址是在填海造地的垃圾處理場上，非常靠近海邊。其采用了旭硝子的1.1毫米的化學(xué)強(qiáng)化玻璃。如下圖： 　　盡管雙玻組件有這么多的優(yōu)勢，但一直沒有大規(guī)模使用到光伏電站中，一個重要的原因就是其使用前后都是透明的EVA膠膜，導(dǎo)致功率有較大損失。由于沒有白色的背板反射電池片間的漏光返回組件中，組件有至少2%以上的功率損失。“使用白色EVA做后側(cè)的封裝材料”，一個看試簡單的辦法，卻足足困擾了組件廠好多年。 　　上圖是早期直接使用白色EVA膠 膜作為后側(cè)膠膜出現(xiàn)的問題，白色EVA表面呈現(xiàn)波浪紋，白色從電池片邊緣上翻。一些國外的膠膜公司退出了使用玻璃纖維布或者雙層共擠的EVA作為后側(cè)的封裝材料，不但要更改組件制造工藝而且仍然無法完美解決上述問題。 　　目前唯一能夠解決上述問題的似乎還只有上海海優(yōu)威新材料股份公司的新近推出的G401W白色膠膜。其沒有白色EVA溢膠遮擋電池片和焊帶問題，不需要使用特殊工藝，良品率從85%左右上升到99%以上。同時實際使用中發(fā)現(xiàn)組件沒有封裝帶來的功率損耗，如果組件設(shè)計合理更有封裝帶來的發(fā)電功率增益。 　　雙玻組件目前有封邊和不封邊兩種設(shè)備方案。使用不封邊的方案制造組件的一個重要理由是水汽侵蝕EVA膠膜似乎只有大約0.5到1厘米的深度。實際的1000到3000小時的濕熱老化測試也似乎驗證了這個說法。但由于EVA膠膜的水汽穿透率高達(dá)20-30克/平方米.天，這種設(shè)計方案應(yīng)該還是有很大的風(fēng)險。比較合理的方案是在雙玻組件的四周加裝丁基膠帶，以隔絕EVA膠膜和水汽、氧氣的接觸。雙玻組件另一個急需回答的問題就是確認(rèn)風(fēng)壓對其究竟有多大的影響。由于失去了四邊的鋁框的定型作用，雙層玻璃在風(fēng)壓下是否可以避免風(fēng)壓造成對組件的損傷，還需要一定的數(shù)據(jù)支持。 　　由于雙玻組件省去了使用鋁框，其節(jié)省的成本使整個組件在成本降低的前提下，為使用高品質(zhì)EVA膠膜、丁基膠帶、接線盒留出了足夠的空間。其使雙玻組件具備了成為30年、40年甚至50年使用壽命的組件的的可能性。同時高質(zhì)量的白色EVA使光伏組件有增效，即使發(fā)電效率提高。所有這些都使光伏組件的度電成本大幅度下降，使投資光伏電站成為真正的一輩子收益的項目。而由于玻璃本身就是常用的建筑材料，雙玻組件的使用也自然而然的為將來雙玻光伏組件大規(guī)模用于建筑物中做好了準(zhǔn)備工作。 　　雙玻光伏組件，組件封裝技術(shù)的終極解決方案！