專訪江蘇索拉菲斯合成材料有限公司總裁彼特•沃爾符斯雷訥(Peter Wolfslehner)
“從防患于未然的角度來說,減少乃至杜絕光伏系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)品中的有毒物質(zhì),可能是最好的辦法。這是光伏產(chǎn)品生產(chǎn)商必須要面對(duì)的課題。我們需要思考的是,如何讓這種生產(chǎn)清潔能源的系統(tǒng)本身,乃至它的設(shè)備的生產(chǎn)過程,都變得更加清潔和環(huán)保一些?”
對(duì)于正在大量應(yīng)用于建筑及其他生活設(shè)施上的光伏發(fā)電系統(tǒng)而言,其所使用的材料是否完全無毒、無污染,無疑將會(huì)成為一個(gè)越來越重要的基本條件。
作為清潔的能源,光伏發(fā)電與社會(huì)生活具有非常廣泛的結(jié)合前景。特別是分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用,正越來越多地出現(xiàn)在人群密集的社會(huì)生活空間中,非常容易被人們接觸到。因此,其配套設(shè)備是否對(duì)人畜完全無毒、副作用,至關(guān)重要,這無疑對(duì)光伏系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)材料提出了更高的“清潔”要求。
而在整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的配套設(shè)備中,長(zhǎng)時(shí)間暴露于室外的電池組件,除了要長(zhǎng)期歷經(jīng)惡劣的氣候環(huán)境檢驗(yàn),還將經(jīng)受火災(zāi)、地震等突發(fā)災(zāi)害的考驗(yàn),因此其構(gòu)成材料不僅應(yīng)具備較高的耐候性能,同時(shí)還應(yīng)具有良好的環(huán)境友好性。
曾有媒體報(bào)道,在歐洲、澳洲、日本市場(chǎng),均曾發(fā)生過多起屋頂光伏系統(tǒng)火災(zāi)事故,并出現(xiàn)過因電池組件燃燒后散發(fā)出有毒氣體而致人中毒的事件。
調(diào)查結(jié)果顯示,不少光伏系統(tǒng)起火,多是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝不規(guī)范所致。有毒氣體的來源,則與部分組件封裝材料中含有有毒物質(zhì)有關(guān),而背板中含有劇毒化學(xué)物質(zhì)——氟,可能正是原因之一。
年前,總部和研發(fā)部門位于奧地利的光伏組件背板供應(yīng)商江蘇索拉菲斯合成材料有限公司(以下簡(jiǎn)稱“索拉菲斯”)在上海宣布,正式推出不含氟的環(huán)保背板——基于PA12材料的光伏組件背板SF0150。
作為絕緣材料和光伏背板方面的專家,彼特•沃爾符斯雷訥(Peter Wolfslehner)在創(chuàng)辦索拉菲斯之前,曾就職于全球知名光伏背板企業(yè)多年。日前,記者記者在上海專訪了現(xiàn)任職索拉菲斯公司總裁的他。
彼特先生說,在一個(gè)新技術(shù)、新材料乃至新思想不斷迭代的年代,光伏背板材料也正在迭代。而此次的迭代主題,正是環(huán)保。
記者:據(jù)我們所知,利用化學(xué)材料制作出來的光伏組件背板,被稱之為“柔性背板”,以區(qū)別于此前利用玻璃的背板,您能給我們講講“柔性背板”的來源和歷史嗎?
彼特:光伏組件背板開始使用玻璃以外的柔性材料,大約起源于十五到二十年前的歐洲市場(chǎng),之后不久,日本企業(yè)也開始跟進(jìn)。而早期的光伏組件,雙面都是玻璃的。
柔性背板的興起,是由于大量光伏系統(tǒng)開始安裝在人們的房屋屋頂上。因?yàn)槲蓓數(shù)某兄啬芰Ξ吘褂邢蓿瑸榱税惭b更多的電池組件,就必須想辦法減輕光伏電池組件的重量,于是技術(shù)人員開始研發(fā)和嘗試?yán)弥亓枯p的柔性材料制作光伏組件的背板。
但在隨后,人們發(fā)現(xiàn),使用柔性背板的電池組件,在加工時(shí)還可以大大降低電池片的破片率。因此,越來越多的光伏組件制造企業(yè)開始接受柔性背板。
不過,當(dāng)時(shí)的柔性背板價(jià)格還比較高,比玻璃貴不少,后來隨著產(chǎn)量的提高,成本才開始降低到了與玻璃差不多的水平,也才開始得到大量的應(yīng)用,并成為光伏組件封裝方式的主流。
記者:氟是一種劇毒的化學(xué)物質(zhì),這應(yīng)該是一個(gè)常識(shí)。那么,早先的光伏組件背板為什么會(huì)使用含氟的材料呢?
