材料是关键，杜邦Tedlar聚氟乙烯(PVF)光伏背板唯一超过30年户外实绩验证

更长的组件使用年限带来更高的投资回报率杜邦光伏材料经得起时间考验过去几年来，光伏(PV)产业历经重大变革 - 光伏转换效率不断提升，价格持续下降。 部份地区已达到平价上网；同时我们预期全球大多数区域可在2015年之前达到平价上网。为保持这一趋势，光伏项目必须能够作为可靠的电力来源，并拥有可靠稳定的投资回报。 长时间的系统使用年限是影响度电成本(Levelizedcost of energy, LCOE)的关键，同时对于达成平价上网、创造可持续产业及确保光伏发电的普及也极为重要。 以下三大因素将显著影响系统使用年限-材料清单、部件设计及生产工艺。我们“行业最佳”的光伏材料组合，可让您的组件达到预期的电力输出，以及符合客户需要的使用年限。「光伏产业的目标不仅是制造经济实惠的组件，还要能实现低成本的电力。达成上述目标的方法是提升效率和可靠性。提高品质的方法包括改善生产工艺(加强自动化、在线品管)、产品(材料可持续性、封装材料等等…)，以及进行户外实地验证。」EPIA 秘书长Reinhold Buttgereit先生对世纪新能源网记者表示。采用杜邦™ Tedlar® 聚氟乙烯 薄膜为材料的组件可确保更长期的电力输出以及投资回报率使用杜邦™ Tedlar® 聚氟乙烯(PVF)薄膜作为组件背板材料，有助于将您的光伏组件品牌定位于高质量及高可靠性，并有助于降低质保的风险，避免因户外使用时失效而导致品牌名誉受损。基本上，每瓦仅需要多花费1美分(美金0.013)，即可保护贵公司与您的客户免于承受昂贵的故障及安全性问题。使用年限的提升及所带来的的财务效益，远超过采用高质量材料的投资。在现今变化剧烈的市场环境中，提供经得起时间考验的光伏伏组件是正确的。 使用年限价值及功率衰减价值代表在组件的预期使用年限中产生的电力输出。使用年限价值：相较于使用25年的Tedlar® TPT背板效能，其它品牌背板才使用5年即提早报废。功率衰减价值：相较于Tedlar® TPT背板的0.5%年衰减率，其它品牌年衰减率为1.0%。假设：第1年电力价值为8美分/瓦，组件的使用年限期间通货膨胀为每年3%；组件功率250瓦，中国安装享有9%折现率。为何背板如此重要背板对于组件保护与使用年限扮演关键角色。它是组件与环境之间的电气绝缘体。背板失效可能导致重大灾难、无预警电力衰减并危及安全。如此巨大冲击可能损害品牌声誉甚至人身安全。在实际应用中导致背板失效最常出现的原因有：变色、气泡、破裂、脱层以及黄化。背板在户外使用的失效模式数十年前，美国能源局(Department of Energy)与美国太空总署喷气推进实验室(JPL, Jet Propulsion Laboratory)进行合作，研发具可靠、耐久并安全的30年使用年限光伏组件。整体计划历时9年，耗资7亿美金，针对不同种类的材料反复测试，包括实地应用配置。所有最终组件设计结构中都包含了Tedlar® 聚氟乙烯(PVF)薄膜背板材料。长期户外曝晒是对背板材料的终极检验并非所有的背板都是一样的。为了保护组件达25年，背板必须具有三个关键特性:耐候性、机械强度与粘接力。然而，最重要的是能保持上述三点特性的最佳平衡。 由于缺乏长期、户外实绩验证，今天许多新背板材料使用不同实验室测试数据作为实际性能的参考值。然而，著名的科学研究机构如美国太空总署喷射推进实验室以及其他领先的光伏研究实验室，皆明确指出实验室老化数据无法预测使用年限。正如多位科学家所言，长期户外曝晒对于组件部件、材料以及制造质量才是终极的验证。 值得注意的是，IEC验证的设计并非是为了预测长期效能，故不适用于此。