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為解決行業(yè)熱點(diǎn)問(wèn)題，提供阿特斯解決之道。近日阿特斯成功舉辦《高功率組件全場(chǎng)景應(yīng)用之高原光伏電站》線上直播活動(dòng)，和大家共同交流和探討了高原光伏場(chǎng)景下的組件設(shè)計(jì)和可靠性驗(yàn)證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及組件選型推薦。

青藏高原，被譽(yù)為地球上除了南極和北極之外的“第三極”，日照強(qiáng)烈，是光伏新能源發(fā)電的理想之地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，青藏高原年總輻射量超過(guò)1800kWh/㎡，部分地區(qū)甚至超過(guò)2000kWh/㎡。具有豐富光資源和巨大地理空間的青藏高原，在國(guó)家雙碳目標(biāo)的深入推進(jìn)下，具有無(wú)限廣闊的光伏發(fā)展?jié)摿Α?br />
然而，高原地區(qū)嚴(yán)苛的環(huán)境特點(diǎn)，如高寒、高紫外、高雪載、低空氣密度等，也對(duì)光伏組件的長(zhǎng)期運(yùn)行帶來(lái)更多新的挑戰(zhàn)。阿特斯作為一家在光伏組件領(lǐng)域耕耘了22年的老字號(hào)頭部企業(yè)，積累了豐富的組件可靠性保障和系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。


一、高原光伏場(chǎng)景下組件設(shè)計(jì)和可靠性驗(yàn)證

1、高寒

隨著高原地區(qū)海拔升高，環(huán)境溫度會(huì)明顯降低。隨著環(huán)境溫度降低，組件玻璃熱膨脹系數(shù)減小，更加容易斷裂或爆裂，加之高原地區(qū)冰雹頻率更高，低溫下玻璃的抗沖擊性能也面臨更大挑戰(zhàn);另外，低溫還會(huì)導(dǎo)致組件接線盒、連接器和膠膜等高分子材料分子鏈柔性降低，從而降低材料的抗沖擊性能或組件的載荷性能。

針對(duì)高原地區(qū)高寒的環(huán)境特點(diǎn)，阿特斯對(duì)于組件關(guān)鍵原材料如玻璃、接線盒、連接器、膠膜等做了一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)和嚴(yán)苛的可靠性驗(yàn)證：

(1)玻璃

阿特斯在玻璃來(lái)料工序執(zhí)行十分嚴(yán)苛的四點(diǎn)彎測(cè)試，四點(diǎn)彎強(qiáng)度達(dá)到140MPa，確保組件玻璃材料具備可靠的載荷承載能力。此外，阿特斯參照IEC TS 62782:2016標(biāo)準(zhǔn)對(duì)組件執(zhí)行加嚴(yán)的零下40℃靜載+動(dòng)載的低溫載荷序列測(cè)試，表明阿特斯高功率組件具備優(yōu)異的低溫載荷性能表現(xiàn)。

此外，高原地區(qū)冰雹天氣較頻繁，典型的如青藏高原，年均冰雹日數(shù)甚至超過(guò)十天。更高的冰雹頻率，更低的環(huán)境溫度，也對(duì)組件玻璃的抗沖擊性能帶來(lái)更高的挑戰(zhàn)。阿特斯高功率組件除了通過(guò)常規(guī)的25mm直徑，23m/s速度的冰雹測(cè)試之外，還會(huì)執(zhí)行加嚴(yán)零下20℃低溫冰雹測(cè)試以及冰雹序列測(cè)試等，充分保障組件低溫環(huán)境下的抗冰雹沖擊性能。


(2)接線盒/連接器

阿特斯自產(chǎn)連接器和接線盒，采用高強(qiáng)度聚苯醚+聚苯乙烯材料，具備十分優(yōu)異的耐低溫性能。同時(shí)，阿特斯連接器和接線盒也均通過(guò)了基于UL1703標(biāo)準(zhǔn)的低溫沖擊試驗(yàn)，低溫條件下的抗沖擊性能表現(xiàn)優(yōu)異。

(3)膠膜

當(dāng)溫度低于膠膜玻璃化溫度時(shí)，膠膜材料會(huì)逐漸呈現(xiàn)剛性，對(duì)電池片的保護(hù)能力大幅降低，在外界應(yīng)力下易造成電池片隱裂。阿特斯雙面組件采用二代POE膠膜，兼具傳統(tǒng)POE低玻璃化溫度和EVA高粘附性的優(yōu)點(diǎn)，有效應(yīng)對(duì)高原高寒挑戰(zhàn)。經(jīng)3～10倍加嚴(yán)IEC標(biāo)準(zhǔn)的可靠性測(cè)試之后，EVA+二代POE膠膜搭配的組件在TC、HF、SML+DML+TC+HF等測(cè)試后都表現(xiàn)優(yōu)異，功率衰減遠(yuǎn)低于阿特斯內(nèi)控3%標(biāo)準(zhǔn)。

