2015年10月16日,由北极星太阳能光伏网、常州天合光能有限公司联合主办的西北四省区(新疆)光伏电站质量设备选型研讨会在新疆乌鲁木齐美丽华酒店举办。来自国内各大电站业主、设计院(所)、光伏设备企业等200余家企业参与了此次盛会。会上,天合光能有限公司中国区市场总监曾义发表了主题为《如何选择

首页 > 光伏组件 > 其他 > 人物 > 正文

曾义:双玻组件在大型地面电站的应用

2015-10-27 11:27 来源: 北极星太阳能光伏网(独家) 

2015年10月16日,由北极星太阳能光伏网、常州天合光能有限公司联合主办的“西北四省区(新疆)光伏电站质量˙设备选型研讨会”在新疆乌鲁木齐美丽华酒店举办。来自国内各大电站业主、设计院(所)、光伏设备企业等200余家企业参与了此次盛会。

会上,天合光能有限公司中国区市场总监曾义发表了主题为《如何选择合适的组件》的演讲。

天合光能有限公司中国区市场总监 曾义

以下为演讲实录:

作为一个光伏人最感到自豪的是在中国所有的制造行业内,只有光伏行业做得最大、最好,这也是我们李总理最骄傲的一个行业。我们也非常期待CQC能够成为行业的一个引领者,一个兼顾者,为我们行业的持续健康发展保驾护航。西北地区主要以大型地面电站为主,接下来我将为大家带来的是我们常州天合光能“在这样的环境下如果选择合适组件”的报告。

开始我的报告之前我说两句题外话。说到我们光伏组件,我先简单介绍一下我个人非常尊重的一位老先生,中山大学太阳能研究所的沈辉教授。沈辉教授一直以来致力于我们光伏行业,特别是我们组件、电池方面的研究,桃李满天下,培养了很多的硕士、博士,为推动我们中国光伏行业的发展做出非常大的贡献。

沈老师近几年来一直都在搜集在中国使用了三十年以上的组件。搜集这些组件的目的是为什么呢?实际上作为一个组件制造商,或者是我们在座的所有光伏从业人员,对组件可以使用25年可能并不陌生。但是用沈老师的话说,我们谁又真正认真想过,这25年是怎么来的?我们光伏组件的寿命是不是就只是25年?

沈老师在全国可能搜集了大概有3000片,有些大概从八几年就开始使用到现在的组件,有在西北的,有在海南的,有在华东的。不同地方的组件分析以后,表现最好的有使用28年以后衰减仅仅只有6%。那么我们还能够说我们光伏组件的使用寿命只有25年吗?这是第一个问题。

第二个问题,光伏组件的发电量到底应该是多少?现在每个厂家给出的标称功率,以265瓦为例,是标准测试环境下,也就是大气质量AM1.5,辐照度1000W/m²,电池温度25°C的情况下,实验室里面做出来的265瓦。但是真正在真实的环境下,不同的环境下它的发电水平到底是怎么样?这又引申出一个问题,实际上我们的组件是在不同的工作环境、气候环境之下,我们的很多数据还不够清晰,认识还不够完善。

在刚才我们CQC的张工也提出来要做野外研究站,包括我们孙总在致辞里也说,我们天合大概要做5个野外的实验站。这些研究方面的投入,都想证明一个问题,或者说解决我们光伏组件长期以来一个没有解决的问题。就是在不同的气候环境、应用环境下,组件真实的工作能力、表现能力。包括在欧洲,大概有300个野外的实验站,在日本大概有36个野外的实验站。从这些发达国家来看,起码有一点我觉得是非常值得认同的。我还是回到最开始说的那句话,中国既然把国内的光伏市场当作全球最大的一个光伏市场,那我们更应该精耕细作,要对不同的自然环境,不同的场景,有非常深刻的了解。

