杜邦:组件户外失效案例与新问题
责任编辑:Jill 作者: 2021/5/13 12:10:50 浏览:9498 头条

在光伏电站长达25年的生命周期中,光伏组件作为核心器件之一,围绕其发电性能的持续优化、运营风险的防范一直被人们所关注。在4月23日,由中国光伏行业协会、光伏們联合主办的第五届新能源发电运营与后服务研讨会上,杜邦Tedlar®业务大中华区技术研发经理胡红杰详细讲述了全球组件户外失效情况及其对组件性能的影响,并简单介绍了Tedlar®透明背板的优势以及杜邦光伏电站无损检测服务。

 

去年五月,杜邦公司发布了最新全球光伏可靠性项目报告,以户外实地检测和数据分析为基础,追踪了材料的失效情况及其对组件性能的影响。这项报告是一个综合的户外光伏检验分析项目,检测地点遍布北美、亚洲、欧洲和中东,通过近3GW光伏系统、900万片组件进行检测,对所获数据按气候、运行时间、安装方式、组件及其材料等进行了详细的分类和研究。

 

通过2020年的调研结果可以发现,组件的外观失效主要包括背板、电池/互联部分、封装材料以及玻璃和接线盒等。其中背板的失效类型分外层(空气侧)和内层(电池侧)的开裂、脱层和黄变等。


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以背板开裂为例,杜邦公司经过对比发现,使用寿命超过5年以上的PVDF背板开裂比例快速增加,开裂比例达到了23%。而且,在检测过程中,杜邦公司在中国、欧洲、印度和北美等地均发现PVDF背板开裂,也就是说,无论是干热,干冷,温和和地中海气候,背板开裂都有发生,与气候类型没有明显的关联性。虽然PVDF背板发现开裂较PA背板晚,但与PA背板类似,开裂比例也呈现快速增加的趋势。一旦背板形成贯穿性裂纹导致背板脱层,使核心层暴露在环境中,在某些情况下将引起逆变器跳闸和接地故障。



以青海某40MW光伏电站为例,其PVDF背板使用寿命为第6年(投产时间2013年12月,检测时间2019年10月),背板开裂的比例为10%,同时还有5%的背板内层发生黄变。背板开裂带来的隐患不容小觑,一旦开裂,湿气进入组件内部将加速电池片衰减,转换效率下降,从而降低发电量,同时,背板开裂水汽进入会导致组件绝缘失效,存在漏电风险,运维人员在接触组件时可能危及人身安全。

 

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随着双玻组件的大量应用,2020全球光伏可靠性项目检测发现,在全球多个双玻组件项目中发现了脱层和玻璃破裂现象。脱层可能最开始发生在组件或单个电池边缘处,水汽从双玻组件边缘和玻璃打孔处渗入,难以排出,长期累积,引发严重脱层腐蚀和功率衰减。而玻璃破裂可能源于玻璃表面和边缘上的划伤或缺口处,或是固定于支架系统的应力集中处。

 

随着大尺寸组件的升级,对双玻组件使用的玻璃提出了更高的要求。近四十年来,全球每年报告的冰雹灾害天气数量明显增加,更对光伏组件耐冰雹冲击提出了严格要求。即使有些情况下,前板玻璃并未破裂,但是冰雹测试仍然导致了电池片隐裂和损坏,进而影响组件长期可靠性和发电量。因此,3.2mm的全钢化玻璃,比2.0mm的半钢化玻璃在耐机械与热冲击,以及可靠性方面优势明显,更符合组件尺寸越来越大、功率越来越高的发展趋势。


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相比之下,杜邦Tedlar®透明背板具有清洁效率高,后期运维简便,保证长期高透光率和轻质等突出优势,采用透明背板,组件无需为减重而减薄玻璃和铝边框厚度,更加适合严苛环境和跟踪系统。

 

早在2019年,Tedlar®透明背板就荣获了PV MAGAZINE大奖,获得了各国技术专家的一致认可。目前,Tedlar®透明背板全球出货量已经超过6GW,广泛应用于各种光伏发电场景。随着更多市场进入平价光伏时代,Tedlar®透明背板将为双面组件提供更多选择,助力光伏电站长期稳定高效运营。

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