光伏组件封装胶膜的种类及交联度的研究

为了应对全球气候变暖的问题,多国政府制定了碳达峰、碳中和的目标（下文简称为“‘双碳’目标”）和计划。太阳能作为一种清洁的可再生能源,是世界能源转型的重要方向之一。光伏组件作为光伏发电系统中的核心部分,将在“双碳”目标中起着至关重要的作用。概述了目前市场上主流的光伏组件封装胶膜的种类,对封装胶膜的分子结构、交联机理、交联特性、交联度的影响因素进行了介绍,分析了交联度对光伏组件性能的影响,并对封装胶膜今后的发展方向和发展趋势进行了展望。在全球光伏发电装机容量增长前景明确、光伏组件整体需求增大和渗透率提升的背景下,光伏组件封装胶膜的市场需求将会不断提升,并将不断研发出与新太阳电池技术相匹配的功能性封装胶膜。     

光伏组件加速老化试验可靠性及其寿命分布研究

大多数光伏组件制造商需要保证所生产的光伏组件具有25 a及以上的使用寿命,目前检测认证机构大多利用加速试验方法来分析组件的耐候性和户外运行的可靠性。文章通过光伏组件的湿-冻加速试验分析其失效模式,试验结果表明,湿气的进入会促使光伏组件的背板发生脆化和分层,以及焊带、汇流条等内部电气连接处发生腐蚀。基于此,文章提出了湿-冻加速试验条件下的光伏组件威布尔(Weibull)寿命分布模型,利用预处理后的实验数据和F检验法验证了光伏组件威布尔寿命分布模型的有效性,并对常用的可靠性寿命分布模型进行优选,研究结果发现威布尔分布对该试验数据的拟合效果较好。     

封装胶膜的体积电阻率对光伏组件抗PID性能的影响研究

为分析不同体积电阻率的封装胶膜对光伏组件漏电流及抗PID性能的影响,首先挑选了不同分子结构的封装胶膜,测试其体积电阻率;再分别采用不同类型的封装胶膜封装成光伏组件,通过实验设备模拟户外高温高湿恶劣环境,对比了不同类型封装胶膜封装的光伏组件的漏电流及抗PID性能差异。研究结果表明：在相同实验条件(实验箱中环境温度85℃、相对湿度85%,外接-1000 V直流电源,测试时间96 h)下,采用不同分子结构封装胶膜封装的光伏组件表现出不同的抗PID性能;封装胶膜的体积电阻率越高,水蒸气透过率越低,对应的光伏组件的漏电流绝对值越低,光伏组件的抗PID性能越好;光伏组件应用于高温高湿环境中时应优先选择共聚烯烃(POE)封装胶膜。     

光照恢复处理对采用不同封装材料的p型PERC双面光伏组件PID的影响

根据IEC 61215:2021系列标准中的测试序列,在对p型PERC双面光伏组件进行PID测试后,再对其背面进行光照恢复处理,用于观察采用不同封装材料时该类光伏组件的输出功率衰减情况.当以EVA胶膜作为封装材料时,在光伏组件背面观察到2种PID机理,分别是因减反射/钝化层的极化引起的光伏组件输出功率衰减(PID-p)...     

光伏组件用高性能EVA胶膜实现国产化

太阳能光伏组件要在室外使用25年之久,光伏组件的使用寿命是太阳能发电投资商最为关心的,也是广大光伏组件厂商所关注的.作为太阳能光伏组件中关键原材料之一,EVA封装胶膜的性能在此起着决定性的作用.     

高压釜在光伏组件封装中的应用

提出将夹胶飞机玻璃高压釜应用于光伏组件的制造,并对光伏组件制造过程中高压釜所能解决的问题进行了分析,同时指出为适应光伏组件封装的需要,高压釜需要进行改进设计并提高设备运行的可靠性和参数控制精度.     

