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环境保护:从光伏发电系统生命周期做起

导读: 2017年第一季度,国内外几大光伏组件背板材料生产商纷纷通过以技术创新、新品展示、战略合作等方式解密各自在材料环保方面取得的成果,以“环境友好”为名义的组件背板材料争夺暗战在中国这个最大最具特色的光伏市场硝烟四起。

OFweek太阳能光伏网讯:在环境监管日趋严格,环保理念日渐深入人心后,环境友好型的产品无疑更能获得市场的追捧。2017年第一季度,国内外几大光伏组件背板材料生产商纷纷通过以技术创新、新品展示、战略合作等方式解密各自在材料环保方面取得的成果,以“环境友好”为名义的组件背板材料争夺暗战在中国这个最大最具特色的光伏市场硝烟四起。

所谓外行看热闹,内行看门道,究竟哪种背板材料更加对环境友好?蛋糕就那么大,孰优孰劣市场会给出自己的选择。

百家争鸣的光伏背板市场

日前,美国市场调研机构GTM Research预测,2017年全球新增太阳能装机量将超85GW。如果以1GW需要600万平方米背板测算,今年约有100亿元人民币的市场规模,巨大的市场吸引了一大批企业“扎身其中”。

目前市场上主流光伏背板的技术路线包括复膜型与涂覆型,复膜型材料分为含氟和非氟背板,含氟背板以基于杜邦 Tedlar PVF薄膜为主流,其主要结构为双面Tedlar PVF薄膜背板(即TPT,Tedlar /PET/Tedlar );其它含氟背板还有基于PVDF膜和FEVE涂料。

非氟材料背板包括基于PET聚酯薄膜或PA聚酰胺(俗称尼龙)的背板。其中PA背板典型结构为三层PA聚酰胺或PA聚酰胺/PP聚丙烯/粘接层。

减少失效组件,将环保渗透到实际应用中

相关数据显示,目前含氟背板占据70%以上市场份额,然而市占比背后,多重势力在博弈。

由于业内外对“平价上网”的呼声日盛,光伏行业降本增效需求陡增,不少组件生产商开始尝试新的封装材料,以进一步降低成本,这也为新进入者提供了机会。随之而来的是大量未经长期户外实际验证的原材料被引入光伏电站,这类新产品称为环境保护而来,却很有可能因可靠性问题,在未来十年使光伏电站产生数量众多的报废组件。

背板是组成整个光伏组件里很小的一个部件。从能耗来看,氟膜只占整个组件生产过程不到1.5%的能耗。但背板失效却有可能导致整个组件失效报废,其对环境产生的影响远大于背板本身对环境的影响。

“举例来说,只能使用10年的组件和能长期使用超过30年的组件,对环境造成的影响有着显著差别。可靠耐久的背板材料更能保证组件的使用寿命,减少组件提前失效带来的废弃物数量,更具有环境友好性。因此,讨论环保议题的前提是保障组件的长期可靠性。”一位背板生产商如是说。

从2016年开始,PA聚酰胺背板材料在全球范围内发生大面积开裂问题,包括欧洲、印度和中国,且这类背板的开裂失效问题正逐年递增。比如中国西部的一个电站,组件安装于2012年,2013年检测时背板在显微镜下可见微裂纹,由于肉眼无法识别,在当时并未引起重视,然而这些组件在后续几年便出现了如功率显著衰减、背板黄变和开裂等严重失效情况,给电站投资回报带来了严重影响。

优质材料有助于保障组件使用寿命 提升电站收益

中山大学太阳能系统研究所曾对一批老组件进行跟踪回收,该研究所所长沈辉教授表示,各行业应制定产品回收利用和处置的机制,在我们调研回收光伏组件的课题项目中发现,经过23年户外使用,有些组件依然显示很好的整体性能,衰减不大(约6%),甚至可以继续使用,这与其早期使用好的封装材料有很大关系。随着现代制造业技术的进步以及新材料性能的提升,我们相信组件预期寿命将得到有效的延长。

对于衰减问题,晶澳太阳能副总裁曹博表示:“我们在日本电站项目上同样使用10年的组件(单多晶都有),其中含氟背板的组件年度衰减0.9%,10年衰减9%,非氟的10年下来衰减了16%,这个衰减是非常大的,辅材选择对组件衰减有重要影响。”

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责任编辑:guang
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