先看幾張組件在使用的過程中,玻璃自爆的情況。


都是不加邊框的雙玻組件!
之前就有運維單位反映:
他們負責運維的寧夏某電站用的是不加邊框的雙玻組件,所有的組件都不敢碰,一碰就爆掉。只能等著組件自己爆,爆一塊替換一塊。
從早期的薄膜雙玻組件到后來的晶硅雙玻組件,不加邊框的雙玻組件為什么容易發(fā)生玻璃自爆呢?對這一問題進行了初步的探討。
一、不加邊框雙玻組件的優(yōu)點
2015年開始,光伏項目的投資逐漸從西北地區(qū)轉移到東南部沿海地區(qū),PID現(xiàn)象引起業(yè)內(nèi)的關注。
什么是PID效應(詳見:熱詞“PID效應”,你怎么理解? )?
多個(例如現(xiàn)在常用的是22個)光伏組件串聯(lián)之后,處于組串末端的光伏組件的工作電壓會比較高(400V~900 V之間),且組件邊框一般都是接地的(電壓為0V)。因此,高壓組件的電池片和地面之間有可能會形成電流,此電流稱為漏電流,使玻璃種的鈉離子遷徙而影響組件輸出功率,造成大面積功率損失。

為了解決PID效應,不加邊框的雙玻應運而生。大家發(fā)現(xiàn)這類組件的優(yōu)點主要有以下四點:
1)很好的解決PID效應
由于無邊框,所以就不會產(chǎn)生漏電流,也就不會發(fā)生PID效應。

3)底部不容易積灰
由于光伏組件的下邊緣沒有邊框的遮擋,灰塵能很好的滑落,組件下變換不會形成積灰?guī)А?/p>

據(jù)介紹,目前一張60片光伏組件的封裝成本,大約為180元。由于近期鋁材價格上漲,邊框的成本約為60元/張。即使按照300W高效perc組件考慮,60元的邊框成本均攤下來,大約0.2元/W。
在目前市場行情不好的情況下,光伏組件企業(yè)之間的投標價格競爭,都是幾厘幾厘的拼。去掉邊框就能剩下0.2元/W,價格競爭力大幅增加!
二、不加邊框雙玻組件為何容易自爆?
不加邊框的雙玻組件為什么容易發(fā)生玻璃自爆呢?
大家討論后認為造成這一現(xiàn)象的主要是以下三個原因:層壓應力不均勻、使用過程中的熱應力和機械應力不均勻。
1)層壓應力不均勻
很多雙玻組件玻璃的自爆都是沿著匯流帶破損的。有研究認為,層壓過程中,匯流帶處的層壓應力不均勻。在后期運行過程中,如果長期受到不均勻力,就很容易發(fā)生自爆。
2)機械應力不均勻
目前,組件的安裝方式主要有兩種:螺栓安裝和夾具安裝。不加邊框雙玻組件肯定都是采用夾具安裝的方式。
由于鋁這種金屬具有很好的延展性,組件如果加鋁邊框,當組件受到較大的風荷載、雪荷載時,夾具處受到很大的機械應力。夾具通過鋁邊框,將受到機械應力均勻的傳導到整個組件,整張組件受力相對均勻。
而不加鋁邊框時,由于玻璃的延展性無法與鋁相比擬,不能很好的將所受機械應力進行傳導,所以受力最大的就是與夾具接觸處的玻璃邊緣。
因此,日積月累之下,與夾具接觸的玻璃長期受到不均勻應力,非常容易發(fā)生破裂。
3)熱應力不均勻
玻璃的導熱性能不如普通背板。光伏組件長期受到強光的照射。在一些地方,晝夜溫差大,從而造成雙玻組件受到的熱應力格外大。
要避免熱脹冷縮,造成的熱應力對玻璃破壞,最好的方法是對組件玻璃進行鋼化。鋼化玻璃應對熱應力的性能要遠好于普通玻璃。
普通的光伏組件,前板3.2mm鋼化玻璃,能很好解決熱應力帶來的問題;
而雙玻組件,由于玻璃重量遠高于普通背板,為了減少組件的重量,降低安裝的難度,雙玻組件普遍上下兩層均采用了2.5mm的玻璃。而2.5mm的玻璃是無法全鋼化的,只能半鋼化。半鋼化玻璃長期在熱應力的影響下,很容易發(fā)生自爆。
三、如何避免組件自爆?
解決熱應力需要用全鋼化玻璃,即將雙玻組件的上下層玻璃都做到3mm。這樣一是會增加成本,二是會增加安裝過程的難度。
解決機械應力需要加邊框,則組件成本直接增加0.2元/W。
雙面組件能大幅提高組件的綜合轉換效率,個人十分看好雙面組件的未來應用。以領跑者為代表,未來雙面組件的應用量越來越大。
毫無疑問,雙面組件肯定都是雙玻組件。如果不加邊框的雙玻組件自爆問題得不到解決,未來雙面組件會不會也大面積的出問題?
由于了解的項目案例有限,不確定“不加邊框的雙玻組件容易自爆”是個別幾個案例還是普遍現(xiàn)象。