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雙面組件是光伏行業(yè)廣泛認(rèn)可的未來(lái)發(fā)展方向。
然而，隨著大硅片，大尺寸，更高功率 組件已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，傳統(tǒng)的雙面雙玻璃組件的過(guò)度安裝增加了許多困難；因此，許多組件企業(yè)使用2.5mm、2mm密封玻璃，降低組件重量，安裝方便。
除了降低玻璃厚度外，一些企業(yè)還采用了透明背板的方案。
降低玻璃厚度，玻璃透明背板，兩種解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 基于兩種包裝方案的深入研究和長(zhǎng)期戶外實(shí)證監(jiān)測(cè)，本文將從1)減肥效果、2)部件力學(xué)性能、3)長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性、4)抗紫外線性能、5)耐鹽堿性能、6)易清洗性、7)發(fā)電性能七個(gè)方面對(duì)兩種產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)比較。
一、比較兩種方案的減肥效果
對(duì)于大型硅片組件，采用不同的包裝方法，其重量差如下表所示。
表1 ：不同包裝方法、不同尺寸組件的重量計(jì)算
圖1：組件重量隨組件面積的變化而變化
從上圖可以看出：
對(duì)于158.75mm透明背板組件與雙玻璃組件的重量差為3.3~8.5kg，相當(dāng)于重15%~38%！
未來(lái)，如果組件面積增加到2.7m2 (未來(lái)產(chǎn)品按行業(yè)動(dòng)力上升趨勢(shì)計(jì)算)，這種差異增加到6~11.7kg，增重20%~37%。
在實(shí)際 施工過(guò)程中，大尺寸組件近2個(gè).2m如果重量大幅增加，長(zhǎng)度已經(jīng)給人工安裝帶來(lái)了很大的困難 ，它將大大提高安裝操作的難度和成本。透明背板可控制雙面組件重量30kg確保組件安裝方便高效。
二、組件力學(xué)性能比較
透明背板組件和雙玻璃組件（ 2.0mm）如下圖所示。
表2:雙面透明背板和雙面雙玻機(jī)械性能比較
從上圖可以看出：
1)透明背板組件具有更好的抗冰雹性能
透明背板組件 正面是3.2mm鋼化玻璃和雙玻構(gòu)件采用2.0mm與半鋼化玻璃相比，它具有更強(qiáng)的應(yīng)力承載能力和抗沖擊性。
對(duì)于冰雹災(zāi)區(qū)，使用透明背板組件可以降低組件損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
2） 雙玻璃組件具有更好的抗風(fēng)壓和雪荷載性能
由于雙玻璃組件的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，前后玻璃都有助于組件的載荷。因此，在風(fēng)載荷和動(dòng)態(tài)載荷方面表現(xiàn)更好。
部分極高風(fēng)速超過(guò)2400Pa雙玻璃帶框組件可用于該地區(qū)。如果使用透明背板組件，應(yīng)采用特殊的安裝方法或增加固定裝置。
事實(shí)上，雪載5400Pa/風(fēng)載2400Pa認(rèn)證載荷已滿足大多數(shù)電站設(shè)計(jì)的要求。因此，在機(jī)械性能方面，可以說(shuō)雙面透明背板和雙面雙玻璃基本持平。
三、長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性比較
1.阻水性能比較
雙玻璃組件一直其優(yōu)異的耐水性而聞名，在近海地區(qū)、水上工程等濕度較高的環(huán)境下，雙玻構(gòu)件的風(fēng)險(xiǎn)較低。
透明背板組件采用雙面氟背板，具有優(yōu)異的耐水性POE作為包裝方案，可有效保護(hù)電池背面免受水蒸氣侵蝕。杜邦透明背板外層Tedlar薄膜具有良好的抗老化和耐腐蝕性；內(nèi)層為一定厚度的氟涂層，能阻擋紫外線，保證透明背板良好的抗老化性，在極端環(huán)境下保持優(yōu)異的機(jī)械性能。POE它是一種聚合物材料，分子鏈更穩(wěn)定，分子鏈上沒(méi)有酸性基團(tuán)，具有比例EVA阻水性能更好。雙面氟透明背板和POE這種搭配方案使透明背板雙面組件高達(dá)DH3000等加嚴(yán)可靠性中也有良好表現(xiàn)，衰減值在4%以內(nèi)。如下圖所示。
圖2 ：雙面透明背板組件加劇衰減
2、衰減性能對(duì)比
對(duì) 透明背板組件和雙玻璃組件分別進(jìn)行DH2000(2000小時(shí)濕熱條件下的衰減) PID 192h （192小時(shí)PID結(jié)果如下圖所示。
圖3 ：對(duì)比雙面透明背板和雙面雙玻璃的衰減值
從上圖可以看出：
在DH透明背板的衰減值略高于雙面雙玻璃；
PID192h透明背板組件和雙玻璃 組件衰減基本持平，正背衰減在4%以內(nèi)。