那么今天我给大家带来的一个题目是:如何选择合适的组件?从这个地方我也抛开我站在天合这个角度。不是说天合的一定好,或者说晶科的一定好。我们抛开品牌或者生产厂商的质量,我们看一个产品的结构、设计和气候之间有些什么样的关系。

首先,选择一个好的组件有三个标准。作为电站投资人来讲,收益肯定是第一位的。第二,毋庸置疑,好的产品质量才能够对25年的收益有一个好的保证。第三,我们本来做绿色产业,做环保行业,那么肯定是更环保,更易回收,这也是我们新能源行业投资企业的一个社会责任感、社会责任心。我想,这三点应该是我们选择一个好的组件的三个最基本的标准。

第二个方面我来讲一下组件常见的一些问题。说到组件的常见问题,不可回避的要先讲一下中国几个区域气候的态度。刚才张工也讲到中国的一些气候特征。从组件厂商这边来归类,可能和我们传统的气候分类有一些差异。我们更多的结合我们组件的表现,比较相关的一些,包括昼夜温差、平均气温等因素。我们大概分成六个区域,一个是西北区域,当然有比较详细的介绍。西北区域的特点,干旱、、风沙、温差大。东北地区可能是暴雨、低温、湿冷、冰雹、。还有华南地区可能是高温、高湿、台风,长江中下游、东北地区可能是雪压。每一个地区,应该说都对我们组件的某一些方面,有一些不同的影响。

我们可以来看一下,西北地区,冬寒夏暖,凉温差比较大,热温差也比较大,占比比较好。可能在华南地区出现的一些问题,在西北就没有问题。但是西北日照强、紫外线强、风沙天气比较多。在东北地区,相对来说东北地区整个自然环境对组件的影响不大,为什么单独把它列出来?主要是考虑雪压。我们到欧洲的组件往往会有两个规格,一个是雪压3600帕,一个是5400帕。像德国汉堡以北的北欧,特别要提出的一个指标就是5400帕的雪压。我们内部也曾经了解过,西北这边天气比较冷,相对来说雪压其实还不是特别严重,东北这方面可能问题更严重一些。

华南地区整个市场真正大面积的建设大型电站应该是2013年开始。2013年在座的各位可能多多少少也听过,华南地区出现的组件质量问题。我们分析下来,主要气候环境,高温高湿,可能采购组件都比较关注湿的情况,都是为了去检验组件在高温高湿环境之下的一个耐用情况。同时,华南地区还有台风问题,我昨天还听说有台风对组件造成一些影响。

这上面还有华中地区,还有其它的一些地区。简单来说,我们刚刚分析了几个比较有代表性的气候环境,应该看到不同的气候环境,它实际上是塑造了一个不同的组件的工作环境。不同的工作环境,必然一些设计不是太完美的组件,可能带来一些问题。

下面我们从组件厂商来讲,我们看到的一些除了外包装、运输等等这些方面的一些问题,比较客观的来看,我们陈列了比较多,有紫外线造成的老化,风沙的磨损,雨天的氧化腐蚀等。PID可能造成的因素会比较多,也和水汽有比较大的关系。像这个蜗牛纹现象,是不是对组件的发电效率有影响?实际上这一直是整个光伏行业组件行业的一个比较有争议的问题,就包括我看到的报告,都有明显的证据表示,出现蜗牛纹会对组件的发电效果造成影响。

为什么这个问题还仍然列在这个地方呢?因为从我们检测标准来看,蜗牛纹还是用户非常在意的一个方面。还有老化、磨损、积水、积灰等等,这些问题可能是我们比较常见的一些组件的问题。

针对这些问题,我们天合在本身制造过程中,也是非常关心和在意的。我们天合开始进行双玻组件的一个研发,可以追溯到2006年,到现在为止已经有大概9年的时间了。当时是江苏省的一个科技项目。当时研发双玻的主要目的是为了BIPV,可能兴业公司(指珠海兴业)也有同事在这边,应该也比较清楚双玻组件最开始的一个过程。

