先看几张组件在使用的过程中,玻璃自爆的情况。

       这【zhè】些组件有晶【jīng】硅组件,有薄【báo】膜组件,但有一个共同的特【tè】征【zhēng】:

都是不加边框的双玻组件!

之前就有运维单位反映:

他们负责运维的宁夏某【mǒu】电站用的是不加【jiā】边框的双玻组【zǔ】件,所有的【de】组件【jiàn】都不敢【gǎn】碰,一碰【pèng】就【jiù】爆掉【diào】。只能等着组件自己爆,爆一块替换【huàn】一块。

从早【zǎo】期的薄膜双玻组【zǔ】件到后来【lái】的晶硅【guī】双玻组件,不加边【biān】框的双玻组件为【wéi】什么【me】容易发生玻璃【lí】自爆【bào】呢?对这一问题进行了初步的探【tàn】讨。

一、不加边框双玻组件的优点

2015年开始,光伏项目的投资逐渐【jiàn】从西北【běi】地区【qū】转移到东南部沿海地区,PID现象引【yǐn】起业内【nèi】的关注。

什么是PID效应【yīng】(详见:热词“PID效应”,你【nǐ】怎么【me】理【lǐ】解【jiě】? )?

多个(例如现在常用的是22个)光伏组件串联之【zhī】后【hòu】,处于组串末端的光伏组件的【de】工作电压【yā】会比【bǐ】较【jiào】高(400V~900 V之间),且【qiě】组件【jiàn】边框一般【bān】都【dōu】是接地【dì】的(电压为0V)。因此【cǐ】,高压组件的电池片和【hé】地面之【zhī】间有可能会形成电流【liú】,此电流称为漏电【diàn】流,使玻璃种的钠离子【zǐ】迁徙而影响组件输出功率【lǜ】,造成大【dà】面积功率损失。

       PID效应造成的组件失效

为了解决PID效【xiào】应,不【bú】加边框的双玻应运而生。大家发现【xiàn】这类【lèi】组件【jiàn】的优点【diǎn】主【zhǔ】要有以下四点:

1)很好的解决PID效应

由于无边框,所以就不会产生漏电流,也就不会发生PID效应。

       2)组件前后受力均匀,电池片不容易发生隐裂

3)底部不容易积灰

由于光伏组件的下边缘【yuán】没有【yǒu】边框的遮挡,灰【huī】尘能很【hěn】好的滑【huá】落,组【zǔ】件下变换【huàn】不会形成积【jī】灰带。

       4)大幅节省成本

据介【jiè】绍,目前一张60片光伏组件【jiàn】的封装成【chéng】本,大约为180元。由于【yú】近期铝【lǚ】材价格上涨,边框的成本【běn】约【yuē】为60元/张。即使按照300W高效perc组件考虑,60元的边【biān】框成本均【jun1】摊【tān】下来,大【dà】约【yuē】0.2元/W。

在目前市【shì】场【chǎng】行情不好的情【qíng】况下,光伏组件企业之间【jiān】的投标价【jià】格竞争,都【dōu】是几厘【lí】几厘【lí】的拼。去掉边框就能剩下0.2元【yuán】/W,价格竞争【zhēng】力大幅增加!

二、不加边框双玻组件为何容易自爆?

不加边框的双玻组件为什么容易发生玻璃自爆呢?

大家讨论后认为造成这【zhè】一现【xiàn】象【xiàng】的主要是以下三个原因:层压应力【lì】不均匀、使用过程【chéng】中的热应【yīng】力和机械应力【lì】不均匀。

1)层压应力不均匀

很多双玻组件玻璃的自爆都是沿【yán】着【zhe】汇流带破损【sǔn】的。有【yǒu】研究【jiū】认为,层【céng】压过程中,汇流带处的层【céng】压应【yīng】力不均匀。在【zài】后【hòu】期【qī】运行过程【chéng】中,如果长期受到不均匀【yún】力,就很容易发生自爆。

2)机械应力不均匀

目前,组件的安【ān】装方式主要有两【liǎng】种【zhǒng】:螺栓安装和【hé】夹具安装【zhuāng】。不加边框双【shuāng】玻组件肯定都是采用夹具安装【zhuāng】的方【fāng】式【shì】。

由于铝这种金属具有很好的延展性,组件如果加铝边框,当组件受到较大的风荷载【zǎi】、雪荷载时【shí】,夹具处受【shòu】到【dào】很【hěn】大的机【jī】械应力。夹【jiá】具通过铝边框,将受到机械【xiè】应力均匀的传导到【dào】整个组件【jiàn】,整【zhěng】张组件【jiàn】受力【lì】相对均【jun1】匀。

而不【bú】加【jiā】铝边框【kuàng】时,由于玻【bō】璃的延展【zhǎn】性无法与铝相比拟,不能很【hěn】好的将所【suǒ】受【shòu】机械应力进行传导,所以受力最大的【de】就是【shì】与夹具接【jiē】触处【chù】的玻璃边缘。

因此【cǐ】,日【rì】积月累之下,与夹具接触的玻璃长期受【shòu】到不均【jun1】匀应力,非常容【róng】易【yì】发生破裂

3)热应力不均匀

玻【bō】璃的导热【rè】性【xìng】能不【bú】如普通背板【bǎn】。光伏组件长期受到强光的照射。在一些地方,昼【zhòu】夜【yè】温差大,从而造成双【shuāng】玻组件受到的热应力格外大【dà】。

要避免【miǎn】热胀冷缩,造成的热应力对玻璃破坏,最【zuì】好的方法是对组件【jiàn】玻璃【lí】进【jìn】行钢化。钢化玻璃【lí】应对热应力的性能要【yào】远好于普通【tōng】玻【bō】璃。

普通的【de】光伏组【zǔ】件,前板3.2mm钢化玻璃,能很好解决热应力带来的【de】问【wèn】题【tí】;

而双玻组【zǔ】件,由于玻【bō】璃重量远高于【yú】普通背【bèi】板,为了减少组件的重量【liàng】,降低安【ān】装【zhuāng】的难度,双玻组件普遍【biàn】上下两层均采用了2.5mm的玻璃。而2.5mm的玻璃是无【wú】法【fǎ】全钢化【huà】的,只【zhī】能半钢化。半钢【gāng】化玻璃长【zhǎng】期在热【rè】应力的影响下,很容【róng】易发生自爆。

三、如何避免组件自爆?

解【jiě】决热应力【lì】需要用全【quán】钢化【huà】玻璃,即将双【shuāng】玻组【zǔ】件【jiàn】的上下层玻璃都【dōu】做到3mm。这样一【yī】是会增加成本,二是会【huì】增加安装过程的难度。

解决机械应力需要加边框,则组件成本直接增加0.2元/W。

双面组【zǔ】件能大【dà】幅提高组件的综合【hé】转换效【xiào】率【lǜ】,个人十分看好双面组件的未来【lái】应【yīng】用。以领【lǐng】跑者为【wéi】代表,未来双面组件的【de】应用量越来越大。

毫无【wú】疑【yí】问,双【shuāng】面组件肯定都【dōu】是双玻组件。如果不加边框的双玻组件【jiàn】自爆问题得不到解【jiě】决【jué】,未来【lái】双【shuāng】面组件会【huì】不会也大面积【jī】的出问题?

由【yóu】于了【le】解【jiě】的项目【mù】案例有限,不确定“不加【jiā】边框的双玻组件容易自爆”是个【gè】别几个【gè】案例还是普遍现象。