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透明背板技術論壇+全球光伏玻璃產能調查表

   2019-05-22 光伏變遷見證者26720
核心提示:作為組件輔材采購最怕的是什么??玻璃玻璃玻璃-------,漲價、供不上貨!!!!哪家采購不頭痛!!!!所以,小編匯總了全球光
作為組件輔材采購最怕的是什么??

玻璃玻璃玻璃-------,漲價、供不上貨!!!!

哪家采購不頭痛!!!!

所以,小編匯總了全球光伏玻璃產能,分享給各位同行,祝好運。


那么問題來了,買不到玻璃做不了雙玻怎么辦????

簡單啊,去中來,買透明背板,你只要一塊玻璃,就可以達到雙玻的效果啦---------

感謝張博士和袁超的精彩分享;

2019年是雙面組件的元年,中來股份對雙面組件的市場預測是在2019年達到20%的份額,未來的組件的發展趨勢也是雙面、高效、大尺寸,這是為了適應光伏發電平價上網。

雙面組件還是以雙玻為主,之前的白色背板并不適應雙面發電,但其實除了雙玻,雙面組件還可以采用玻璃+邊框+背板的傳統結構。


以下是雙玻組件在應用中的痛點:


圖中是西部的電站,可以看出來無邊框的雙玻組件在戶外,很容易產生爆裂,僅僅一年時間,已經有20%的組件爆裂,接踵而至的就是發電量衰減、功率衰減以及安全性隱患,組件其實已經失效,所以目前的無邊框雙玻組件是不可取的,還是需要加裝邊框的。


中來股份在2018年研發出了透明背板,下圖是透明背板的性能測試,重點是耐水解和紫外的測試,數據顯示,老化測試后,黃變、機械性能斷裂伸長率,均保持了非常高的水平。

關于玻璃的透光率,壓花玻璃是90-92%的透光率,壓花鍍膜玻璃的透光率超過93%,而透明背板在短波280-380nm波段范圍內是沒有光透過,但是在可見光以及近紅外光譜范圍內都具有非常高的通過率。

在阻礙短波紫外波段中沒有光線透過的主要原因是,在透明背板中使用了一些對紫外光具有隔絕功能的材料,從而實現對PET的保護,從而具有超強耐紫外性能,而玻璃本身是無機材料,不需要非常好的紫外耐候性,所以不需要隔絕紫外光,因此出現了在短波區域透明背板透光率非常低,比玻璃要差,而在實際組件的使用過程中,對于短波的響應非常小。

在太陽光譜中,紫外波段的能量,在總的能量占比非常小,在紫外波段光線的透過率比較低,對于組件發電量的影響微乎其微,如下表,在同樣的設備上,對玻璃、雙面涂覆透明背板、TFB透明背板,進行透光率的測試,相同條件下進行測試是具有橫向對比性的,在380-780nm范圍內,FFC雙面涂覆背板的透光率可達94.64%,而同等條件下,壓花玻璃透光率只有89.53%。

關于透明背板,在各種老化條件之后,會不會具有很大的衰減?因為組件畢竟要戶外使用25-30年,高分子材料和無機材料相比,其整體的耐候性是要差,所以最后透光率會不會有比較大的衰減?如下表,經過濕熱、紫外等老化試驗后,透明背板各性能衰減控制在2%以內。


現有的60片版型組件,單玻組件包括玻璃、背板、邊框整體重量約19Kg,而雙玻組件包括玻璃、邊框,重量就超過26公斤,這樣的重量,導致雙玻組件的應用范圍受限,因為必須考慮到屋頂的承重載荷,而平單軸跟蹤系統搭配雙玻組件,也會因為重量問題導致壽命降低。

所以重量的降低,使得采用單玻結構的雙面發電組件具有更廣泛的適用范圍,另外也降低了組件的運輸、安裝成本,提升了組件的安裝效率。


很多人認為:玻璃是0水透,而背板是高分子材料,可能具有一定的水汽透過率,所以長期看,玻璃會有更高的可靠性;但是水汽透過率,是把雙刃劍,因為組件的封裝膠膜是高分子材料,在戶外長期紫外照射下,會降解釋放大量的小分子,在雙玻組件中很難釋放出來。

而透明背板的具有一定的水汽透過率,具有呼吸性,組件在正常工作過程中的溫度是高于環境溫度的,在夏天的時候甚至可以高出環境溫度20-30度,工作中的組件因為熱量高,所以內部的水汽是在釋放過程中。