随着我们天合在双玻组件的整个研发和应用的过程当中,我们也逐步的看到了双玻组件所带来的很多崭新的一些优势。我概括起来,我们的双玻组件所有的优势来源于三个方面,第一个方面,没有背板,第二个,没有边框,第三个,三明治结构。所有双玻组件带来的一些新的表现,实际上都来自于它全新的一种组件结构形式。

组件可能从30年前诞生到现在,虽然说电池变了,EVA变了,背板变了,但是结构形式从来没变过。边框,EVA把玻璃和背板连接起来,保护电池,这种东西从来没变过。虽然说双玻组件在BIPV的应用当中,存在的从国外到现在可能有超过10年的时间,但是真正大面积的把双玻组件当成一种全新的组件结构形式,应该是从我们天合2013年底开始的全面推广。应该说从我们这一年多来,天合中国区出货已经超过了300兆瓦。我们今天能够公开的去宣传和推广双玻组件,也来自于这一年多对双玻组件的大力推广所看到的结果。

首先我们说背板。从组件核心的元器件来讲,在电池也好,硅材料也好,都是非常稳定的。虽然硅材料本身有隐裂,这个可能是我们的加工过程当中对电池造成的一些损伤。但是从整个组件来说,硅材料,这个电池本身一旦加工好以后,它的稳定性我觉得是毋庸置疑的。全世界可能了解最充分的材料就是硅,也是最稳定的。而背板材料是一种有机材料,现在组件里面带来的90%以上的问题,是因为背板的问题。

从背板来看,我们先说一张图,可能更直观一些。这是新疆的鄯善电站附近的汽车牌照,这应该是来自于新浪网的一些照片。可能在新疆的朋友大家都对这种牌照不陌生,长期的工商考核,基本上车牌表面的蓝色都被弄掉了。我是近距离的认真观察过车牌照表面的蓝色的漆,那个漆的厚度起码是毫米级的。我们背板外面,比如我们TPT后面的T层,那个覆膜层,是微米级别的。这个不知道大家有没有关注过。T层,不管是CPE也好,TPT也好,TPE也好,那个P层,有厚度,能够起支撑作用。但是P层自己,对这个材料本身对风沙、反射是没有什么抵抗作用的,全靠这个T层。

T层是个什么样的厚度级别呢?微米级别,有厚的有薄的,每个厂家每个型号不太一样。可以看出在风沙环境之下,这个背板的覆膜被破坏掉的机率有多高。当然从我们天合来讲,不光是天合,我相信每一个背板厂,可能都对背板做过风沙试验,比如我们那个CPE和TPE。可能这个图片不是特别清楚,在风沙试验以后的一个痕迹。这个基本可以看到,表面的E层已经被破坏掉了,已经可以看到后面的P层。这也是为什么说,我们朱总也一直提出,我们要实证研究,要在行业里面推行气候型组件。不同的气候环境,像风沙这个担心,在江苏、常州、山东是完全不需要的。但是在新疆或者在内蒙,这个是要额外担心的一点。

在巴基斯坦,我们在中心做了一个项目。提出了第一个问题,如何解决风沙这个问题。它那个地方一年365天,大概是有200天左右有风沙。那么下面这个可以看到,风沙对组件背板的摩擦的影响。我们直观一点看,就看这个车牌。那么我们这个无背板双玻组件最好理解的一点,后面是玻璃,玻璃对这个风沙,有机会实验室做一次实验,我觉得你打磨个5000小时、10000小时我估计都没有问题。很容易从直观的表现就能感受得到。

第二个方面是低透水性。这个问题在华南地区非常明显,在华南地区我们经常感觉到天气湿,很大程度上水透造成的。包括我们说PID的钠离子迁徙等等,实际上都是由于水汽渗透造成的。我记得行业内,透水性一平米一天一克是最低的,这大家非常好理解,算是最稳定,最致密的材料。尤其是玻璃,不管做什么,做实验也好,实际环境测试也好,水透绝对最低,基本为0。

