光伏背板户外典型失效与加速老化测试研究

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1、光伏背板户外典型失效与加速老化测试研究2016年杜邦光伏解决方案网络研讨会胡红杰杜邦光伏解决方案2016年9月21日持久价值长远思考所带来的价值考虑初始成本之外的成本:度电成本（LCOE）：只能运行10年衡量收益更好的方式光伏系统的度电成本从系统总成本/寿命周期总发电量（LCOE）是每瓦成本$/WATT=度电成本$/kWh持续运行25年转换为度电成本（LCOE）提供了更准度电成本$/kWh确的成本和现金流计算方式两倍延长系统使用年限可帮助投资回报从增加1025年30%Copyright©DuPont2016.Allrightsreserved.平均发电成本(LCOE)是衡量综

2、合成本的最好标准系统成本组件成本+建置成本+运维成本LCOE==总电力输出使用寿命*组件年均电力输出*系统效率SystemRevenue系统收入•Modules组件SystemCost•BoS安装内部收益率系统安装成本•O&M运维IRR•Financing融资LCOE÷平均发电成本•SystemEfficiency系统效率•SystemLife系统寿命LifetimePowerOutput•Insolation辐照量•AnnualDegradation年衰减总体电力输出•Shading遮挡/阴影•Low-lightperformance弱光发电性能•Componentfail

3、ures部件失效Copyright©2016DuPont.Allrightsreserved.DuPontConfidential3当前认可测试的局限及户外研究的必要性组件的封装系统为其提供绝缘保护，其自身需要耐受各种外部环境应力长期化学和物理老化；组件内部电池片和电路材料需要耐受机械应力以及内部电场和迁移到组件内部湿气、氧气、离子共同作用的电化学腐蚀当前认证测试的局限：仅用来评价组件设计初期可靠性，无关耐久性和使用寿命；多为单项应力测试，无法表现综合与协同效应；单个组件仅需通过一项老化测试；非通电条件下测试。测试标准低或缺失，如紫外、风沙磨损等。开展光伏组件的

4、户外实证研究和序列老化测试十分必要Copyright©2016DuPont.Allrightsreserved.DuPontConfidential4杜邦在全球开展户外组件研究项目AlexBradley博士在2011年，杜邦启动一项全球性的光伏组件研究，涵盖不同地区及气候范围。研究重点Operatingon3continentsCollectingdataonmodulesspanningover30years为可靠性与其它影响组件完整性的问题。Copyright©DuPont2016.Allrightsreserved.DuPontConfidential55杜邦户外组件研

5、究项目•已经在北美、欧洲和亚洲检验了超过60个光伏项目•安装时间0-30年•涵盖了超过45家组件制造商的产品目测检验中各组分对应的失效比例组件材料可视缺陷•破裂失配,1%其他,1%玻璃•腐蚀玻璃,2%•雾度增大电池,24%•变黄封装材料•分层•腐蚀•热斑•电连接受损背板,9%电池/电连接•蜗牛纹•隐裂封装材料,未检测到•焦斑4%失效,59%•开裂41%的所检查的组件存在外观缺陷，背板•变黄•分层上述发现与BP和SunPower的数据相符IEEEPVSC(NewOrleans,2015,A.Bradleyetal)Copyright©2016DuPont.Allrightsre

6、served.DuPontConfidential6光伏电站外观失效检测结果汇总组件外观问题*背板外观问题Tedlar®(PVF)Others1%1%Glass5%Mismatch2%EncapsulantOthers2%10%FEVE11%Backsheet22%PET30%PVDF58%Cell59%Source:DuPontFieldModuleProgram,whichanalyzed60globalinstallationsNote:AllpercentagenumbersarebasedonMW*PVF(PolyvinylFluoride),PVDF(Polyvi

7、nylideneFluoride)PET(PolyethyleneTerephthalate),FEVE(FluorinatedEthyleneVinylEther)Copyright©2016DuPont.Allrightsreserved.DuPontConfidential7劣质材料引起组件失效焊带断裂封装材料变黄前板玻璃脱层电池片热斑背板脱层电池片开裂电池片腐蚀组件边框结构失效背板失效引起的电池腐蚀严重功率衰减（可靠性）加速功率衰减（耐久性）安全性失效/风险(Reliability)(Durab