當組件的溫度高出環境溫度10度的時候,組件釋放水氣的速度是吸收速度的4倍,而當組件溫度高出環境溫度25度的時候,釋放水氣的速度是吸收水汽速度的16倍,所以,組件在戶外的實際使用過程中,白天發電溫度高,是在釋放水汽,在晚上組件沒有工作的時候,則是在慢慢吸收水汽。很多實驗室的加速老化特別是濕熱老化模擬設備,和戶外實際情況是完全沒有對應的,不能真正的表明組件在戶外使用中的實際表現。


中來在透明版的基礎上,進一步開發了網格透明背板,這種背板,是在組件的電池片間隙處,增加反射網格涂層,網格部分可以將入射光進行二次反射,增加電池片的進光量,從而提升組件的正面功率,在60片版型的組件中,至少可以提升5W以上,同時,這種白色反射網格可以進一步阻隔紫外線,提升背板的耐老化性能。

如下圖,經過層壓后的兩種版型組件功率統計對比來看,透明網格背板能有效增加組件功率達5W以上,所以,透明網格背板具有更好的收益。


下圖是透明背板的優勢總結。


以下是群友問答:

1.透明背板如何保證PET的耐紫外性?

中來的透明背板,在500KWH之后,無論是黃變還是機械性能的保持,都具有非常高的水平,原因一是使用自身就是耐紫外的透明PET,二是背板的內層和外層的兩層含氟材料的保護層,具有非常好的隔絕紫外功能,從而實現了對PET的保護功能。

2.透明背板用膠水對背板整體耐紫外的影響

選用的膠水自身具有比較好的耐紫外性能,照射過來的紫外線,在通過氟材料的保護層以及膠水的過程中,紫外線被一步步的削弱,從而達到對組件的保護。

3.透明背板選用的PET耐候是如何選取得?

一是耐紫外,二是耐水解,因為聚酯薄膜的一個弱點就是耐水解比較弱,我們和供應商聯合開發的耐水解、耐紫外的PET,耐水解是提升PET材料的分子量和加工工藝過程,耐紫外是在PET材料中也添加紫外吸收劑。

4.透明氟膜的紫外屏蔽是如何實現的?隨著老化是否會變霧?

透明覆膜、FFC,都是通過紫外吸收劑來屏蔽吸收紫外線,各種老化試驗后,都沒有發現變霧的現象。

5.透明背板成本和壽命分別是多少?

目前相對于傳統的白色背板略有提升,作為新產品,在開發初期成本都是比較高,但是隨著應用范圍的擴大,成本必然下降。

6.透明背板的膠水選型是3M的嗎?若是3M的膠型號是?或者其他膠的型號?

7.有什么透水率低的背板型號?

目前透明背板有兩種型號:1000V和1500V,而關于水汽透過率主要還是由透明的PET基材來提供的, 1000V采用的是250um的基材,水透可以做到1.8左右,1500V的采用的是275m的,水透大約在1.6。

8.未來背板結構趨勢,是否仍舊會堅持含氟路線?以及含氟背板是否會對后續組件回收產生影響?

我們認為未來背板結構的趨勢依然還是傳統的,就是以PET為基材的背板結構,因背板在組件中具有三個作用:1、耐候性的保護,2、對電池片的支撐作用,3、安全性能、絕緣性的保護。我們認為未來背板結構仍然是雙面氟材料保護的PET為基材的背板結構,所以我們依舊會堅持含氟路線,因為畢竟氟材料是最可靠的一款材料。

而含氟背板是否對后期組件回收產生影響?目前組件回收技術也是不成熟,尚在研究完善中,未來隨著組件回收技術的成熟,相信含氟材料的回收也會成熟。

9.請問:修復背板的背板,跟現在的背板有何區別,是否有優勢?

