光伏电站真正的守护是“全钢化”

2024-04-16 15:49

近年来，美国国内光伏电站自然事故频发，引发了巨大的人身和财产风险，同时也造成了能源供应中断的现象。据相关信息显示，美国FEMA（Federal Emergency Management Agency）联邦应急管理署提议修订国际建筑规范的S76-22法案，欲将地面安装光伏的风险类别从风险类别I类提高到风险类别IV类（最高级别）。

不难看出，光伏组件的可靠性已受到越来越频发的灾难性天气的挑战。而美国对光伏电站的这一“新定义”意味着今后光伏组件结构系统的风荷载能力至少需增加50%，逆变器等输电设备的负载能力需增加20%，同时需要大幅提升抵抗更大尺寸冰雹侵袭的能力。因此，对太阳能支架和各组件材料的性能提出了更严苛的要求。

类似的光伏电站事故不单单只发生在美国。据多家媒体报道：2018年，广东、河北、山东、吉林等多地光伏电站受大风天气影响，损失惨重；同年，安徽某光伏电站发生火灾，组件损毁严重；2020年，贵州某光伏电站遭受鸡蛋大小的冰雹袭击，大量组件出现了明显的破裂破损；2021年，通辽市某光伏电站遭受长时间暴雪，出现不同程度的坍塌。更有甚者，国内百兆瓦的光伏方阵被大风摧毁，组件飘飞、边框撕裂、支架脱落，绝大部分光伏组件均有不同程度受损，部分受损严重的光伏组件则几乎“腰斩”，损失惨重。

更低的LCOE一直是光伏行业追求的目标。就光伏组件而言，出于降低原材料成本，降低运输和安装等成本的考虑，双玻组件只能使用更薄的半钢化玻璃（2.0mm），从而带来了组件的抗冰爆及自爆等问题；这其中最突出的问题则是双玻爆裂问题，组件无论是外部应力还是内部应力导致的玻璃爆裂问题，是光伏组件安装及运行维护的潜在风险点。

双面时代，针对以上问题和风险，能够实现稳定、安全、可靠发电的组件迫在眉睫。。笔者对比了多家组件产品，目前中来推出的N型全钢化（双面单玻）组件一站式封装方案，采用2.8mm/2.5mm全钢化玻璃、双EVA胶膜/EPE+EVA胶膜、TOPCon电池、透明网格背板、钢边框封装而成。该封装方案制作成的组件，在重量上要比双玻组件减轻17-20%，同时可以降低玻璃爆裂风险。在性能上，更是有“三低”、“四抗”独特优势（“三低”即低温度系数、低工作温度、低热斑温度；“四抗“即抗风、抗雪、抗冰雹、抗爆裂）。

中来N型全钢化组件一站式封装方案，搭载了2.8mm/2.5mm的全钢化玻璃和自研的带有弹性腔体的钢边框，不仅具有出色的抗风能力，还能有效防止玻璃破碎，提高了组件的可靠性。这一特性在风灾频发的地区尤为重要，为组件在恶劣天气条件下的稳定运行提供了有力保障。

中来N型全钢化组件钢边框-弹性腔体

在极寒地区，积雪对光伏系统的影响也不容小觑。除了因为2.8mm/2.5mm全钢化玻璃可以带来更大的雪载强度，而且，其出色的抗冻性能，使得透明背板和全钢化玻璃的组合在低温条件下不易结冰，保障了组件功率的稳定输出。

N型全钢化组件其正面是2.8mm/2.5mm的钢化玻璃，与双面双玻组件采用2.0mm的半钢化玻璃相比，具有更强的应力承受能力和抗冲击性能。对于冰雹灾害，能降低组件毁损的风险，能大幅减少甚至避免因冰雹等自然灾害造成的损失。

EVA封装是最传统也是成本最低的封装胶膜，常规光伏组件大多都采用EVA封装。由于户外使用过程中无论是紫外还是水汽都会导致EVA降解释放醋酸，常规双玻组件，由于透水率接近于零，醋酸无法排出，而醋酸会腐蚀光伏电池上的银栅线、汇流带等，使组件的发电效率逐年下降。而透明背板具有呼吸性，这赋予光伏组件生命力，在35℃时，单玻组件排出水分子量是吸入的4倍，而在50℃时，则高达16倍，能有效快速的排出组件内部产生的醋酸，户外可靠性更为优异。

有着透明背板加持的N型全钢化组件，对比双面双玻组件发生爆裂风险更低，相对更具优势。通过实证基地对比发现，光伏玻璃不能透过3μm以上的红外波段，而透明背板可透过红外波段，因而能够通过红外辐射进行散热，所以N型全钢化组件具有更低的运行温度，可以减少由于温度带来的功率和发电量损耗。同时可以带来更低的热斑温度，降低由于热斑造成的功率衰减，延缓组件老化程度，延长组件寿命，为安全用电保驾护航。

值得一提的是，透明背板在发电方面也有着更大的优势，N型全钢化组件因为中间区域积灰相对较少，脏污较少，这样便有效保证了组件的发电增益。银川实证基地全钢化（透明背板）组件和双面双玻组件的发电对比实时数据显示，全钢化（透明背板）组件对比双面双玻组件平均可提升1.63 %的发电量（2023年CPVT实证数据）。