彼特:在不含氟的環(huán)保背板出現(xiàn)之前,市場(chǎng)上普遍的背板材料都是含氟的,因此很多人都認(rèn)為光伏背板材料是必須要含氟的。
最初的背板材料之所以含氟,是因?yàn)榉釉谀秃蛐苑矫嬗酗@著的特性,它具有非常強(qiáng)的抗紫外線性能,這對(duì)需要長(zhǎng)期在陽光下暴曬的電池組件而言,無疑具有非常重要的意義。
我覺得,當(dāng)時(shí)可能是由于人們對(duì)材料的了解和選擇范圍有限,才讓含氟的背板材料在后來似乎演變成了行業(yè)約定俗成的標(biāo)準(zhǔn)。
變革,當(dāng)然不是一件容易的事。何況在材料科技領(lǐng)域,由于研發(fā)的巨大投入和技術(shù)的慣性,科技工作者們很難去革自己的命。(吐著舌頭調(diào)皮地笑)
不過,隨著光伏行業(yè)的成熟,含氟的背板材料在使用中開始出現(xiàn)一些令人頭疼的問題。
一般而言,歐美成熟市場(chǎng)均要求企業(yè)考慮產(chǎn)品的全生命周期問題。也就是說,生產(chǎn)者并不是僅僅把產(chǎn)品買給客戶了就算結(jié)束,還要考慮產(chǎn)品的回收處理,并承擔(dān)由此帶來的成本。
在光伏組件回收時(shí),人們就遇到了一個(gè)難題,含氟的光伏背板如果通過焚燒處理,則會(huì)產(chǎn)生氟化氫等非常劇毒的氣體,改用其他方式,氟同樣也很難處理。
而此時(shí),在歐洲、日本和澳洲市場(chǎng),也都曾出現(xiàn)了一些案例,由于屋頂電站發(fā)生火災(zāi),造成了消防員或其他人員中毒乃至身亡的事故,雖然其中的原因并不完全是因?yàn)楸嘲搴珔s仍然因此對(duì)含氟背板的前景提出了挑戰(zhàn)。
有研究結(jié)果顯示,當(dāng)氟在空氣中的含量達(dá)到1PPM(parts permillion,百萬分率。1ppm,即一百萬千克的溶液中含有1 千克溶質(zhì)。——編者注)以上時(shí),就會(huì)對(duì)人帶來明顯的影響。如果大量氟化物進(jìn)入人體內(nèi),輕則會(huì)引起急性中毒,可以產(chǎn)生如厭食、惡心、腹痛、胃潰瘍、抽筋出血等病變,重則甚至?xí)斐伤劳觥6镌谌紵校尫懦鰜淼臐舛葧?huì)更高。(皺著眉頭的彼特面對(duì)記者聳了聳肩,攤開雙手)
當(dāng)然,使用含氟材料做成的光伏背板,氟的狀態(tài)處于固化狀態(tài),加上目前的光伏背板阻燃性較高,在通常情況下的安全性還是有保障的。
記者:光伏電站發(fā)生火災(zāi)的原因跟背板材料有關(guān)系嗎?
彼特:屋頂光伏電站起火的原因,有的是因?yàn)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)安裝不規(guī)范,比如布線不合理導(dǎo)致輸電線路短路;有的是因?yàn)榻M件產(chǎn)品其他方面的質(zhì)量問題引起的,比如接線盒的原因;也有的是因?yàn)榻ㄖ旧戆l(fā)生火災(zāi)事故,而引發(fā)了光伏系統(tǒng)燃燒。基本和背板沒有關(guān)系。
曾經(jīng)有報(bào)道說,澳大利亞有近四分之一的屋頂光伏系統(tǒng)存在安裝布線問題,并能夠?qū)е禄馂?zāi)危險(xiǎn)。而荷蘭政府也曾警告,有60多萬個(gè)光伏組件具有火災(zāi)隱患。
因此,不管是哪種原因的火災(zāi),如果燃燒到電池板,都有可能因?yàn)殡姵匕宀牧现械挠卸疚镔|(zhì)的揮發(fā)和泄漏,而給救火的消防人員造成傷害。隨著越來越多的屋頂光伏系統(tǒng)的建成,這顯然會(huì)成為一個(gè)更加顯著和緊迫需要解決的問題。
而且,在電池板生命周期最后的回收環(huán)節(jié),對(duì)于有毒害的物質(zhì)的處理,同樣是個(gè)問題。
從防患于未然的角度來說,減少乃至杜絕光伏系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)品中的有毒物質(zhì),可能是最好的辦法。
這是光伏產(chǎn)品生產(chǎn)商必須要面對(duì)的課題。我們需要思考的是,如何讓這種生產(chǎn)清潔能源的系統(tǒng)本身,乃至它的設(shè)備的生產(chǎn)過程,都變得更加清潔和環(huán)保一些?