目前修復背板是采用壓敏膠在PET的基材上進行修復,我們的背板是通過和EVA的粘接完成的;

修復背板,短期之內可以讓開裂的背板再生,但是可靠性確實不好說,可以肯定的是沒有原裝的背叛好。

10.全球背板行業目前的產業產能布局以及銷量變化情況,結合目前技術發展方向背板行業發展預期。

目前全球有超過十家背板供應商,總產能已經遠遠超過市場的需求量,在未來小型背板廠生存會更加困難,降本增效和客制化是行業的一個趨勢,規模效應以及生產的管理都是降本的途徑,只有大的背板廠才能順應行業的發展,未來的行業發展肯定是集中化。

11.不同環境或試驗極限失效數據,或失效風險分析,優缺點綜合客觀評估。

我們對各種類型背板行了一些可靠性測試,通過測試結果發現,對于內層是PE膜類背板具有比較高的失效風險,因為PE材料本身耐紫外是比較差的,我們現在用在內層,但是透過玻璃和EVA到達背板內層的紫外線,在25年也會超過200KWH,而PE類材料根本接受不了這種數量的紫外考驗。

12.透明背板目前相關的IEC可靠性測試數據究竟如何,特別是TC,以及TC+DH,UV,另外能量產否,量產良率如何?高分子的水透遠不如無機物玻璃,中來的透明背板雙面組件電站數據如何?

透明背板也是按照IEC的要求進行各項測試,在PPT里也有展示,我們認為單獨的背板 TC測試意義不大,我們對組件進行了TC測試,測試結果表明,透明背板+玻璃的單玻結構,比雙玻結構TC的老化性能更加優異。

目前中來透明背板已經實現了量產,既然能實現量產,良率必然比較高。

13.對于目前PVDF覆膜背板戶外開裂,涂層的不可靠,是不是Tedlar變成了最優選擇了,隨著功率得陡增,背板內層的RTI能否滿足?

首先,涂層是非常可靠的,其次,PVDF覆膜背板戶外開裂是個案還是普遍,需要進一步的調查和驗證。

目前的高功率組件越來越多,背板內層的RTI可以滿足高功率的需求,當然對于PE來講,它的RTI還是很難滿足高功率組件的要求的,耐熱性是PE材料的弱點,所以說,PVF/PVDF可以滿足高功率組件對RTI的需求。

中來FFC的雙面涂氟背板,已經經過十多年的戶外驗證,目前出貨已經超過2億平米,可以超過30GW電站在使用,目前0投訴,所以說。涂層的可靠性是毋庸置疑的。

13、透明背板的紫外線保護氟膜現在只在最外層,透明狀態下,PET沒有前面著色粘結層的保護,是否增加前置的氟膜?我們知道有機的紫外吸收劑在老化和實際應用中有遷移和消耗,請問如何解決?

透明背板的紫外線保護氟材料是內層和外層都有的, PET內層也是具有紫外阻隔功能的涂層來保護PET的。

我們選用的是比較好的紫外吸收劑,其消耗非常小,在紫外500KWH之后,紫外吸收劑的消耗基本沒有,而對紫外線的阻隔功能基本上沒有衰減。

15、既然已在氟膜中或涂層中用了無機紫外吸收劑,為什么還用有機類的?

透明背板,要實現比較高的透光率和透明度,無機材料如果添加量過高的話,會降低透光率和透明度,如果添加量比較低,對紫外的一個阻隔功能是比較差的,所以說我們選取了無機和有機的這種來配合使用,從而實現高的透光率的同時具有很高的紫外阻隔效果。

16、透明含氟背板在外保護有透明涂料和透的氟膜兩種技術選擇,中來如何選擇并確認它們的優劣,其中杜邦氟膜是否具有獨特的優勢?

這個是技術路線的選擇,需要各家自己來驗證了。我們的測試結果表明,無論是杜邦的透明氟膜,還是中來的透明涂層,或者是國內其他的的透明PVDF膜,都具有自己的獨特性,都可以實現非常好的耐候性,都可以制作出性能優異的透明背板。

17、組件背板切割邊料在某些地區,環保政策不允許直接作為工業垃圾處理,這個問題是否有所考慮?

實際上背板的切割邊料,不可能直接作為垃圾來處理的,這些材料可以被機器的收再利用的。

18、相對于雙玻,隱裂如何?

相對于雙玻,背板+單玻結構的隱裂,在我們對組件進行機械載荷測試之后,數據顯示,隱裂是非常少的,而測試后的組件功率的衰減,也是在接受的范圍內。

19、剛才張博士說了背板呼吸的情況,這種情況下水透與EVA水解產生的醋酸以及醋酸鉛的問題是否有所考量?

背板封裝膠膜的EVA無論在紫外還是水汽的條件下都會產生醋酸,而正是因為透明背板具有呼吸性,組件在白天工作時候,組件的溫度高于環境溫度,透明背板在釋放水汽,在釋放水氣的過程中醋酸也可以隨之排出組件外部,避免因為醋酸困在組件內部導致腐蝕焊帶、柵線,從而提高組件的壽命。 
 
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