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2023年06月09日

优质材料开启分布式光伏新纪元

摘要:在分布式光伏电站特殊的环境要求下,业界应充分了解分布式电站应用的环境特点,并采用经过长期户外实绩验证的组件材料,以延长分布式电站使用寿命、降低功率衰减、提高投资回报。

中国光伏行业快速发展已将近十年,主要的关注点都在大型地面电站,然而近几年来,由于补贴政策及输限电等限制,分布式光伏以其高收益、就近发电、运行灵活等优势,呈现出了高速增长。据统计,2016年分布式电站新增安装规模约为7GW,2017年上半年该报告指出 2015年变色涂层和油墨的总产值仅为3.8亿美元安装超过7GW。预期在今后几年中,分布式电站在光伏电站的占比仍会逐步提高。

然而,因为分布式电站分散不易管理,且人们对分布式电站应用环境严苛程度的忽视,组件尤其是背板的失效率显著高于地面电站。以屋顶分布式电站为例,由于会受到高温、更强烈的屋顶紫外反射、阴影遮挡等影插座电源响,更容易引起材料的老化、腐蚀和热斑等各种问题,因此材料选型对于分布式光伏更为重要。充分了解分布式电站应用的环境特点,并采用经过长期户外实绩验证的组件材料,是延长分布式电站使用寿命、降低功率衰减、提高投资回报的重要保障。

根据分布式光伏电站的环境特点及考验,分布式光伏的组件及材料需满足“三高”要求:即高效率、高可靠性和高投资回报。

第一、高效率

屋顶分布式电站一般安装在屋顶等处,使用面积有限。因此,有效利用有限的使用面积,最大化装机用量和电站收益,离不开高效率组件。随着今年来“领跑者”等项目的推动,各类高效电池和组件产能不断扩大,常规的60片电池组件效率也一路高歌猛进,不断跨越280W、290W甚至300W大关,展示了各种新型电池技术的不断进步以及导电浆料在其中的贡献。以行业领先产品杜邦?Solamet?正银浆料为例,过去十年中,浆料的技术进步帮助电池效率提升了25%,而材料耗量却降低了70%,不断引领行业效率革新和成本降低。例如,全球领先的单晶高效组件制造商隆基乐叶采用杜邦创新的两次印刷浆料,效率领跑行业。浙江爱旭高效PERC背钝化电池采用新一代导电浆料Solamet? PV20A,电池转换效率可超过21.5%。

第二、高可靠性

很多开发商可能会认为分布式光伏电站大多安装在我国中东部地区,气候环境相比过去在西部开发的大规模地面电站温和,因而采用未经户外实绩验证的材料。然而,根据最新实际电站检测数据,在地面电站问题的检测中,组件存在外观问题的占比约为22%,其中电池失效比例最高,其次就是背板,分别为11.3%和7%。而屋顶系统中组件出现外观缺陷的比例为37%,其中背板问题占25.3%,比电池的失效占比还要高。屋顶电站的背板失效比例远远高于地面电站,可见屋顶应用环境并没有我们认为的那么温和。同时屋顶系统用户的运维能力通常不如光回油管出油量大伏电站用户专业,因此更需要高可靠的组件产品。

另外,根据NREL的研究,屋顶分布式组件由于其空气对流较差、屋顶的热辐射更强,其工作温度依不同的安装形态,要比地面安装高摄氏度。高温会加速材料的老化进程,因此分布式屋顶的组件对材料特性的要求,特别是在耐高温与安全性的考量更为重要。

屋顶组件运行温度高,相当于严苛环境气温

屋顶光伏电站最显著的一个特点是,电站下面的房屋、财产和人员的价值要远高于电站的价值,屋顶光伏电站的防火安全性至关重要。2015年美国苹果公司亚利桑那工厂屋顶光伏电站着火,给企业带来了巨大财产和声誉损失。而优质材料可以减少甚至预防火灾损失。2017年6月英国伦敦的居民楼火灾事故造成了数十人丧生,其重要原因之一竟然是由于建筑承包商为了节省成本而使用了耐火性较差的材料,不禁让人扼腕叹息。

业内亟需采用经过长期户外实绩验证的优质背板和屋面材料,以保障屋顶电站长期稳定、安全和可靠电力输出。杜邦? Tedlar? PVF薄膜是业内唯一具有30年以上实绩验证的背板材料;其防火性能获得了美国FAA认证和欧洲EASA认证,广泛应用那就容易造成非常严重的后果;而再如用于避震的弹簧于商用飞机(如波音、空客等)等高防火阻燃安全要求的场合,防火耐火性能优异。

另一方面,光伏系统长期可靠运行还需要可靠的屋顶。目前很多彩钢瓦屋顶的设计寿命只有年,而大多数年就出现了严重的腐蚀。如果金属屋面一旦损坏,将带来高昂的屋顶维修及电站拆装成本,并严重威胁分布式光伏系统25年的有效使用寿命。Tedlar? PVF薄膜还被应用于覆膜金属板上,在诸多建筑领域,如彩钢瓦上有广泛应用,能够有效保护金属材质免受腐蚀之扰,延长金属屋面使用寿命。

第三、高投资回报

教具柜

在分布式光伏电站的建设过程中,为保证电站的高安全性、高可靠性、高效率,前期必然需要更高的资金投入。这些投入值得吗?答案是肯定的。从度电成本角度来讲,光伏系统运行得越久,电力成本就越低,可以获得更高的投资回报。经测算,一个只能运行10年的光伏系统的度电成本是一个能运行25年的光伏系统成本的两倍。而实际上,如果使用优质材料,光伏系统初期建置成本相比使用劣质材料每瓦也就相差2分人民币左右,而该成本差价只需光伏系统运行一周即可回收!相比于光伏系统25年的寿命要求,这点早期差异实在微不足道。因此,高质量材料的长期回报一定远远大于前期投资,一个有高安全性、高可靠性和高效率的光伏电站也必然会有更高的投资回报。

结语

综上所述,在分布式光伏电站特殊的环境要求下,业界应充分了解分布式电站应用的环境特点,并功放板采用经过长期户外实绩验证的组件二手烘箱材料,以延长分布式电站使用寿命、降低功率衰减、提高投资回报。只有在选材上抓住“高效率”、“高可靠性”和“ 高投资回报”三大要素,才能让分布式光伏拥有更加高效的发电质量,并取得良好的发电收益。

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