碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过使用低碳能源取代化石燃料、植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。光伏发电正是一种没有碳排放的清洁能源。中国国家能源局公布2020年太阳能发电新增装机数据48.2GW,创近三年新高;扣除前三季太阳能新增装机数据18.7GW,意味第四季安装量达29.5GW。分析师指出,中国太阳能行业新增装机已连续8年位居全球第一,未来5年还要继续爆发式增长。
(二)光伏与高分子任何工业产品都是材料通过设备,在一定的工艺加工而成,光伏产品也不例外。硅片是用来生产太阳能电池的基础材料,也是核心部件。但是如果这个核心部件没有高分子材料进行保护,就会变得不堪一击。如果没有电气配套,太阳能电池空有一身本事,却不能形成一个系统。这里说的高分子材料进行保护,就是指光伏模组中的封装胶膜,背板,他们是由氟材料,EVA,PET,POE等组成的,然后由有机硅等材料进行密封。而电气配套是指接线盒,线缆,连接器等等,有了这些零部件,电流才能正在被利用起来,这就少不了工程塑料如PPO,PA66,PC,以及线缆材料PE,EVA等。此外,面板材料目前是用的玻璃,也有尝试采用高分子材料,而铝合金边框也可用高性能塑料替代。
第一部分、光伏封装胶膜材料,和光伏背板材料
1:光伏模组封装材料介绍
POE是乙烯和辛烯的共聚物,其中共聚单体辛烯(C8H16)的含量为20%-30%。分子结构中辛烯的存在破坏了乙烯的结晶,但是同时也赋予共聚物优良的透明性和良好的弹性。在常温下乙烯的结晶作为物理交联点,在高温下乙烯解结晶使共聚物具有塑性。窄的分子量分布使POE具有较高的拉伸强度和抗冲击性等。
光伏接线盒需采用抗冲击性强的注塑材料生产零部件。需能满足低温冲击-40度环境中储存5小时后使用1J能量进行冲击试验要求,且试验后连接器不应出现其影响正常使用和安全的损坏。
阻燃等级:5VB
温度循环:+85℃至-40℃高低温转换,循环200次。
湿热试验:温度+85℃;湿度85%,1000h
湿冻试验:温度-40℃,湿度85%
冷冻测试:-40℃ 24h
干热测试:+85℃ 48h
快速温度变化:-40℃ 10分钟;+85 10分钟,5个周期
光老化试验:辐照度:60W/m2 波长300nm-400nm;黑板温度65度;湿度65%;喷淋循环18min,102min氙灯干燥,持续时间500H
灼热丝试验:外壳绝缘材料试验温度650℃,带电部件位置绝缘材料750℃。
PPO具有耐高温、低吸水、良好的电绝缘性,出色的耐候性等特点,经过改性后是制造太阳能光伏接线盒部件的理想材料。
(二)光伏连接器
在电站中有很多地方需要接口,组件、接线盒、逆变器、汇流箱等都需要一个设备—连接器。每个接线盒用一对连接器,每个汇流箱用到的数量和设计有关,一般8对到16对,而逆变器用到2对到4对或者更多,同时,在最后搭建电站的过程中也要用一定数量的连接器。
连接器需采用抗冲击性强的注塑材料生产零部件。需能满足低温冲击-40度环境中储存5小时后使用1J能量进行冲击试验要求,且试验后连接器不应出现其影响正常使用和安全的损坏。
互锁有效性,正负插合后实施80N的拉力保持15s增力增大速率不大于10N/s拉力作用期连接器不应被分离、损坏、变形等。
温度循环:+85℃至-40℃高低温转换,循环200次;
湿热试验:温度+85℃;湿度85%,1000h;
耐气候试验:辐照度:60W/m2 波长300nm-400nm;黑板温度65度;湿度65%;喷淋循环18min,102min氙灯干燥,持续时间500H;
灼热丝试验:外壳绝缘材料试验温度650℃,带电部件位置绝缘材料750℃。
目前主要用的是共聚PC改性料。
(三)螺母
螺母材料关键要求:阻燃要求UL 94 V0,绝缘性能(绝缘击穿强度和表面电阻率)要求较高,吸湿性低,对电气及尺寸稳定性影响极小,良好的表面,光泽好。目前主要是改性PA66。