加州首府萨克拉门多市城市公用事业区非晶硅光伏电站综述

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1、说明：1、需要注意的是本文中所出现的“最新”、“目前”等词，除了特别注明的，多指2003年之前的时间；2、非晶硅组件自1994年开始出现大规模应用，本文具有指导意义的是其技术方面的信息和数据，文中提到的价格方面的信息和数据已比较过时。18加州首府萨克拉门多市城市公用事业区非晶硅光伏电站综述摘要加州首府萨克拉门多市城市公用事业区（简称：SMUD）太阳能计划已经安装了超过10MW的光伏系统，其中包括2MW的非晶硅薄膜光伏系统，这些非晶硅系统自1994年开始安装，规模从1KW到700KW不等。相对于更传统的单晶硅和多晶硅光伏组件，尽管非晶硅组件的光

2、电转换效率较低，会增加系统与面积相关的成本，但其显著的价格优势能够显著的节约系统成本。SMUD大量的第一手经验表明，薄膜组件已表现出良好的耐久性、长期可靠性和令人满意的长期工作性能。本文同时介绍了独立的第三方组件测试结果，并包含对表征非晶硅组件长期工作性能的关键因素的分析。论述了SMUD在非晶硅组件耐久性和可靠性方面的经验，同时讨论了遇到的多项问题，其中包括一个关键的关心问题，即玻璃/玻璃结构无框组件的局部破裂问题。基于SMUD在非晶硅组件方面的大量实践经验，本文论述了具有特殊背景的专题，比如：工作性能、耐久性和可靠性、系统设计、供应商/工艺

3、、和成本/定价等。1、引言当今世界，在光伏系统的多样性方面，SMUD拥有最多的实践经验1.2。自1984年以来，SMUD已经在大约1000个光伏系统中安装了超过10MW的光伏组件。这些应用从小的住宅屋顶系统到世界上最大的一座光伏电站——3.5MW的RanchoSeco光伏系统。18SMUD太阳能计划已经安装了超过2MW的非晶硅薄膜光伏系统，这些系统自1994年开始安装，规模从1KW到700KW不等。这些组件应用如下：住宅和商用建筑物的屋顶、停车场顶棚、新的商业建筑光伏建筑一体化（BIPV）、大型地面光伏电站。相对早已成熟的晶体硅光伏组件，薄膜

4、光伏组件具有许多优势。薄膜光伏组件的半导体材料用量少于晶体硅组件的1%，薄膜光伏技术更适合于大规模生产，制造同样规模的薄膜光伏组件耗能更少。这些优势使得薄膜电池的制造成本明显低于晶体硅光伏产品。尽管如此，2001年硅基薄膜光伏组件仅占全球光伏产量的14%，而传统的单晶硅光伏产品大约占有35%的市场份额，多晶硅光伏组件大约占47%的市场份额，剩余的份额由新出现的碲化镉（CdTe）和铜铟硒（CIS）电池占有3.4。在硅基薄膜组件14%的份额中，非晶硅产品占有8.6%，a-Si/c-Si异质结电池占有4.6%。相对于更传统的单晶硅和多晶硅光伏组件，

5、尽管非晶硅组件的光电转换效率较低，会增加系统与面积相关的成本，但其明显的价格优势能够显著地节约系统成本。在与面积相关的成本影响不高的地区，非晶硅组件能在非常广泛的应用领域提供明显节约成本的光伏方案。SMUD的大量实践经验表明，非晶硅光伏组件具有良好的耐久性、长期可靠性和令人满意的长期工作性能。应当高度重视以下几个方面：正确的包装和搬运以避免在运输过程中损坏组件；需要训练有素的安装工安装无框的玻璃组件；以及生产厂家正确的质量评价和质量控制体系，从而确保其所有产品能够的满足相关的工作性能和可靠性方面的标准。在SMUD太阳能计划的实施过程中，已成功

6、的解决以上问题。根据SMUD在薄膜组件方面的大量实践经验，具有特殊背景的专题诸如工作性能、耐久性和可靠性、系统设计、供应商/工艺、和成本等将在以下各节分别讨论。2、SMUD的薄膜光伏经验SMUD最开始用的薄膜组件为AdvancedPhotovoltaicSystems公司(EPV18公司的前身)的APS50型组件，这些组件于1994年用在一座应用于变电站的100KW光伏系统上（如图1所示）。随后Solarex/BPSolar公司的MST43组件和EnergyPhotovoltaics公司的EPV40组件也得到大量的应用。这些系统的规模由1KW

7、到700KW，广泛应用于公共事业光伏电站/地面光伏系统、太阳能停车棚顶、商业和公共建筑物的屋顶光伏电站、住宅屋顶光伏电站和仓库的房顶、公共水池处露天看台的遮阴部分和停车场的照明系统。薄膜组件具有外观均匀的视觉效果，其尤其适合应用于光伏建筑物一体化项目。18自1999年中期至2002年中期，在PVPioneerII计划的实施下，大约170KW的非晶硅薄膜组件应用于客户自有的居民系统。这些系统的额定值为决定其系统造价的组件“稳定”功率。在组件衰减到稳定的额定功率之前的最初几个月，光伏系统的初始输出功率会比较高，而许多用户并不知道这一事实。知道这一

8、情况的用户对最初阶段得到的“额外”的电力则非常得意。根据组件供应合同，SMUD仅支付组件使用一年后的稳定额定功率的费用，最初一年的衰减损失由制造商承担。这一点应该作