不同温度条件下晶体硅光伏组件光/电致衰减

晶体硅光伏组件存在多种光/电衰减机制,为了研究不同衰减条件的影响,该文首先对不同条件的衰减机理进行探讨;然后进行不同类型的衰减试验,并对试验结果进行分析。通过试验发现,所有类型的太阳电池均有光致或电致衰减现象;相较于PERC太阳电池,TOPCon太阳电池的光致及电致衰减速率较慢,同时在光致衰减（LID）试验中稳定周期最长;在LID试验后,所有类型太阳电池均会发生高温光致衰减。分析电致衰减（CID）与高温光致衰减（LeTID）试验衰减数据,发现组件功率衰减与填充因子变化呈正相关。     

非正常功率衰减光伏组件的发电量分析与研究

光伏组件是光伏电站的关键部件,其功率衰减将造成光伏电站的整体发电量下降,影响电站的效益。通过对连接有正常功率衰减光伏组件和非正常功率衰减光伏组件的2台逆变器的发电量数据进行分析,得出了非正常功率衰减光伏组件的衰减规律及衰减程度,可为以后深入研究提供参考。     

n型高效光伏组件发电性能研究

该文基于海南某小型光伏电站测试项目,收集p型和n型2种光伏组件在2021年的发电量数据,对比分析这2种组件在不同月份下的单瓦日均发电量,验证n型光伏组件相较于p型组件发电效率方面的优越性。在光伏电站实际工作条件下测试辐照度和温度对2种组件发电性能的影响,结果表明：n型光伏组件弱光性能更好;在高温条件下有更多的发电量增益,证明n型光伏组件的热稳定性更好,与理论上n型光伏组件功率温度系数更小相符。通过研究2种组件在不同天气下的直流功率,发现n型光伏组件在辐照度突降的情况下也保持优越的发电性能。     

不同因素对各类型晶体硅光伏组件温度系数的影响研究

以7种不同类型的晶体硅光伏组件作为研究对象,通过温度系数测量实验,针对光伏组件老化、太阳电池技术、太阳电池尺寸、光伏组件类型等因素对晶体硅光伏组件温度系数的影响进行了分析研究。首先研究了常规老化多晶硅光伏组件的温度系数,然后探讨了双面单晶硅光伏组件温度系数测试方法的具体要求,最后对比分析了采用不同太阳电池技术和尺寸封装的不同类型单晶硅光伏组件的温度系数。研究结果表明：1)在光伏电站现场使用过的常规老化多晶硅光伏组件的温度系数依然保持稳定;2)使用门框内表面为黑色的瞬态太阳光模拟器对双面单晶硅光伏组件进行温度系数测试时,可以不必对光伏组件背部进行遮挡;3)并串结构的半片单晶硅光伏组件的温度系数与太阳电池尺寸、单面或双面发电无直接关系;4)PERC、TOPCon单晶硅光伏组件的温度系数虽然存在一定的差异,但总体来看差异不大。     

双面光伏组件发电性能影响因素理论与实验研究

基于视角系数模型,理论计算与实验分析双面光伏组件的背面辐照度分布,根据组件背面的辐照度模型和太阳电池等效电路的单二极管模型,采用I-V曲线叠加法计算其微失配损耗;并提出简化反射光谱模型准确计算反射太阳光谱,以光谱失配因子量化反射光谱对双面组件背面发电性能的影响,结合组件背面辐射视角系数模型,建立双面组件背面功率输出的计...     

冬季覆冰对光伏组件输出特性影响的实验研究

针对光伏组件冬季覆冰而导致其输出特性受到影响的问题,通过搭建单相闭环光伏发电实验平台,并基于12月份乌鲁木齐冬季室外环境,研究覆冰面积、覆冰厚度及覆冰倾角的改变对光伏组件输出功率及功率损耗率的影响规律.实验结果表明,当覆冰面积逐渐增加,光伏组件输出功率下降愈来愈迅速,填充因子增大,功率损耗率升高;随着覆冰厚度的逐步增大...     

一种光伏用POE胶膜交联度的测试方法

提出了一种光伏用POE胶膜交联度的测试方法,即低温溶剂萃取法,萃取时间为7～10 h,萃取温度为40～80℃,烘干温度设置为140℃,真空度≥0.08 MPa,烘干时间为2～5 h。研究表明,采用该方法能快速且准确的测量出POE胶膜共聚物的含量,可为光伏行业中光伏组件封装用POE胶膜的交联度或交联水平的测试提供一种科学实用的测试方法。     

光伏封装材料对组件性能的影响分析

通过光伏组件不同封装材料和封装方式的常规测试及老化测试对比．讨论了不同材料和不同封装方式对光伏组件性能的影响差异,重点分析了PIB封装密封材料在组件封装中的作用及其对组件的影响。     

具有初始退化随机特征的光伏组件可靠性评估

基于逆高斯过程,考虑到初始退化具有随机特征,建立光伏组件的性能退化模型,并对其可靠性进行评估.失效机理分析表明,光伏组件的退化过程主要表现为输出功率的衰减,其衰减具有单调、随机特征,且初始退化也具有随机特征,据此建立光伏组件带有时移的逆高斯性能退化模型;基于极大似然估计方法,给出模型参数及可靠度函数的估计;基于所建模型...     

