光伏组件用背板紫外老化浅析组图
5页1、光伏组件用背板紫外老化浅析(组图)随着光伏产业的发展,光伏电站已经在全球范围内发电,源源不断的对外提供绿色清洁能源。光伏组件要持续发电 25 年,在设计之初,就要考虑环境对组件的影响,包括风雪的机械载荷、紫外线辐射、风沙冲击、酸雨等等,从而选择最好的材料。原材料的选择,通常是看它们在一系列测试之后的性能表现,好的原材料对组件成品的性能保障是必要的,因此,原材料的测试以及用于组件后的测试都非常重要,前两篇文章对光伏组件用背板的落砂实验、湿热老化进行了阐述,本文将对光伏组件用背板紫外老化进行深入分析。图一 不同波长的太阳光谱图我们知道,紫外线具有较短的波长和较高的能量,对材料特别是高分子材料具有很强的破坏性,由于组件封装中广泛使用的背板和 EVA 都是高分子材料,这些材料在户外的老化通常是在紫外线、温度和湿度的共同作用下发生的,因此在选择封装材料时紫外老化测试是必不可少的一项测试。IEC 61215 紫外预处理实验在 IEC 61215 中,对组件进行热循环/湿冻试验前需进行紫外辐照处理,以确定相关材料及粘连连接的紫外衰减,相应装置包括:紫外试验箱、温度传感器、紫外辐照仪等。实验时,组件的
2、温度范围控制在 605,温度传感器安装在靠近组件中部的前或后表面,紫外辐射光源在组件试验平面上其辐照度均匀性为 15%,波长范围为 280320nm 和 320385nm,精度为 15%,其中,组件经受波长在 280385nm 范围的紫外辐射为 15kWh/m-2,波长在 280320nm 的紫外辐射为 5kWh/m-2。要求:紫外辐射后无严重外观缺陷,最大输出功率衰减不超过试验前测试值的 5%,绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。回到现实的环境中来IEC 验证的设计实际上只相当于70天的户外曝晒,而且也没有对组件背面进行曝晒测试,为了更好的理解户外的真实情况,国外一些研究机构,像美国可再生能源实验室NREL、弗劳恩霍夫太阳能研究所 Fraunhofer(ISE)等,建立了各区域的年紫外线剂量,利用这些信息,计算地面至背板的光反射率,模拟出测试条件下的建议曝晒时数,以及沙漠、热带及温带气候下的25年户外曝晒量。研究机构沙漠热带温和Fraunhofer1203520,30(city,Alps)NREL-78.2 Typical annual-Atlas91.7(Phoenix,USA)78
3、.5(Miami & S.France)56.9(Tokyo & Lochem,NL)表一 国外研究单位相关年紫外线剂量IEC 15 kWh = 70 days, so implied annual value is 78.2 kWh,(1) M. Koehl, Indoor and Outdoor Weathering of PV Modules, Proc of SPIE Vol 7048 704806-4, (2008)(2) M. Kempe, Ultraviolet light test and evaluation methods for encapsulants of photovoltaic modules, Sol.Energy Mater.Sol.Cells, 94 (2010)(3) Weathering of Plastics: Testing to Mirror Real Life Performance, George Wypych, p17 (1999),(4) R. Chadysiene and A. Girgzdys, Ultraviolet Radi
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