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數(shù)GW組件背板開裂,真的是3A背板的錯嗎?
日期:2019-04-24   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sx_liuyu 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:數(shù)GW組件背板開裂,這背后帶給我們什么思考?

2016年左右,在全球范圍內(nèi)一批光伏電站使用的組件陸續(xù)出現(xiàn)背板開裂問題,規(guī)模在GW級別。究其原因,這些組件都使用了3A背板。

作為始作俑者,Isovolta——這家奧地利老牌材料制造商卻在2017年左右悄然無息的退出了光伏行業(yè),業(yè)主只能將索賠目標(biāo)轉(zhuǎn)向了當(dāng)年使用3A背板的組件企業(yè)。

背板作為組件結(jié)構(gòu)中最外層的“守護(hù)者”,在保障組件可靠性、穩(wěn)定性中發(fā)揮著極其重要的作用。作為一家老牌背板企業(yè),Isovolta當(dāng)年是出于什么目的研發(fā)了3A背板,卻又為何在這一“創(chuàng)新”產(chǎn)品上馬失前蹄,犯下如此嚴(yán)重的錯誤?

這或許將帶給光伏行業(yè)一定的思考與警醒。

短暫的出場

3A背板在短暫地市場上掀起一陣追捧后,又迅速退了場,只給行業(yè)留下了一堆“爛攤子”。

3A即指PA/PA/PA聚酰胺,俗稱尼龍材料,最早由元老級背板公司——奧地利企業(yè)伊索沃爾塔(Isovolta)于2009年左右推向市場,因為低廉的價格受到很多組件大廠的青睞,據(jù)光伏們了解當(dāng)時排名前列的幾家一線組件企業(yè)在其產(chǎn)品中大量使用了該背板材料。

追溯Isovolta嘗試3A背板的初衷,主要著眼點(diǎn)是出于成本的考量。3A背板出現(xiàn)于組件價格高企的十年前,在當(dāng)時動輒十幾元一瓦的組件價格面前,對降本的需求尤為迫切。任何可以大幅度降低成本的方法都可以成為焦點(diǎn)。而相比傳統(tǒng)以氟膜為基礎(chǔ)的復(fù)合型背板而言,3A背板的價格相對低廉。

但從2016年開始,當(dāng)年使用3A背板的一批組件開始出現(xiàn)大面積背板開裂問題,如我國西部某20MW光伏電站,在安裝一年后PA聚酰胺背板表面已經(jīng)出現(xiàn)大量微裂紋,投運(yùn)四年后(即2016年)背板開裂比例已經(jīng)超過40%。這并不是個例,更多出口到歐美地區(qū)的3A背板組件不約而同地出現(xiàn)了開裂問題,嚴(yán)重影響了電站投資回報,而業(yè)主的投訴索賠也給相關(guān)組件企業(yè)帶來了直接的經(jīng)濟(jì)損失。

如今,3A背板已經(jīng)從市場上消失,Isovolta也已退出光伏行業(yè),但當(dāng)年遺留下來的數(shù)GW組件帶來的損失和影響仍在持續(xù)擴(kuò)大。據(jù)知情人李華(化名)透露,目前出現(xiàn)問題的3A背板組件,一部分問題比較嚴(yán)重的組件基本直接報廢了,還有一些不太嚴(yán)重的可以采取修補(bǔ)的方式,如在開裂處直接貼上耐候型膠帶,但這種膠帶的價格相當(dāng)高,基本上是背板單價的好幾倍。

3A背板做錯了什么?

短短幾年時間,3A背板就陸續(xù)出現(xiàn)了背板開裂問題,且隨著時間的推移,這種影響還在持續(xù)擴(kuò)大。即便作為一種創(chuàng)新材料,也需要通過相關(guān)認(rèn)證之后才能推向市場。當(dāng)年這家背板企業(yè)為何在最看重可靠性的組件外層材料上如此馬虎?