記者:除了您剛才所說的環(huán)保與安全外,一般而言,評(píng)估光伏背板材料是否優(yōu)異,還有哪些參考指標(biāo)?
彼特:一般情況下,評(píng)估背板的指標(biāo)主要有耐候性、電氣性能和水汽透過率,當(dāng)然,還有抗拉強(qiáng)度等。
耐候性,也就是產(chǎn)品的抗老化性能,這可以通過行業(yè)內(nèi)簡(jiǎn)稱的“雙85濕熱老化試驗(yàn)”來評(píng)估。“雙85濕熱老化試驗(yàn)”,是指在85℃高溫和85%的相對(duì)濕度這樣一個(gè)高溫高濕的環(huán)境下,通過連續(xù)不間斷的數(shù)百上千小時(shí)的測(cè)試,來觀察或檢測(cè)材料各方面的性能,包括性能的衰減、材料的老化等情況,以達(dá)到評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
這相當(dāng)于一個(gè)快速的老化過程。行業(yè)內(nèi)大致認(rèn)同在“雙85濕熱老化試驗(yàn)”中能達(dá)到2000 小時(shí)而各方面性能變化保持在一定水準(zhǔn)內(nèi)的組件,其對(duì)應(yīng)的實(shí)際壽命相當(dāng)于20年。
目前,一般的光伏背板在測(cè)試到2000小時(shí)時(shí),就開始出現(xiàn)材料開裂和性能失效。實(shí)際上,這也正是大家公認(rèn)光伏系統(tǒng)的壽命約在25年左右的一個(gè)由來。因?yàn)椋|(zhì)量較好的組件背板的壽命也只有25年左右,這限制了組件以及光伏發(fā)電系統(tǒng)的壽命。
背板的電氣性能,則是指它在系統(tǒng)電壓和絕緣性能方面的表現(xiàn)。目前要求的組件背板的系統(tǒng)電壓標(biāo)準(zhǔn),為大于或等于1000v•DC,但也在向著1500v•DC的方向發(fā)展,因?yàn)榻M件越來越大,這就要求背板耐系統(tǒng)電壓的能力越來越大。同時(shí),要求背板具有更高的電阻率。
水汽透過率,是指在單位面積內(nèi)水汽透過組件背板的多少,可在38℃、90%的相對(duì)濕度這樣一種環(huán)境下測(cè)試。一般情況下要求光伏組件背板的水汽透過率越低越好,因?yàn)橐柚顾g進(jìn)去腐蝕EVA 或電池。
水汽透過率的單位是“g/天﹒平方米”。目前,傳統(tǒng)背板的水汽透過率在1.5-2.0g/天﹒平方米之間,一般在1.8g/天﹒平方米左右。
除了這幾項(xiàng)主要的指標(biāo),還有材料的抗拉強(qiáng)度等。
記者:那么,索拉菲斯的新光伏背板在這幾項(xiàng)指標(biāo)上的表現(xiàn)如何?它與傳統(tǒng)的光伏背板有哪些不同?