无背板还有一点是散热性好。这一点呢,我觉得客观上来讲,这有两个数据,就是影响组件整体温度系数的两个因素。一个是温度系数,另外一个是热阻。有些不是特别理解双玻组件的可能会说这个导电性,热阻太高,这个不好。实际上你从两个数字上可以看出,双玻的散热性还略好于普通的组件。无背板还有一点就是它的防火等级可以到classA。美国从2016年开始,所有居民屋体的组件都要求达到这个标准。现在为止,唯一能够做到的,就只有双玻组件这个结构形式。我们现在正在跟涉外谈明年在美国的项目,正好提到ClassA的条件。但是可能在中国,这方面要求不是特别的高,大家感觉还不是特别的明显。

第二个问题就是无边框。无边框,我们首先应该想到PID。PID是由电势差引起的,是也不完全是,边框是一个重要因素,没有边框不可能形成电势差,不可能出现迁移。

传统的组件呢,我们也花了很多心思来解决这个PID的问题,主要是电池表面的覆膜。同时呢,在EVA和背板的选择上面有一些特殊的要求。那么在双玻组件这边,我们有一种说法叫PIDfree,就是不可能出现PID,它没有金属边框的,无法形成电势差。这个在PID上面,是非常非常明显的。在这些方面,在这个性能方面,双玻组件可能对于华南的项目,华东的项目有非常大的吸引力。

还有一个就是无边框的情况之下对于积雪现象也是一大改善,这一点和新疆的一些项目比较,大家冬天观察一下,比较容易有同样的感觉。传统的组件因为玻璃和边框之间有台阶,它很容易把这个雪堆积起来,滑不下来。

看下面一张图,是我们常州本部的一个试验厂。双玻组件离的近的那一块,基本上雪一厚,就自然滑下来了。然后远方的有边框的,普通组件,基本上要一周以上。应该说常州的雪还不是特别大。如果说东北的,包括西北的一些电站,我估计,但我不能说是实证的研究,起码两个星期左右的这个发电时间提高应该是没有问题的。

第三个是三明治结构,大家都在提这个理念的问题。理念的问题可能也是很多供应商和业主之间所提的问题,有时候是运输问题,有的时候是制造问题。为什么双玻组件它的这个抗隐裂的能力比较强呢?因为它上下全都是玻璃,它的应力结构,上力结构,远远要好于普通组件。普通组件上面是玻璃强度高,后面是背板,几乎没有什么分散应力的能力。

我们在内部生产的时候,基本上双玻组件在承压以后,不会形成任何隐裂的机率。在运输途中也好,安装途中也好,一定程度的冲击,这个双玻组件它里面的这种应力能力也是数量级的一个增长。

那么总结起来,双玻组件抗风暴、紫外线、风沙、水透,结构上杜绝了PID的产生,从而达到顶级性能的anti-PID。从高收益方面来讲,由于它的水透方面更好的表现,我们现在实证下来,这个双玻组件每年的衰减是0.5%,而普通组件是0.7%。实际上普通组件能够真正做到0.7%的,也是一流厂家、顶级厂家能够达到相应水平。

我们简单的一个结论,如果说我们从30年的发电量来看,255的组件,双玻组件就相当于260的普通组件的发电量,整整高出了一个档次,衰减比较少。然后是双玻组件的回收,到现在为止,双玻组件的回收是唯一最环保的回收方式。

以上是我的演讲,谢谢大家。

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
展开全文
打开北极星学社APP,阅读体验更佳
2
收藏
投稿

打开北极星学社APP查看更多相关报道

今日
本周
本月
新闻排行榜

打开北极星学社APP,阅读体验更佳
*点击空白区域关闭图片,
双指拖动可放大图片,单指拖动可移动图片哦