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近年來,海上光伏在國(guó)家和地方政策引導(dǎo)下,正在不斷的探索大規(guī)模應(yīng)用的可能性。憑借著我國(guó)漫長(zhǎng)的海岸線,海上光伏有望發(fā)展成為繼大型地面電站和分布式電站之后,光伏第三大應(yīng)用場(chǎng)景。但目前尚無海上光伏組件測(cè)試的國(guó)際或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為此鑒衡發(fā)布了CGC/GF 241:2024《海上光伏組件可靠性評(píng)估技術(shù)規(guī)范》,填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)空白。

海上光伏組件可靠性

海上光伏組件面臨著錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),主要概括為如下四個(gè)方面:
通過識(shí)別海上光伏組件在強(qiáng)腐蝕、高濕度、大風(fēng)載、多海鳥等四個(gè)方面的可靠性風(fēng)險(xiǎn),我們針對(duì)性的制定出一套現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)最全面的海上光伏組件長(zhǎng)期可靠性測(cè)試序列。
為了驗(yàn)證海上光伏組件的可靠性,需要進(jìn)行強(qiáng)腐蝕試驗(yàn)、高濕度試驗(yàn)、長(zhǎng)期熱斑試驗(yàn)、大風(fēng)載試驗(yàn)。
01

強(qiáng)腐蝕試驗(yàn)

02

高濕度試驗(yàn)

03

長(zhǎng)期熱斑測(cè)試

04

大風(fēng)載測(cè)試

強(qiáng)腐蝕試驗(yàn)

涉及交變鹽霧8、加嚴(yán)PID、靜載、海上浸泡等復(fù)合測(cè)試。強(qiáng)腐蝕測(cè)試目的是評(píng)估抗鹽霧及對(duì)PID、機(jī)械性能影響。海上是強(qiáng)腐蝕環(huán)境,可能導(dǎo)致組件各個(gè)零部件發(fā)生腐蝕,一旦腐蝕影響到組件的密封性,會(huì)導(dǎo)致電池片快速腐蝕老化。

高濕度試驗(yàn)

涉及加嚴(yán)DH2000、DH后與PID和UV的復(fù)合測(cè)試。其目的主要評(píng)估組件高濕環(huán)境下受到的影響。高濕度、高紫外環(huán)境會(huì)破壞玻璃和膠膜,同時(shí)破壞粘合劑的密封性,導(dǎo)致最后電池片被水汽腐蝕。

長(zhǎng)期熱斑測(cè)試

主要考慮海洋靠近陸地邊緣,海鳥較多,海鳥鳥屎落于組件上導(dǎo)致熱斑,且難以清理。該測(cè)試主要評(píng)估鳥屎導(dǎo)致的長(zhǎng)期熱斑能力。在水上光伏中,鳥糞會(huì)導(dǎo)致熱斑,短期會(huì)降低組件發(fā)電功率,長(zhǎng)期以往可能導(dǎo)致組件燃燒,會(huì)對(duì)電站造成嚴(yán)重威脅。臺(tái)灣2012年在高雄永安鹽灘地興建了一座光伏電站,就受到了鳥屎嚴(yán)重污染。

大風(fēng)載測(cè)試

涉及風(fēng)洞測(cè)試、低溫靜載+DH復(fù)合測(cè)試、疲勞載荷測(cè)試等。其測(cè)試的目的主要評(píng)估組件的不同環(huán)境下的機(jī)械性能、邊框安裝位置處的疲勞機(jī)械載荷能力。大風(fēng)載測(cè)試可以有效評(píng)估海上光伏在颶風(fēng)條件下可靠性,為業(yè)主、組件廠、保險(xiǎn)公司提供數(shù)據(jù)支撐。從海上光伏落地以來,經(jīng)常出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)破壞漂浮光伏電站的案例,例如2019年9月9日,第15號(hào)臺(tái)風(fēng)“法茜”登陸日本,燃燒的光伏組件數(shù)目約50塊。僅在兩周后,第17號(hào)臺(tái)風(fēng)“塔巴”又以平均風(fēng)速40m/s襲擊了日本九州地區(qū),摧毀了2.4兆瓦Shintaku Tameike水面漂浮光伏電站。

材料端測(cè)試

海上光伏封裝材料可靠性

海上光伏封裝材料可靠性(材料端測(cè)試)是評(píng)估光伏封裝材料在海洋環(huán)境下,材料在高溫高濕強(qiáng)紫外的條件下所受到的影響,包括膠膜硬化和色變。好處是通過對(duì)材料端的評(píng)估,可以補(bǔ)充組件端的測(cè)試,對(duì)組件評(píng)估也更加具有參考性。

海上光伏封裝材料包括玻璃、膠膜,邊框。除了組件端的測(cè)試外,可以進(jìn)行針對(duì)性的材料端測(cè)試。

  • 對(duì)于玻璃測(cè)試:太陽光有效透射比、抗沖擊性能檢測(cè)、彎曲性能測(cè)試、落球測(cè)試。
  • 對(duì)于膠膜測(cè)試:黃度指數(shù) YI、剝離強(qiáng)度。
  • 金屬邊框測(cè)試:硬度測(cè)試,材料蠕變測(cè)試、全浸試驗(yàn)、半浸試驗(yàn)和、間浸試驗(yàn)。
材料端測(cè)試

海上光伏復(fù)合邊框可靠性

海上光伏選用復(fù)合邊框材料,可以有效降低海洋高溫高濕環(huán)境對(duì)金屬邊框的強(qiáng)腐蝕現(xiàn)象,同時(shí)具有避免接地、降低爆板率、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)。但是復(fù)合邊框也存在機(jī)械強(qiáng)度和受UV照射的影響的問題。 所以需要針對(duì)性的可靠性檢測(cè),其檢測(cè)主要分為:

