双玻光伏组件,是指由两片玻璃和太阳能电池片组成复合层,电池片之间由导线串、并联汇集到引线端所形成的光伏电池组件。业内人士认为,双玻组件为高品质光伏电站提供了最好的解决方案。据EnergyTrend统计,2016年我国双玻组件的发货量成长至800~900兆瓦左右,预计今年的发货量将有明显成长。那么,当前双玻组件的应用形式有哪些,未来的发展趋势又如何?宁波启鑫家庭电力科技有限公司技术总监徐楠对此给出了相关解答。
记者:请简要介绍一下双玻组件的应用形式和当前的发展情况。
启鑫电力:众所周知,根据光伏组件和建筑结合的一个紧密程度,双玻光伏建筑可以分为BIPV、BAPV两种形式。BIPV(光伏建筑一体化)是说,光伏组件作为建筑的构件,是建筑的一部分。它的特点是,除了要满足组件的性能要求以外,还要防火,并满足建筑力学、热舒适、采光、隔音等的一些建筑要求。BAPV指的是光伏组件作为建筑的一个附件,这一块就相对比较简单,只要满足光伏组件的一些性能要求就可以。当然,它要跟建筑结合,所以也要做一些防火的测试。
2010年之后,双玻组件有了一个飞速的发展,最高轴是在2014年、2015年,最早的专利是在2002年。当时双玻的结构和现在的产品已经基本相同。
记者:双玻组件有哪些特点,决定了其在光伏建筑上非常适用?
徐楠:可以说,BIPV早期主要应用的产品就是双玻组件,双玻组件最早的应用也是BIPV。双玻组件自身的特点,决定了其非常适合在BIPV上应用。首先,它可以采用PVB的夹胶,满足了建筑幕墙的安全要求。它耐老化性能非常优异。因为PVB在建筑上的应用已经超过40年了。
双玻组件可以做成各种颜色。其次,它可以扩展多种形式,可以加工成中通的结构来隔热,或者隔噪声,还可以做成各种透光率,满足建筑的采光要求。再次,它结构对称。这个特点可以说是光伏组件的特点。比如说,承受静态载荷之后,电力片可以做到无隐裂。因为晶体硅电池有一个最大的缺点就是非常脆,很容易发生破碎。
但在对称结构当中,它承受外力的时候,可以做到不会破碎,在这种载荷之后,它功率衰减非常小。这个跟它的力学对称结构是相关的。它在冷热循环中功率衰减也非常小。
在BAPV形式中,它附着在倾斜的屋面的形式,通常是作为建筑的附件,会增加建筑的负荷能力。它的哪些特点比较适合在BAPV上应用呢?第一,它外表面都是玻璃结构。玻璃结构抗紫外能力非常强,防火等级也比较高,可以很轻松地做到1500伏的系统电压。当然,如果你是用1000伏的电压的话,代表了它的绝缘性能非常好,它的安全性会更高。即便是老化之后的玻璃,绝缘性也非常好。第二,它没有金属边框,相对普通组件来说,它省去了接地的操作,这样可以避免PID(电位诱发衰减)现象的产生。当然,我们如果说能够把水膜去掉,能够把在回路过程中的任何一个点打断,同样也不会有PID产生。
没有边框后,组件的工作温度会变低。同时,它还能防止灰尘的积攒。第三个特点还是结构对称,对于组件来说依然是在载荷之后电力片无引力,功率衰减小,TC循环过程中功率分解小。
记者:为什么双玻组件安装在建筑屋顶发电量会高?为什么会在TC过程中功率衰减更小?
徐楠:在没有边框之后,它的工作温度较常规的组件会低2~5摄氏度,发电量高1%~2%,原因是常规组件铝合金边框内部不利于空气的对流。没有边框之后,对流就会明显加强,造成组件的温度下降。当组件和屋顶安装的距离非常近的时候,对流是更差,所以双玻组件更适合在斜面屋顶上安装,在这种情况下,它温度的降低会体现的更加明显。
举一个例子,比如有人踩在双玻组件上,电池片本身是有弯曲的,但是电池片本身的程度没有变化。所以说,电池片又承受了这样一个拉伸和压缩的力,尤其是在拉伸的过程中,电池片非常容易产生引力。这对于TC循环过程中的道理来说是一样的。
TC代表的是热胀冷缩、温度循环,材料也会发生膨胀和收缩。对于力学的对称结构来说,对电池片的影响就非常小。我们在实验室对双玻组件做了一些老化的测试,有高温高湿、冷热循环、PID、紫外线,试验中的条件都是2倍于IEC的标准,UV的话可能就是6倍了。实验之后,双玻组件的功率衰减值为2%,尤其是PID,基本上小于1%。基于测试的结果,双玻组件的功率质保是30年,并且从第二年开始每年的功率衰减不大于0.5%,而常规组件的则分别是25年和0.7%。
记者:未来,双玻组件有哪些发展趋势?
徐楠:双玻组件在BIPV上的应用已经超过了10年,我们预测,未来它仍然是BIPV的主要形式,随着其优势被业内认同,也将会在BIPV上广泛地应用。未来,双玻组件可能有很多形式出来,但我们觉得对称结构将会成为双玻组件的主要形式。目前,双玻组件有着更长的寿命,更高的发电量,更低的衰减率,将来还会有更低的成本。