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光伏组件能用25年吗?运行40年光伏电站研究报告来了

发布时间:2023-07-28 17:03:43点击量:273

瑞士联邦能源办公室(SFOE)邀请瑞士洛桑联邦理工学院的两位科学家Alessandro Virtuani、Mauro Caccivo及其研究小组对这个电站进行研究,主要测量数据包括1982年到2017年间的大量信息。Mauro Caccivo教授表示,他们的团队处理了数不清的文件,花了近两年的时间来整理所有相关信息。

40年寿命的组件


TISO‐10电站当时的建设成本约为47.5万美元(在今天,约合30.9万美元),项目所有的288片组件的成本约为37美元/W,这种玻璃背板的组件每片输出功率37W,品牌是当时最大的组件制造商Arco Solar。据了解,Arco Solar在当时拥有1MW的年产能,它先是被德国西门子收购,又在2007年被德国的SolarWorld收购。

虽然TISO‐10电站系统的电气布局发生了几次变化,但是除了仅有的几次更换逆变器之外,所有的组件一用到底,始终暴露在室外和阳光下,没有经历过翻新或者改造,有极少数几片组件更换了接线盒和旁路二极管。


两位科学家强调说,“这些组件的机械强度令人惊奇,”然而,这些组件的重量、尺寸以及电池片的厚度并不能反映现在或者近几年的组件在使用中可能发生的情况,因为后者可能会发生隐裂。“但是这些组件可以告诉我们很多关于湿度渗透和变黄的信息。每个组件都封装了一层钢箔,以防止水汽进入,钢箔的两侧都被绝缘材料Tedlar包裹。” 他们解释说,尽管该产品的结构更像玻璃/玻璃组件,而不是传统的玻璃/背板组件,但它更接近我们今天所定义的双玻组件。

这种组件的转换效率为10%,开路电压21.5V,短路电流为2.55A,尺寸为1219mm × 305mm x 38mm,单片重4.9KG,由35片直径为102mm的单晶电池片制造而成。“现在的电池片技术要复杂的多,包括表面钝化技术或者多层结构。这种复杂性可能会使电池片变得更脆弱,并面临更高的降解率。”科学家们补充说。


总的来说,逆变器共更换了五次,Abacus controls公司提供了最初的逆变器设备,十年后换成了Invertomatic公司的产品,系统设计也进行了修改,采用了更长的组串连接。到了后期,则使用了SMA的逆变器,系统设计又恢复到原来的配置。


截然不同的发电量


TISO‐10电站的组件表现差别明显。研究人员将电池板分为三组,表现最好的组件几乎没有发黄,其他两组则表现出中度、高度变黄。“在第三组中,泛黄的程度十分强烈以至于组件变成了棕色。电池板的长期电气性能和老化程度与封装材料高度相关。”科学家们表示。


经过近几年的化学分析证实,三组电池板的封装材料都是由相同的基础聚合物——聚乙烯醇缩丁醛(PVB)制造而成的,但是Arco Solar公司当时选了三家封装材料供应商,这些供应商在聚合物中采用了不同的添加剂,从而导致不同的性能。研究人员解释说,“细节决定成败!在这种情况下,封装材料只要改变一种添加剂,就会影响整个光伏电站的性能。这表明封装材料的选材至关重要!”

屡次刷屏的中国最老电站


上世纪50年代,光伏发电开始冒尖。我国第一次建设较大规模光伏电站是在1983年,当时甘肃榆中地区因为没有电,所以建设了一座10KW的光伏电站,给当时的人民带来光明。80年代末,国家电力送到了这个小村庄,这批太阳能电池板在居民那里的使命也就完成了,被加以回收利用,集中在距兰州市区40公里的甘肃自然能源研究所内。虽然当时的10kW已经衰减为7kW,如今这座38年的老电站仍然正常发电!


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