进行可靠性测试则必须谨慎，因为其与户外性能间的关联性仍待厘清；加速老化测试可能会出现户外使用时不会发生的故障；且模拟实验建构既昂贵又复杂。唯有使用Tedlar®PVF薄膜材料的背板，经实证在长期光伏组件应用中的电力损耗较低由联合研究中心(JRC, Joint Research Center) 主导的研究证实美国太空总署喷射推进实验室的发现，内含EVA/Tedlar® 的组件展现出更优异的效能。时至今日，只有Tedlar®聚氟乙烯薄膜才是唯一拥有超过30年实绩验证的背板材料；其他背板材料在户外仅有3~6年的运作时间。 除了上述研究外，许多其他的独立研究采用 Tedlar® 聚氟乙烯薄膜材料背板的组件，年功率衰减值低于1%。问题在于可供研究的新背板材料的户外使用案例非常有限。Tedlar®薄膜材料、PET材料及玻璃应用于背板已超过15年。其他大多数的背板结构应用仅约 5年。虽然户外测试是预测长期性能的最佳指标，而可靠性测试则可突显这些材料间的差异。目前，杜邦及其他公司正致力于相关可靠性测试和户外性能测试；不过尚未达成目标。在这一方面的近期实验中，相较于户外曝晒情况，一般过度着重于湿热测试，而紫外测试却不足。 若要选择正确的背板，必须定义适用的测试方法及标准，并对测试结果进行比较。JRC研究(组件采用封装材料)EVA以及AIST研究结果证实使用Tedlar®聚氟乙烯薄膜的背板组件在历经20年左右的实际使用后，仅出现较低的（0.3%）年功率衰减率杜邦建议的光伏背板材料的评估测试与标准 定义测试方法与标准 杜邦建议的光伏背板材料的评估测试与标准实验室测试应符合下列三种目的之性能预测表现： 可靠性(IEC61215)，耐久性(25年使用年限)以及安全性 (美国标准UL1703 与国际标准IEC61730)。包括NREL在内的尖端机构研究指出：超过1,000小时湿热测试的必要性与相关性是被质疑的；或为了通过长时间湿热测试而采用昂贵的特殊 PET材料，并不合理。杜邦™ Tedlar® TPT 背板采用标准PET材料，其成功的户外实绩应用验证了这一点。一般而言，湿热测试多被过度侧重，而NREL及其他机构都承认紫外测试严重不足。下图充分显示湿热测试与户外实际的数据无关，其中第2,000与3,000小时的背板机械性能损失数据，明显高于户外应用时所观察到的衰减值。因为紫外测试值的缺乏，杜邦因此全面检视多位界专家的研究，建立了各区域的年紫外剂量。我们利用此信息并计算地面至背板的光反射率，模拟出测试条件的建议曝晒时数，以及沙漠、热带及温带气候下的25年户外曝晒量。值得注意的是，这些建议的曝晒量–沙漠4,230 小时、热带3,630小时、温带2,630小时– 测试计划书中大多比目前测试计划书中大多数组 比目前 件制造厂商使用的高出剂量2至18倍。 为更准确模拟实际的户外条件，我们也建议综合紫外湿热测试。 在以下各种背板的紫外稳定性比较中，很容易发现Tedlar® TPT 及Tedlar® TPE背板可提供优异的紫外稳定性。THV及PA材质背板紫外老化后断裂伸长率明显下降，可能导致户外使用时出现失效情况；相较于此，Tedlar® TPT及Tedlar® TPE经紫外曝晒后的表现相当稳定。此外，当THV、耐水解HPET及PET等材质的背板经UV曝晒后显示黄变，代表聚合物老化；Tedlar® TPT及Tedlar® TPE背板仅呈现很小的颜色变化。在湿热测试中比较相同背板材料时，Tedlar® 材料背板性能优异：经过湿热老化后，展现优异的稳定性。相反地，如下所示，PVDF及PET材质背板经湿热老化后进行粘接力测试时，变得脆化及破裂；而FEVE及PA材质背板失去70%的粘接力，可导致脱层。值得注意的是：单层PVDF及PA材质面板在经过湿热老化后，断裂伸长率明显下降，可导致户外应用时出现背板失效情况。欲了解更多内容请点击