彼特:除了不含有毒的化學(xué)物質(zhì)外,我們最近新推出的SF0150光伏組件背板,在耐候性、電氣性能和水汽透過率方面均要優(yōu)于傳統(tǒng)光伏組件背板。
在“雙85濕熱老化試驗(yàn)”中,SF0150光伏組件背板連續(xù)測(cè)試到3000小時(shí),基本性能變化不大,而且沒有出現(xiàn)材料開裂現(xiàn)象。本來測(cè)試還可以繼續(xù)往下做,但有點(diǎn)遺憾的是,到了3000小時(shí)后我們自己放棄了,因?yàn)檫@個(gè)表現(xiàn)已經(jīng)大大優(yōu)異于傳統(tǒng)的背板了。
電氣性能方面,SF0150光伏組件背板基本在1200v•DC 左右,從電氣安全的角度講還有一定的富余,可以比較容易地做到1500v•DC的標(biāo)準(zhǔn)。它的電阻率表現(xiàn)可能更優(yōu)秀一些,比傳統(tǒng)背板要高出將近十倍。
傳統(tǒng)背板的電阻率一般在7×1010到8×1015之間,SF0150則達(dá)到了70×1010~15。
而SF0150在水汽透過率方面,不僅低于傳統(tǒng)背板,范圍在1.0-1.9g/天﹒平方米,一般為1.3g/天﹒平方米左右,更重要的是,SF0150的水汽透過率是可以可根據(jù)客戶的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
這種可調(diào)節(jié)有什么意義呢?雖然,理論上來說,背板的水汽透過率越低越好,但不同客戶的要求,也總是千差萬別的。比如,有的客戶就跟我們反映說,他的組件由于設(shè)備問題做得一般,里面有一些揮發(fā)物需要揮發(fā)出去,或者因?yàn)閷訅汗に囘_(dá)不到,因此抽真空抽得不太好,需要排空氣出去,這樣的客戶就需要水汽透過率高一些。而另外的客戶則說,他的光伏組件要用在海邊的電站,環(huán)境很潮濕,因此需要更低一些的水汽透過率。
這種可調(diào)節(jié),是傳統(tǒng)背板做不到的。或者,傳統(tǒng)背板只能通過調(diào)整材料厚度來實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié),而SF0150則可以在相同厚度下實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)。因此,對(duì)客戶來講,當(dāng)我們了解了他們的生產(chǎn)設(shè)備及工藝情況后,就可以提供量身定制的透過率。
另外,SF0150在熱導(dǎo)率方面的表現(xiàn)同樣也比傳統(tǒng)背板優(yōu)秀。一般背板的熱導(dǎo)率約為0.15W/mk,SF0150則能做到0.25 W/mk左右。雖然熱導(dǎo)率不是背板較重要的一項(xiàng)指標(biāo),但對(duì)于將太陽80%以上的能量轉(zhuǎn)化為了熱能的光伏電池組件而言,熱導(dǎo)率高的背板材料當(dāng)然更好。可能一些組件生產(chǎn)商有些忽略了這項(xiàng)指標(biāo),但在許多光伏電站投資者看來,這其實(shí)是相當(dāng)重要的一個(gè)表現(xiàn)。
同時(shí),SF0150背板一次擠壓成型的生產(chǎn)工藝,相對(duì)于需要使用各種溶劑來將材料復(fù)合在一起的傳統(tǒng)背板生產(chǎn)工藝而言,也具有更高的環(huán)保性。
傳統(tǒng)背板的生產(chǎn),無論是涂氟工藝,還是復(fù)合工藝,都要用到化學(xué)溶劑,而多數(shù)化學(xué)溶劑都會(huì)含有丙酮和甲苯等有毒原料,雖然這些化學(xué)溶劑是在封閉的環(huán)境下使用,但畢竟是有毒或者有污染的原料。
而SF0150背板一次擠壓成型的生產(chǎn)工藝,則基本上是一個(gè)物理加工工程,兩者環(huán)保性一目了然。
除此以外,在大家更為關(guān)心的成本方面,SF0150也具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。
記者:SF0150是如何做到這樣的表現(xiàn)的?
彼特:這就要說到索拉菲斯背板所使用的原材料了。
SF0150 背板的主要原材料,來自于德國的Evonik公司,這家創(chuàng)辦于1846年擁有近180 年歷史的公司是全球最知名的化工企業(yè)之一,他們的一位比利時(shí)科學(xué)家在上世紀(jì)70年代時(shí)開發(fā)出了一種創(chuàng)新的材料PA12。
這種材料無毒無污染,同時(shí)具有良好的耐腐蝕性及耐候性能,目前已被大量使用于海底電纜、石油管道、汽車油管等長(zhǎng)期需要在惡劣環(huán)境下工作的產(chǎn)品中。
在幾年以前,為了開發(fā)新的光伏背板,我們發(fā)現(xiàn)了PA12這種材料,并與Evonik公司的科學(xué)家一起開發(fā)出了基于PA12材料的光伏背板。目前,我們是世界上唯一只使用PA12材料生產(chǎn)光伏背板的公司。(吳軍杰)
“從防患于未然的角度來說,減少乃至杜絕光伏系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)品中的有毒物質(zhì),可能是最好的辦法。這是光伏產(chǎn)品生產(chǎn)商必須要面對(duì)的課題。我們需要思考的是,如何讓這種生產(chǎn)清潔能源的系統(tǒng)本身,乃至它的設(shè)備的生產(chǎn)過程,都變得更加清潔和環(huán)保一些?”