可見(jiàn)，透明背板組件和雙玻璃組件在大多數(shù)地區(qū)都能承受30年的濕熱PID對(duì)組件的影響保持在較低的衰減水平。雙玻璃組件只有在極端濕熱條件下才有優(yōu)勢(shì)。
四、抗紫外線性能比較
紫外線老化透明背板組件和雙玻璃組件，如下圖所示。
圖4 ：透明背板和2.0mm玻璃在不同波段的透光率
圖5:透明背板組件和雙玻璃組件UV30kWh后衰減對(duì)比
從上圖可以看出：
1)紫外波段透明背板和玻璃的透過(guò)率有明顯差異:玻璃的透過(guò)率為40%~透明背板的透過(guò)率小于50%。
2）由于 雙玻璃組件一般采用高透明度POE，因此，無(wú)法阻擋背面的透射UV損壞背面包裝材料和電池；
透明背板能很好地阻擋紫外線，從而保護(hù)電池和包裝材料。
3)在戶外實(shí)測(cè)中，雙玻構(gòu)件UV衰減是透明背板的兩倍多。因此，在高紫外線地區(qū)，雙面透明背板組件的風(fēng)險(xiǎn)較低。
五、耐鹽堿性能比較
兩種組件的 耐鹽堿結(jié)果如下圖所示。
圖6:玻璃和透明背板耐鹽堿結(jié)果
從上圖可以看出：
玻璃的主要成分是硅酸鹽，在堿性溶液中具有一定的溶解性，在堿性環(huán)境中易腐蝕形成白斑，難以清除。
透明背板不怕鹽堿，透明背板組件在溫室、鹽堿地、農(nóng)光互補(bǔ)工程中風(fēng)險(xiǎn)較低。
六、耐磨性比較
如下圖所示，
玻璃是一種不怕風(fēng)沙磨損的硬無(wú)機(jī)材料。透明背板的外層是Tedlar膜，耐受50L上述落砂可滿足沙漠地區(qū)30年以上的風(fēng)沙磨損。
七、易清洗性能比較
1、積灰試驗(yàn)
室外運(yùn)行時(shí)，表面污垢一般分為三層結(jié)構(gòu)，如下圖所示。
圖8 ：組件表面臟結(jié)構(gòu)圖
透明背板組件背板 外層透明PVF膜，為F基團(tuán)具有極高的電負(fù)性，吸附表面污垢C層（主要為浮灰），具有優(yōu)異的抗污染性能，易于通過(guò)雨水清洗和簡(jiǎn)單清洗去除，不易積累，對(duì)背面發(fā)電影響不大，可降低背面清洗成本。
玻璃表面是親水的。在長(zhǎng)期戶外使用中，雙玻璃組件背面會(huì)有積灰和雨水混合干燥形成的泥斑，透明背板表面無(wú)明顯污垢，如圖9所示。
圖9 ：戶外積灰
2、清洗試驗(yàn)
檢測(cè)透明背板和玻璃表面的易清潔性能，如下圖所示。
圖10 透明背板表面疏水，玻璃表面親水
從上圖可以看出：
透明背板表面疏水Tedlar膜，水滴容易滾落帶走灰塵。
玻璃表面親水，水滴會(huì)擴(kuò)散，難以清洗。參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9780-2005。
僅通過(guò)水沖洗(流速0.3~0.5m/s）10s，透明背板表面的粘合劑被清洗干凈，玻璃表面仍有更多的殘留物，如下圖所示。
圖11 ：透明背板背板和玻璃清洗實(shí)驗(yàn)
八、發(fā)電性能比較
透明背板組件與雙玻璃組件在四個(gè)不同的實(shí)證項(xiàng)目中的發(fā)電比較如下圖所示。
圖12 ：與雙面雙玻璃相比，雙面透明背板組件的發(fā)電增長(zhǎng)率
從上圖可以看出，透明背板組件的發(fā)電量高于雙面雙玻璃組件。
固定水泥支架（P分析項(xiàng)目日輻照量和日均每瓦發(fā)電量數(shù)據(jù)，可見(jiàn)透明背板日均單瓦發(fā)電量在高輻照量區(qū)域較高。
圖13:透明背板組件與雙玻璃組件日均單瓦發(fā)電量與輻照量的對(duì)比
透明背板擬合函數(shù)的斜率也可以通過(guò)擬合看到。因此，透明背板組件和雙玻璃組件在高輻照下的發(fā)電差將增加。
透明背板發(fā)電較高的原因是透明背板運(yùn)行溫度較低。玻璃在3μm上述紅外波段不通過(guò)，透明背板可通過(guò)紅外，因此可通過(guò)紅外輻射散熱。透明背板組件在散熱機(jī)理上更加完善，因此運(yùn)行溫度較低，如下圖所示。
圖14 ：透明背板Tedlar膜在紅外波段的透過(guò)率
九、綜合分析
從以上分析可以看出，
透明背板組件和雙玻璃組件各有優(yōu)缺點(diǎn)。
綜合分析上述性能對(duì)比，如下圖所示。
圖15:六個(gè)性能對(duì)比:透明背板組件和雙玻璃組件
從上圖可以看到，雙玻組件在抗?jié)駸岷土W(xué)性能方面更優(yōu)，但是抗UV、抗鹽堿、重量和易清洗方面與透明背板組件差距較大，發(fā)電量方面也比透明背板組件雙面略微遜色?？梢?jiàn)，透明背板組件是一款“全能”的組件，各項(xiàng)性能都較為優(yōu)異。
綜合以上分析，針對(duì)兩種類型的組件，使用建議如下表：
透明背板作為雙面組件的背面包裝方法之一，得到了光伏行業(yè)的廣泛認(rèn)可。重量輕，發(fā)電性能好，低BOS透明背板雙面組件的成本受到客戶的廣泛青睞swan、tiger系列透明背板雙面組件均已突破GW級(jí)銷(xiāo)量。
來(lái)源：智匯光伏