李華向光伏們介紹道,“Isovolta推出的3A背板中,‘A’選用的是尼龍12,而尼龍12實際上是一款適用戶外使用環(huán)境、耐候性能非常優(yōu)異的材料,從材料端分析是不應(yīng)該出現(xiàn)這些問題的。有一些研究文獻(xiàn)認(rèn)為,導(dǎo)致開裂問題的原因可能是3A背板中加了玻璃纖維,因為背板開裂的方向和玻璃纖維方向一致,所以有說法認(rèn)為開裂是由于玻璃纖維刺破背板外層引起的。”

另外一位了解背板的人士王明(化名)認(rèn)為,“3A背板當(dāng)時肯定也進(jìn)行了IEC的測試,但是光伏組件戶外條件與實驗室模擬不一樣,3A材料背板在戶外長時間下發(fā)生水解、粉化,對里層的保護(hù)性變差,另外絕緣性也變差了,水汽透進(jìn)去對電池片造成腐蝕,衰減比較厲害。”

這一說法也得到了背板行業(yè)資深從業(yè)者劉雪(化名)的驗證,最初3A背板貌似是能通過IEC的標(biāo)準(zhǔn),但實際上當(dāng)年IEC的標(biāo)準(zhǔn)是非常低的,3A背板在沒有經(jīng)過充分測試的情況下就推向了市場,果然在幾年后就出現(xiàn)了很大的問題。劉雪強(qiáng)調(diào),“背板材料在推出市場前一定要經(jīng)過充分的測試和實際驗證,以保障光伏組件的長期可靠性。”

光伏們在查詢資料時發(fā)現(xiàn),阿特斯在一篇關(guān)于聚酰胺背板老化性能及機(jī)理研究的論文中總結(jié)道,濕熱老化和加速濕熱老化使得聚酰胺趨于結(jié)晶以及聚酰胺和玻璃纖維界面作用減弱,紫外輻射老化主要導(dǎo)致酰胺鍵斷開,分子結(jié)構(gòu)破壞。從背板機(jī)械性能、黃度指數(shù)及背板表面形貌的變化速率看出,紫外輻照對聚酰胺背板的影響比較大,而當(dāng)該類型的背板用于紫外輻照比較強(qiáng)的地方,其風(fēng)險也較傳統(tǒng)含氟背板大。

一位專攻于背板技術(shù)的行業(yè)人士表示,3A背板本身無法通過最基本的材料測試。雙85濕熱1000小時、PCT48小時,亦或是濕凍HF10、冷熱循環(huán)TC50,3A背板都會發(fā)生失效。另外,3A背板的水汽透過率在4克/天/平米左右,其與EVA的粘合力低于40N/Cm,如此差的性能和數(shù)據(jù)在戶外失效是必然的。

雖然通過了IEC認(rèn)證,但在后續(xù)的常規(guī)材料評估測試中,3A背板頻出問題,也就是說它是不能通過正常的材料測試的,那么當(dāng)年是如何大量導(dǎo)入一線組件企業(yè)的?顯然,沒有人能解答這個問題。“我估計,Isovolta應(yīng)該最了解問題出在哪里,但是他們不敢直面也不討論這個問題,而是選擇退出市場”,李華表示,最公正的建議是希望組件公司實事求是,按照一樣的測試標(biāo)準(zhǔn),讓測試數(shù)據(jù)說話,孰優(yōu)孰劣一目了然。

事實上,除了3A背板,目前還發(fā)現(xiàn)Toyal、Coveme等其他類型背板也有開裂問題的出現(xiàn)。光伏組件需要長期暴露在戶外自然環(huán)境中,紫外光線、水汽、鹽霧、風(fēng)沙、高低溫、化學(xué)物質(zhì)等外部環(huán)境因素都給組件的長期可靠性帶來了挑戰(zhàn),背板作為組件最外面的保護(hù)層,重要性不言而喻。

背板材料是光伏組件的關(guān)鍵材料,隨著光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步,仍然需要創(chuàng)新發(fā)展。

“但是對于背板材料的改進(jìn)和創(chuàng)新,需要進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)測試和評估,不僅要對采用背板的組件通過IEC或多倍IEC評估,更重要的是對背板本身要通過全面測試”,上述人士認(rèn)為,新材料的引入和評估,要秉承科學(xué)的態(tài)度,加強(qiáng)測試,用全面的技術(shù)數(shù)據(jù)來客觀評判,性能數(shù)據(jù)有問題的背板有很高的概率發(fā)生戶外失效。鼓勵創(chuàng)新,但前提是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒂胸?zé)任的創(chuàng)新。

隨著平價上網(wǎng)的呼聲愈發(fā)高漲,降低產(chǎn)品成本勢在必行,但需要強(qiáng)調(diào)的是,降低成本絕不能以犧牲質(zhì)量為代價,以免重蹈3A背板的覆轍。

原標(biāo)題:數(shù)GW組件背板開裂,誰來為這個“爛攤子”買單?


 
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來源:光伏們
 
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