對(duì)于正在大量應(yīng)用于建筑及其他生活設(shè)施上的光伏發(fā)電系統(tǒng)而言,其所使用的材料是否完全無毒、無污染,無疑將會(huì)成為一個(gè)越來越重要的基本條件。
作為清潔的能源,光伏發(fā)電與社會(huì)生活具有非常廣泛的結(jié)合前景。特別是分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用,正越來越多地出現(xiàn)在人群密集的社會(huì)生活空間中,非常容易被人們接觸到。因此,其配套設(shè)備是否對(duì)人畜完全無毒、副作用,至關(guān)重要,這無疑對(duì)光伏系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)材料提出了更高的“清潔”要求。
而在整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的配套設(shè)備中,長(zhǎng)時(shí)間暴露于室外的電池組件,除了要長(zhǎng)期歷經(jīng)惡劣的氣候環(huán)境檢驗(yàn),還將經(jīng)受火災(zāi)、地震等突發(fā)災(zāi)害的考驗(yàn),因此其構(gòu)成材料不僅應(yīng)具備較高的耐候性能,同時(shí)還應(yīng)具有良好的環(huán)境友好性。
曾有媒體報(bào)道,在歐洲、澳洲、日本市場(chǎng),均曾發(fā)生過多起屋頂光伏系統(tǒng)火災(zāi)事故,并出現(xiàn)過因電池組件燃燒后散發(fā)出有毒氣體而致人中毒的事件。
調(diào)查結(jié)果顯示,不少光伏系統(tǒng)起火,多是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝不規(guī)范所致。有毒氣體的來源,則與部分組件封裝材料中含有有毒物質(zhì)有關(guān),而背板中含有劇毒化學(xué)物質(zhì)——氟,可能正是原因之一。
年前,總部和研發(fā)部門位于奧地利的光伏組件背板供應(yīng)商江蘇索拉菲斯合成材料有限公司(以下簡(jiǎn)稱“索拉菲斯”)在上海宣布,正式推出不含氟的環(huán)保背板——基于PA12材料的光伏組件背板SF0150。
作為絕緣材料和光伏背板方面的專家,彼特•沃爾符斯雷訥(Peter Wolfslehner)在創(chuàng)辦索拉菲斯之前,曾就職于全球知名光伏背板企業(yè)多年。日前,記者記者在上海專訪了現(xiàn)任職索拉菲斯公司總裁的他。
彼特先生說,在一個(gè)新技術(shù)、新材料乃至新思想不斷迭代的年代,光伏背板材料也正在迭代。而此次的迭代主題,正是環(huán)保。
記者:據(jù)我們所知,利用化學(xué)材料制作出來的光伏組件背板,被稱之為“柔性背板”,以區(qū)別于此前利用玻璃的背板,您能給我們講講“柔性背板”的來源和歷史嗎?
彼特:光伏組件背板開始使用玻璃以外的柔性材料,大約起源于十五到二十年前的歐洲市場(chǎng),之后不久,日本企業(yè)也開始跟進(jìn)。而早期的光伏組件,雙面都是玻璃的。
柔性背板的興起,是由于大量光伏系統(tǒng)開始安裝在人們的房屋屋頂上。因?yàn)槲蓓數(shù)某兄啬芰Ξ吘褂邢蓿瑸榱税惭b更多的電池組件,就必須想辦法減輕光伏電池組件的重量,于是技術(shù)人員開始研發(fā)和嘗試?yán)弥亓枯p的柔性材料制作光伏組件的背板。
但在隨后,人們發(fā)現(xiàn),使用柔性背板的電池組件,在加工時(shí)還可以大大降低電池片的破片率。因此,越來越多的光伏組件制造企業(yè)開始接受柔性背板。
不過,當(dāng)時(shí)的柔性背板價(jià)格還比較高,比玻璃貴不少,后來隨著產(chǎn)量的提高,成本才開始降低到了與玻璃差不多的水平,也才開始得到大量的應(yīng)用,并成為光伏組件封裝方式的主流。
記者:氟是一種劇毒的化學(xué)物質(zhì),這應(yīng)該是一個(gè)常識(shí)。那么,早先的光伏組件背板為什么會(huì)使用含氟的材料呢?