一、材料初始測(cè)試:

邊框涂層外觀、尺寸參數(shù)、拉伸強(qiáng)度、拉伸模量測(cè)試、體積電阻率(本體)、熱膨脹系數(shù)、防腐性能測(cè)試、防火和絕緣測(cè)試。

二、材料耐候性測(cè)試:

涂層耐候性:承受水汽、紫外、溫度、腐蝕后的黃變及光澤度,再看是否存在脫層及粉化;類似ISO 12944;
涂基體耐候性:承受各類測(cè)試后的強(qiáng)度保持率,及失效機(jī)理探索;
角鍵耐候性:不同材料的匹配性及拉拔力保持情況。

復(fù)合邊框可靠性驗(yàn)證的好處是:在充分利用復(fù)合邊框優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),避免復(fù)合邊框的不利影響。目前市場(chǎng)上運(yùn)用最廣泛的還是鋁合金邊框,復(fù)合邊框因使用率低所以存在諸多不確定因素,所以更需要對(duì)其可靠性進(jìn)行評(píng)估。


光伏領(lǐng)跑者+

海上光伏支架材料可靠性(材料端測(cè)試)

海上光伏支架材料可靠性(材料端測(cè)試)是評(píng)估光伏支架材料在海洋環(huán)境下,對(duì)光伏組件支架材料成分、防腐蝕進(jìn)行可靠性評(píng)估。在高溫高濕高鹽條件下,金屬支架極易受到腐蝕,在大風(fēng)載環(huán)境中,腐蝕后的支架更易發(fā)生斷裂。所以對(duì)支架材料可靠性評(píng)估測(cè)試非常重要。具體標(biāo)準(zhǔn)參考NB/T 10642-2021。光伏支架檢測(cè)包括:

支架的外觀和尺寸試驗(yàn)

支架的外觀和尺寸試驗(yàn)

成品化學(xué)成分分析(參照GB/T20975測(cè)試要求)

成品化學(xué)成分分析(參照GB/T20975測(cè)試要求)

拉伸試驗(yàn)

拉伸試驗(yàn)

防腐層涂層厚度檢測(cè)(參照ISO 12944-6測(cè)試要求)

防腐層涂層厚度檢測(cè)(參照ISO 12944-6測(cè)試要求)

夏比擺錘沖擊試驗(yàn)

夏比擺錘沖擊試驗(yàn)

彎曲試驗(yàn)

彎曲試驗(yàn)

海上光伏支架材料可靠性測(cè)試的好處是復(fù)雜的海洋環(huán)境下,對(duì)光伏支架的長(zhǎng)期穩(wěn)定性給出材料方面的測(cè)試依據(jù),避免在實(shí)際運(yùn)用過程出再出現(xiàn)問題,導(dǎo)致較大的損失。

海上實(shí)證

驗(yàn)證近海灘涂安裝的組件在一年完整周期內(nèi)的真實(shí)發(fā)電量表現(xiàn),明確海面反射以及較低的組件運(yùn)行溫度所可能帶來的發(fā)電量增益;
三門海域臺(tái)風(fēng)多發(fā),檢驗(yàn)海上光伏組件真實(shí)的抗臺(tái)風(fēng)性能;
綜合評(píng)估海上光伏組件在高鹽霧、高濕度、長(zhǎng)期熱斑以及PID等環(huán)境應(yīng)力下的可靠性,為發(fā)電集團(tuán)進(jìn)行海上光伏項(xiàng)目的設(shè)備選型、組件制造商進(jìn)行組件設(shè)計(jì)優(yōu)化、材料供應(yīng)商進(jìn)行材料驗(yàn)證及改進(jìn)等提供重要依據(jù)。
三門 · 亞熱帶季風(fēng)氣候

三門 · 亞熱帶季風(fēng)氣候

基地位置: 浙江省三門縣健跳鎮(zhèn),東經(jīng)121°38’ 35’’,北緯29°3’ 17’’,2024年5月初投入運(yùn)行,目前國(guó)內(nèi)唯一。

氣候特點(diǎn): 亞熱帶季風(fēng)氣候,四季分明,春秋較短,冬夏較長(zhǎng),據(jù)氣象部門統(tǒng)計(jì), 新中國(guó)成立后,有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),直接登陸三門沿海的臺(tái)風(fēng)共有17次,平均3.3年登陸一次,占同期登陸浙江省臺(tái)風(fēng)總次數(shù)4成以上。

水文條件: 海域的潮汐屬于正規(guī)半日潮,一晝夜有兩個(gè)高潮和兩個(gè)低潮,且潮差較大,通常漲潮時(shí)水位可達(dá)5.8米左右,而退潮時(shí)水位降至約1.7至1.8米;浪涌方面,通常冬季波浪較高,夏季波浪較低。


基地特點(diǎn):

國(guó)內(nèi)唯一: 位于目前國(guó)內(nèi)最大的海上灘涂式光伏基地;唯一一處專業(yè)灘涂式戶外實(shí)證

可參觀: 客戶可以隨時(shí)安排現(xiàn)場(chǎng)參觀;遠(yuǎn)程24小時(shí)全面監(jiān)控

實(shí)施方便 可隨時(shí)安裝和更換測(cè)試組件;組件、支架可根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整

費(fèi)用合理: 服務(wù)滿足各種類型需求;費(fèi)用低于遠(yuǎn)海實(shí)證