2、高紫外

高原地區(qū)由于海拔高，空氣稀薄，大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用較弱，所以紫外線強(qiáng)度明顯升高。由于紫外線能量較高，更容易造成高分子材料分子鏈斷裂或交聯(lián)，從而加速材料老化。

阿特斯組件原材料如膠膜、接線盒、導(dǎo)線等高分子材料通過(guò)最高紫外800kWh/㎡以上的測(cè)試，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)紫外測(cè)試劑量。另外，阿特斯聯(lián)合華能、CPVT(國(guó)家太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心)共同制定的IEC 63209-3標(biāo)準(zhǔn)已正式提交至國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，國(guó)內(nèi)同等標(biāo)準(zhǔn)同步編制。該標(biāo)準(zhǔn)在紫外測(cè)試的同時(shí)疊加其他老化因子，如TC熱循環(huán)、HF濕凍等，更加貼近真實(shí)組件戶外使用環(huán)境。


3、高雪載

高原地區(qū)積雪分布廣泛且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。由于大多數(shù)組件都以傾斜角度安裝，積雪由于重力作用會(huì)沿著組件表面下滑，堆積在組件底端，對(duì)整個(gè)組件產(chǎn)生不均勻載荷作用，容易導(dǎo)致組件局部壓力過(guò)大，甚至出現(xiàn)邊框彎折或斷裂、玻璃破碎等失效情況。

針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)情況，阿特斯高功率組件基于IEC 62938標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)苛的不均勻雪載測(cè)試，臨界雪載荷值最高可達(dá)7200Pa，按照平均雪密度0.25g/cm³計(jì)算，相當(dāng)于2.9米厚度的積雪積壓在組件表面產(chǎn)生的壓力。充分證明阿特斯高功率組件具備優(yōu)異的抗雪載荷能力。

4、低空氣密度

隨著海拔升高，空氣壓力和空氣密度降低，帶電粒子的平均自由程增加，電子單元行程內(nèi)的碰撞次數(shù)減少，但每次碰撞前積累的能量增加，空氣分子中電離的可能性增大。因此，隨著海拔升高，電氣設(shè)備的空氣絕緣強(qiáng)度會(huì)降低。這就意味著在高海拔地區(qū)應(yīng)用的組件產(chǎn)品需要評(píng)估更高脈沖電壓下的可靠性，以驗(yàn)證光伏組件電氣間隙和固體絕緣的能力。

知名第三方技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)CGC鑒衡認(rèn)證中心對(duì)阿特斯高功率組件進(jìn)行了30kV的極高脈沖電壓測(cè)試，阿特斯組件以優(yōu)異的表現(xiàn)順利通過(guò)。根據(jù)即將正式發(fā)布的IEC 61730新標(biāo)中“電氣間隙脈沖電壓對(duì)應(yīng)海拔高度規(guī)范”的要求，理論上阿特斯高功率組件可滿足5000～6000米海拔高度地區(qū)的絕緣性能要求。

二、高原光伏場(chǎng)景下組件選型推薦

以西藏昌都項(xiàng)目地為例，電站容量240MW(直流)，綜合對(duì)比分析阿特斯五款組件產(chǎn)品(182++為矩形硅片組件)：


得益于N型組件更高效率和雙面率、更低衰減以及更優(yōu)的溫度系數(shù)帶來(lái)的發(fā)電量增益，以及210系列組件更高的單片功率和更低的系統(tǒng)電壓優(yōu)勢(shì)帶來(lái)的BOS成本節(jié)省，該項(xiàng)目下，選用210 N型690W組件的資本金收益率以及度電成本優(yōu)勢(shì)最明顯，其次依次是182++N型600W、182 N型570W、210 P型660W和182 P型545W。


自2001成立以來(lái)，阿特斯致力于光伏系統(tǒng)性能的持續(xù)深入研究，并在全球多個(gè)地區(qū)建設(shè)了實(shí)證光伏電站。阿特斯技術(shù)團(tuán)隊(duì)在雙面組件系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、組串長(zhǎng)度優(yōu)化、高載荷設(shè)計(jì)方案等方面為客戶提供增值服務(wù)。針對(duì)高原地區(qū)下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化，如果您有相關(guān)需求，歡迎聯(lián)系阿特斯銷售或技術(shù)人員。

廣袤無(wú)垠的高原地區(qū)，既是環(huán)境嚴(yán)苛的“第三極”，也將會(huì)是光伏產(chǎn)業(yè)前無(wú)來(lái)者的新寶地。在這片高原上的大膽實(shí)踐，將為我們開辟一片光伏發(fā)展的新藍(lán)海，期待在未來(lái)能夠見證更多關(guān)于高原光伏的突破和成就，為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新動(dòng)力!

原標(biāo)題：阿特斯高原光伏解決方案，為雪域高原注入綠色發(fā)展新動(dòng)能！