彼特:在不含氟的環(huán)保背板出現(xiàn)之前,市場(chǎng)上普遍的背板材料都是含氟的,因此很多人都認(rèn)為光伏背板材料是必須要含氟的。
最初的背板材料之所以含氟,是因?yàn)榉釉谀秃蛐苑矫嬗酗@著的特性,它具有非常強(qiáng)的抗紫外線性能,這對(duì)需要長(zhǎng)期在陽光下暴曬的電池組件而言,無疑具有非常重要的意義。
我覺得,當(dāng)時(shí)可能是由于人們對(duì)材料的了解和選擇范圍有限,才讓含氟的背板材料在后來似乎演變成了行業(yè)約定俗成的標(biāo)準(zhǔn)。
變革,當(dāng)然不是一件容易的事。何況在材料科技領(lǐng)域,由于研發(fā)的巨大投入和技術(shù)的慣性,科技工作者們很難去革自己的命。(吐著舌頭調(diào)皮地笑)
不過,隨著光伏行業(yè)的成熟,含氟的背板材料在使用中開始出現(xiàn)一些令人頭疼的問題。
一般而言,歐美成熟市場(chǎng)均要求企業(yè)考慮產(chǎn)品的全生命周期問題。也就是說,生產(chǎn)者并不是僅僅把產(chǎn)品買給客戶了就算結(jié)束,還要考慮產(chǎn)品的回收處理,并承擔(dān)由此帶來的成本。
在光伏組件回收時(shí),人們就遇到了一個(gè)難題,含氟的光伏背板如果通過焚燒處理,則會(huì)產(chǎn)生氟化氫等非常劇毒的氣體,改用其他方式,氟同樣也很難處理。
而此時(shí),在歐洲、日本和澳洲市場(chǎng),也都曾出現(xiàn)了一些案例,由于屋頂電站發(fā)生火災(zāi),造成了消防員或其他人員中毒乃至身亡的事故,雖然其中的原因并不完全是因?yàn)楸嘲搴珔s仍然因此對(duì)含氟背板的前景提出了挑戰(zhàn)。
有研究結(jié)果顯示,當(dāng)氟在空氣中的含量達(dá)到1PPM(parts permillion,百萬分率。1ppm,即一百萬千克的溶液中含有1 千克溶質(zhì)。——編者注)以上時(shí),就會(huì)對(duì)人帶來明顯的影響。如果大量氟化物進(jìn)入人體內(nèi),輕則會(huì)引起急性中毒,可以產(chǎn)生如厭食、惡心、腹痛、胃潰瘍、抽筋出血等病變,重則甚至?xí)斐伤劳觥6镌谌紵校尫懦鰜淼臐舛葧?huì)更高。(皺著眉頭的彼特面對(duì)記者聳了聳肩,攤開雙手)
當(dāng)然,使用含氟材料做成的光伏背板,氟的狀態(tài)處于固化狀態(tài),加上目前的光伏背板阻燃性較高,在通常情況下的安全性還是有保障的。
記者:光伏電站發(fā)生火災(zāi)的原因跟背板材料有關(guān)系嗎?
彼特:屋頂光伏電站起火的原因,有的是因?yàn)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)安裝不規(guī)范,比如布線不合理導(dǎo)致輸電線路短路;有的是因?yàn)榻M件產(chǎn)品其他方面的質(zhì)量問題引起的,比如接線盒的原因;也有的是因?yàn)榻ㄖ旧戆l(fā)生火災(zāi)事故,而引發(fā)了光伏系統(tǒng)燃燒。基本和背板沒有關(guān)系。
曾經(jīng)有報(bào)道說,澳大利亞有近四分之一的屋頂光伏系統(tǒng)存在安裝布線問題,并能夠?qū)е禄馂?zāi)危險(xiǎn)。而荷蘭政府也曾警告,有60多萬個(gè)光伏組件具有火災(zāi)隱患。
因此,不管是哪種原因的火災(zāi),如果燃燒到電池板,都有可能因?yàn)殡姵匕宀牧现械挠卸疚镔|(zhì)的揮發(fā)和泄漏,而給救火的消防人員造成傷害。隨著越來越多的屋頂光伏系統(tǒng)的建成,這顯然會(huì)成為一個(gè)更加顯著和緊迫需要解決的問題。
而且,在電池板生命周期最后的回收環(huán)節(jié),對(duì)于有毒害的物質(zhì)的處理,同樣是個(gè)問題。
從防患于未然的角度來說,減少乃至杜絕光伏系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)品中的有毒物質(zhì),可能是最好的辦法。
這是光伏產(chǎn)品生產(chǎn)商必須要面對(duì)的課題。我們需要思考的是,如何讓這種生產(chǎn)清潔能源的系統(tǒng)本身,乃至它的設(shè)備的生產(chǎn)過程,都變得更加清潔和環(huán)保一些?
