【365官方游戏】光伏背板户外典型失效与加速老化测试研究

本文摘要：中国光伏行业较慢发展已将近十年，几经高潮和低谷。

中国光伏行业较慢发展已将近十年，几经高潮和低谷。2016年光伏补贴上调之后，光伏行业急需降本增效。在组件和电池技术创新面对挑战下，之后不断扩大生产能力、提升良率沦为了光伏企业的自由选择，然而在此期间，大量予以检验的原材料被引入了光伏电站。随着户外用于时间的流逝，很多组件在五年内之后经常出现了如功率明显波动、背板黄变和裂开等相当严重过热，给电站投资报酬带给了严重影响。

其中，背板作为组件的外层维护材料，其耐久性关系到系统长年可靠性。近年来，大规模经常出现的聚酰胺背板裂开和PVDF背板朱变成行业响起了警钟。　　本文重点探究典型组件和材料早期户外过热现象，并通过大量户外和实验室对比研究，讲解更加合理的实验室加快老化测试方法，以更佳地体现组件在户外所忍受的环境形变，并分辨材料的差异，从而为组件和背板材料的自由选择、金融和保险业评估投资报酬获取参照和依据。

　　一、更为科学地计算出来电站成本：度电成本（LCOE）　　如今业界惯用加装成本或者每瓦成本($/watt)来取决于光伏电站的投资成本，但是每瓦成本这一标准只体现了光伏组件初始发电效率的订购价格，而无法体现整个光伏系统仅有寿命周期的总体成本。所以每瓦成本只不过是不存在局限性的，它忽略了光伏系统的质量和用于过程中的过热，这样将不会严重影响光伏投资的报酬。　　鉴于每瓦成本的局限性，业内专家开始提倡以度电成本（LCOE）来取决于光伏系统的性能和收益。

度电成本（LCOE）获取了更加精确的成本和现金流计算出来方式，能体现出有现实的系统效能，并精确评估光伏电站的投资报酬，需要协助电站投资者更为明智的测算系统性价比和收益。　　度电成本（LCOE）的计算方法　　光伏系统收益率计算方法　　从度电成本角度来讲，光伏系统运营越久，那电力成本就就越较低，所以也就可以取得更高的投资报酬。经测算，一个不能运营10年的光伏系统度电成本是一个能运营25年的光伏系统成本的两倍。而近年来，大量予以检验材料的用于，使得系统效率波动与组件过热问题大量经常出现，从而造成了度电成本的减少和投资报酬的减少。

因此相对于只注目组件的初期成本，电站的长年可靠性更加应当引发推崇和留意。　　二、当前接纳测试方法的局限及户外研究的必要性　　研究指出，与用于予以检验的材料比起，在背板材料中用于经过长年户外实验测试的材料必须额外缴纳的初始信用成本是高于1%的。而通过缩短使用寿命而带给的经济效益，则相比之下多达用于更高品质材料所带给的成本的减少。

所以，在光伏组件质量良莠不齐的情况下，一个光伏系统的组件材料是不是经过户外实验检测变得特别是在最重要。　　但是目前来看，证书测试仍不存在很多局限性。首先，当前的证书测试仅有用来评价组件设计初期可靠性，牵涉到耐久性和使用寿命，这就使得投资者往往无法准确评估组件及电站的使用寿命；其次，当前的证书测试多为单项形变测试，无法展现出综合与协同效应，这使得组件没获得全面的检测；另外，在当前的组件证书测试当中，单个组件仅有须要通过一项老化测试，而且多数测试都是在非通电条件下测试；最后，一些较为最重要的如紫外、风沙磨损等测试，不存在标准较低或缺陷等问题。

　　而作为组件来说，它的PCB系统必须为其获取绝缘维护，组件自身必须耐受性各种外部环境形变长年化学和物理老化，而且组件内部电池片和电路材料还必须耐受性机械形变以及内部电场和迁入到组件内部湿气、氧气、离子联合起到的电化学生锈。　　光伏组件必须忍受的各种形变　　以背板为事例，作为光伏组件的一个最重要材料，背板为组件获取绝缘、隔绝、耐候等起到，是太阳能电池、PCB材料与外界的一个适当屏障，它是必须长年耐受性上述组件形变的。但是由于目前证书测试的局限性，根本无法评估光伏背板的长时间性能，也就使得光伏组件长时间的可靠性沦为了一个深奥的问题。基于这些原因，积极开展光伏组价的户外实验研究和序列化老化测试是十分必要的。

　　三、光伏电站外观过热检测分析　　在2011年，杜邦启动一项全球性的光伏组件研究，涵括了有所不同地区及气候范围。研究重点为光伏电站组件的可靠性与其它影响组件完整性的因素。至2015年底，杜邦户外组件检测研究早已在北美、欧洲和亚洲检验了多达60个光伏项目，还包括了安装时间0-30年的光伏项目，涵括了多达45家组件制造商的产品。

以下是该项研究的一些结果分析。　　目测检验中各组分对应的过热比例　　从检测结果来看，并未检测到外观过热的组件比例占了59%，也就意味著还有41%的组件是不存在一定外观过热问题的。

这其中电池所占到的比率是24%，其次是背板，占了9%。光伏组件中，电池和背板是最重要的两个影响因素。　　背板外观过热分析　　从背板外观过热的组件中，按材料类型来分类，其中PVDF材料过热所占到比例最低，超过58%，接下来是PET与FEVE，分别占了30%和11%。

　　予以户外实绩检验的材料将明显影响组件的过热，这些组件的过热将从三个方面影响电站，第一是导致相当严重的功率波动，使得光伏电站的可靠性大大降低。第二，予以户外实绩检验的材料还不会加快光伏组件的功率波动，使得组件的耐久性弱化。第三，予以户外实绩检验的材料使得组件的安全性沦为了一个问题，减少了电站的运营风险以及投资风险。

　　背板材料过热对组件的影响以及后果　　背板材料和组件过热模式及户外过热案例　　有所不同背板材料的户外过热模式和机理有所不同，比如：PVDF背板常见问题为黄变、自燃、裂开；PET背板经常出现的问题主要展现出为黄变、裂开、脱层；而FEVE则不会经常出现脱层及自燃等问题。以下是一些实际案例分析。　　有所不同背板材料户外过热类型　　案例1：凝稍氟乙烯（PVDF）薄膜背板户外大比例形变裂开　　该案例是坐落于北美的4个地面光伏系统，2011年加装，户外运营4年。

该背板外层PVDF薄膜再次发生横向裂开，相当严重的早已破损；其4个系统中PVDF背板再次发生该过热比例超过21%~85%。　　案例2：凝稍氟乙烯（PVDF）背板在各类环境皆经常出现内层发黄　　PVDF背板的内层发黄现象在多个国家皆有经常出现(中国，比利时，西班牙，美国和德国等)，再次发生这种现象的组件户外用于时间多于5年，而且再次发生这种现象的组件来自多个有所不同的生产商。背板黄变解释聚合物已再次发生老化水解，意味著组件不存在过热和安全隐患。

鉴于PVDF背板发黄现象的恶劣影响，有投资机构回应，会引荐有过发黄先例的组件厂商的产品。　　案例3：聚酯（PET）背板户外4年经常出现相当严重裂开　　该案例为加装于西班牙的一个2.3MW的光伏电站，用于了两种组件类型，组件在户外用于4年，所有PET聚酯背板都沿焊带方向经常出现裂开。调查表明，该电站的一些组件并未通过滑漏电测试，而且该电站的所有者因为无法取得替换的组件，必要造成组件过热。

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