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光伏市场的发展亟需新的背板测试标准

发表于:2017-10-10 14:40:54     作者:肖蓓 来源:pv-tech

杜邦户外调研结果表明,除基于Tedlar® PVF薄膜的背板外,其余所有背板失效率均会随时间延长而显著增加。此外,杜邦户外调研还发现,运行时间较长的光伏系统中背板失效率反而是非常低的,原因是这些电站所使用的大都是基于杜邦™ Tedlar® PVF薄膜的背板。

调研中还发现,相比于其他类型背板来说,基于Tedlar® PVF薄膜的背板在所有气候类型和应用市场中的失效率都很低。弗劳恩霍夫的研究也同样发现,基于Tedlar® PVF薄膜的背板几乎没有发生黄变,而PET背板的黄变程度是非常高的。

需要更严格的测试标准

在缺少可靠的长期耐久性测试标准的情况下,实地调研对于选择光伏组件最佳材料是非常有价值的。然而,更需要出台新的加速老化测试标准来模拟材料在户外实际使用时发生的不同失效形式和程度。现有的IEC测试标准还不能很好地模拟户外实际环境,并以此来鉴别不同背板材料的质量。

开发一套新的加速老化测试方法的前提是能模拟在户外调研中实际观察到的失效模式。然而,目前对于评估光伏组件长期耐久性还没有特别有效的实验室加速老化测试方法。

针对上述现状,杜邦提出了一种新的组件测试方法,名为“组件加速序列老化测试”( Module Accelerated Sequential Testing ,MAST),包括一系列应用在同一个组件上的应力测试。测试的大体顺序是:先将组件放置在湿热环境下1000小时,然后进行交替重复的紫外老化测试(UVA)和冷热循环测试。

杜邦提出的组件加速序列老化测试(MAST),可以重现不同的背板材料的户外失效模式。MAST实验方案结合了大部分组件在户外使用过程中所遇到的应力情况,包括紫外、湿度、温度和冷热循环等。每项应力的测试时间是通过户外曝晒程度和对户外组件的分析结果共同决定的。

较传统测试方法而言,使用组件加速序列老化测试(MAST)预测组件材料的长期性能准确度更高,其结果与现场观察的情况大部分一致。在现场检测中可以发现很多PET背板开裂和黄变以及PVDF背板开裂的案例,通过杜邦推荐的组件加速序列老化测试(MAST)方法可以模拟户外实际使用情况,并将不同背板的失效形式予以很好的重现。

解决背板失效问题

如前所述,光伏市场在高温气候地区和屋顶市场的增长特别迅猛,其应用环境对组件材料有很大的影响。杜邦户外调研也证明了背板材料在炎热和干旱地区和屋顶电站的失效率明显更高。

背板材料对环境应力特别敏感,当背板处于高温和紫外光照射共同作用下时,其降解速率明显增加。黄变是材料降解的信号,会影响背板的机械性能。开裂和脱层是另两个特别重要的失效形式,会降低背板的电气保护能力,增加人身安全风险系数。一旦发现此类背板失效形式,就意味着需要更换组件了。一个来自杜邦的案例调研发现,替换组件所带来的经济影响,比长期功率损失更大。所以选用更好的材料,既能降低组件的功率损失,更关键的是能省去因材料失效而产生的更换组件的费用。

光伏系统开发商可以通过选择市面上可靠耐久的背板材料来降低紫外和高温引起的相关风险。来自杜邦全球户外组件调研表明,唯一经过户外实绩验证30年的Tedlar® PVF薄膜是可靠的背板材料。这个调查结果也获得了弗劳恩霍夫研究所的认可,他们的实验证明基于 Tedlar® PVF薄膜的背板是在抵抗黄变和高温老化应力方面有着最优异的表现。

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