記者:除了您剛才所說的環(huán)保與安全外,一般而言,評(píng)估光伏背板材料是否優(yōu)異,還有哪些參考指標(biāo)?
彼特:一般情況下,評(píng)估背板的指標(biāo)主要有耐候性、電氣性能和水汽透過率,當(dāng)然,還有抗拉強(qiáng)度等。
耐候性,也就是產(chǎn)品的抗老化性能,這可以通過行業(yè)內(nèi)簡(jiǎn)稱的“雙85濕熱老化試驗(yàn)”來評(píng)估。“雙85濕熱老化試驗(yàn)”,是指在85℃高溫和85%的相對(duì)濕度這樣一個(gè)高溫高濕的環(huán)境下,通過連續(xù)不間斷的數(shù)百上千小時(shí)的測(cè)試,來觀察或檢測(cè)材料各方面的性能,包括性能的衰減、材料的老化等情況,以達(dá)到評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
這相當(dāng)于一個(gè)快速的老化過程。行業(yè)內(nèi)大致認(rèn)同在“雙85濕熱老化試驗(yàn)”中能達(dá)到2000 小時(shí)而各方面性能變化保持在一定水準(zhǔn)內(nèi)的組件,其對(duì)應(yīng)的實(shí)際壽命相當(dāng)于20年。
目前,一般的光伏背板在測(cè)試到2000小時(shí)時(shí),就開始出現(xiàn)材料開裂和性能失效。實(shí)際上,這也正是大家公認(rèn)光伏系統(tǒng)的壽命約在25年左右的一個(gè)由來。因?yàn)椋|(zhì)量較好的組件背板的壽命也只有25年左右,這限制了組件以及光伏發(fā)電系統(tǒng)的壽命。
背板的電氣性能,則是指它在系統(tǒng)電壓和絕緣性能方面的表現(xiàn)。目前要求的組件背板的系統(tǒng)電壓標(biāo)準(zhǔn),為大于或等于1000v•DC,但也在向著1500v•DC的方向發(fā)展,因?yàn)榻M件越來越大,這就要求背板耐系統(tǒng)電壓的能力越來越大。同時(shí),要求背板具有更高的電阻率。
水汽透過率,是指在單位面積內(nèi)水汽透過組件背板的多少,可在38℃、90%的相對(duì)濕度這樣一種環(huán)境下測(cè)試。一般情況下要求光伏組件背板的水汽透過率越低越好,因?yàn)橐柚顾g進(jìn)去腐蝕EVA 或電池。
水汽透過率的單位是“g/天﹒平方米”。目前,傳統(tǒng)背板的水汽透過率在1.5-2.0g/天﹒平方米之間,一般在1.8g/天﹒平方米左右。
除了這幾項(xiàng)主要的指標(biāo),還有材料的抗拉強(qiáng)度等。
記者:那么,索拉菲斯的新光伏背板在這幾項(xiàng)指標(biāo)上的表現(xiàn)如何?它與傳統(tǒng)的光伏背板有哪些不同?