光伏组件自动清洗系统的应用研究

针对积灰影响光伏组件发电量且现有光伏组件清洗方式不能满足大规模光伏电站清洗需求的情况,设计了1套光伏组件自动清洗系统。该自动清洗系统由水源、水泵、喷淋系统和可编程逻辑控制器(PLC)控制柜等组成,其可同时对3个光伏阵列进行清洗,实现光伏组件的自动清洗;然后以某8.2 MW光伏电站为例,研究了清洗前后光伏组件的I-V特性、表面温度、短路电流、开路电压、输出功率、光能转化效率的变化情况;最后分析了积灰对光伏电站经济性的影响。研究结果显示：1)相较于清洗前,清洗后光伏组件的I-V特性、表面温度、短路电流、开路电压、输出功率、光能转化效率均得到明显改善;2)当光伏组件表面处于稠密积灰状态时,经济损失基本平稳,日经济损失最高约可达4268元。由此可以说明,利用光伏组件自动清洗系统对光伏组件进行定期清洗尤为重要。     

沙漠地区光伏组件表面积沙对输出功率影响的风洞实验研究

采用风洞模拟实验和野外沙漠实验相结合的方法,对比研究了太阳能光伏组件表面积沙对组件输出功率的影响。结果表明:组件在沙漠环境中自然放置2年,组件安装倾角为0°时组件相对发电率达到最低,输出功率降幅最大,其最大值可达到22.4%,倾角为90°时降幅仅为0.98%。风洞模拟实验表明:当风速较低(10 m/s)时,各角度组件输出功率降幅不大(均在5%以下),在倾角为60°时,相对发电率达到最小,其最小值为94.2%;当风速较高(20 m/s)时,各角度组件输出功率降幅较大(平均降幅在5%到10%),倾角为60°时,相对发电率的比值达到最小,为86.5%;实际降低的效率与理论上降低的效率的差值在2%以内。     

水清洁对光伏组件输出功率的影响

目前,水清洁仍然是光伏组件清洁的重要方式之一,而光伏组件表面的积灰及残留水珠都会对光伏组件的输出功率造成一定程度的影响,因此确定水清洁光伏组件所需的合理用水量及探究积水残留对光伏组件的影响具有重要意义。设计了2种光伏组件初始附着物不同的水清洁实验,通过观察实验现象及分析不同洒水量得出的光伏组件输出功率,结果表明：由于沙粒吸附性增强且受阻增大,表面湿润的光伏组件相对于表面干燥的光伏组件更容易沉积沙粒等遮挡物;雨水对光伏组件有遮挡效应并会加快光伏组件表面灰尘的沉积速度,进而影响光伏组件的输出功率;光伏组件输出功率大幅增长阶段对应的水量即为该光伏组件达到清洁目的所需的合理用水量,在清洗完毕后应擦除残余水滴。     

光伏组件异形焊带的结构及可靠性研究

分别对扁平焊带、圆形焊带及三角形焊带的特点及性能进行分析,并对采用“三角形+扁平”焊带的异形焊带结构(即太阳电池正面采用三角形焊带,背面采用扁平焊带)的光伏组件进行设计开发、可靠性测试等方面的探讨。研究结果显示：采用异形焊带的光伏组件可满足电势诱导衰减测试、热斑耐久试验、热循环测试及湿冻测试等严苛测试;采用异形焊带的光伏组件比采用圆形焊带或扁平焊带的光伏组件具有更低的封装损失。     

光伏组件选型对光伏系统发电量的影响

深入研究了不同种类光伏组件在不同天气条件下的发电特性以及相同种类不同厂家光伏组件的发电特性。实验结果表明不同种类太阳电池在不同季节的发电特性存在明显差异。晶体硅和CIGS(铜铟镓硒)电池冬季发电量明显高于硅薄膜电池,最多可多发电10%左右;随时间推移,三者之间的差异先逐渐减小后增加,到夏季硅薄膜反超多晶硅和CIGS,最多可多发电20%左右。同时,结合光辐照度、温度、湿度等天气资料,测试结果表明:晶体硅和CIGS更适合辐照量高、温度低、湿度小的中国北部地区;硅薄膜在辐照度不高、温度高、湿度大的中国南部大部分地区具有更高发电量。