彼特:除了不含有毒的化學(xué)物質(zhì)外,我們最近新推出的SF0150光伏組件背板,在耐候性、電氣性能和水汽透過率方面均要優(yōu)于傳統(tǒng)光伏組件背板。
在“雙85濕熱老化試驗(yàn)”中,SF0150光伏組件背板連續(xù)測(cè)試到3000小時(shí),基本性能變化不大,而且沒有出現(xiàn)材料開裂現(xiàn)象。本來測(cè)試還可以繼續(xù)往下做,但有點(diǎn)遺憾的是,到了3000小時(shí)后我們自己放棄了,因?yàn)檫@個(gè)表現(xiàn)已經(jīng)大大優(yōu)異于傳統(tǒng)的背板了。
電氣性能方面,SF0150光伏組件背板基本在1200v•DC 左右,從電氣安全的角度講還有一定的富余,可以比較容易地做到1500v•DC的標(biāo)準(zhǔn)。它的電阻率表現(xiàn)可能更優(yōu)秀一些,比傳統(tǒng)背板要高出將近十倍。
傳統(tǒng)背板的電阻率一般在7×1010到8×1015之間,SF0150則達(dá)到了70×1010~15。
而SF0150在水汽透過率方面,不僅低于傳統(tǒng)背板,范圍在1.0-1.9g/天﹒平方米,一般為1.3g/天﹒平方米左右,更重要的是,SF0150的水汽透過率是可以可根據(jù)客戶的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
這種可調(diào)節(jié)有什么意義呢?雖然,理論上來說,背板的水汽透過率越低越好,但不同客戶的要求,也總是千差萬別的。比如,有的客戶就跟我們反映說,他的組件由于設(shè)備問題做得一般,里面有一些揮發(fā)物需要揮發(fā)出去,或者因?yàn)閷訅汗に囘_(dá)不到,因此抽真空抽得不太好,需要排空氣出去,這樣的客戶就需要水汽透過率高一些。而另外的客戶則說,他的光伏組件要用在海邊的電站,環(huán)境很潮濕,因此需要更低一些的水汽透過率。
這種可調(diào)節(jié),是傳統(tǒng)背板做不到的。或者,傳統(tǒng)背板只能通過調(diào)整材料厚度來實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié),而SF0150則可以在相同厚度下實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)。因此,對(duì)客戶來講,當(dāng)我們了解了他們的生產(chǎn)設(shè)備及工藝情況后,就可以提供量身定制的透過率。
另外,SF0150在熱導(dǎo)率方面的表現(xiàn)同樣也比傳統(tǒng)背板優(yōu)秀。一般背板的熱導(dǎo)率約為0.15W/mk,SF0150則能做到0.25 W/mk左右。雖然熱導(dǎo)率不是背板較重要的一項(xiàng)指標(biāo),但對(duì)于將太陽80%以上的能量轉(zhuǎn)化為了熱能的光伏電池組件而言,熱導(dǎo)率高的背板材料當(dāng)然更好。可能一些組件生產(chǎn)商有些忽略了這項(xiàng)指標(biāo),但在許多光伏電站投資者看來,這其實(shí)是相當(dāng)重要的一個(gè)表現(xiàn)。
同時(shí),SF0150背板一次擠壓成型的生產(chǎn)工藝,相對(duì)于需要使用各種溶劑來將材料復(fù)合在一起的傳統(tǒng)背板生產(chǎn)工藝而言,也具有更高的環(huán)保性。
傳統(tǒng)背板的生產(chǎn),無論是涂氟工藝,還是復(fù)合工藝,都要用到化學(xué)溶劑,而多數(shù)化學(xué)溶劑都會(huì)含有丙酮和甲苯等有毒原料,雖然這些化學(xué)溶劑是在封閉的環(huán)境下使用,但畢竟是有毒或者有污染的原料。
而SF0150背板一次擠壓成型的生產(chǎn)工藝,則基本上是一個(gè)物理加工工程,兩者環(huán)保性一目了然。
除此以外,在大家更為關(guān)心的成本方面,SF0150也具有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。
記者:SF0150是如何做到這樣的表現(xiàn)的?
彼特:這就要說到索拉菲斯背板所使用的原材料了。
SF0150 背板的主要原材料,來自于德國的Evonik公司,這家創(chuàng)辦于1846年擁有近180 年歷史的公司是全球最知名的化工企業(yè)之一,他們的一位比利時(shí)科學(xué)家在上世紀(jì)70年代時(shí)開發(fā)出了一種創(chuàng)新的材料PA12。
這種材料無毒無污染,同時(shí)具有良好的耐腐蝕性及耐候性能,目前已被大量使用于海底電纜、石油管道、汽車油管等長(zhǎng)期需要在惡劣環(huán)境下工作的產(chǎn)品中。
在幾年以前,為了開發(fā)新的光伏背板,我們發(fā)現(xiàn)了PA12這種材料,并與Evonik公司的科學(xué)家一起開發(fā)出了基于PA12材料的光伏背板。目前,我們是世界上唯一只使用PA12材料生產(chǎn)光伏背板的公司。(吳軍杰)