进入7月,我国乃至全球范围内均遭遇持续高温天气。酷热的高温环境给人类社会的诸多方面造成困扰。其中,尤为重要的能源电力系统在保障社会用能激增的同时,其发电侧的平稳运行也备受考验。全球减碳趋势下,光伏发电装机总量不断攀升,组件高温耐受性关乎新型电力系统安全稳定,光伏组件企业的应对措施成为时下关注的热点议题。
不能小看的“热伤害”
以我国为例,今年出现了首次区域性高温天气过程,范围广、持续时间长、极端性强、影响大。
根据国家气候中心的监测,今年6月全球平均气温较常年偏高约0.4摄氏度,为1979年以来最高。
全球范围内,由气候变暖引发的全球性高温导致了热射病的多发。高温对人类的伤害尚且如此,对于光伏组件的影响又有几何?
隆基绿能科技股份有限公司(以下简称“隆基”)产品管理中心总监李梦媛博士表示:“在气温20摄氏度时,组件正常工作温度在45摄氏度左右;极端高温条件下,组件温度可高达85摄氏度,其内部电池的工作温度可能更高。”
值得关注的是,在一些极端高温天气下,组件工作温度可能会超过该最高温度,且随着气候变暖导致极端气候愈加频发,组件在户外的实际耐高温性能需要行业越加重视。
李梦媛强调,持续高温会使光伏组件输出功率下降,降低组件甚至系统的发电性能;同时,组件可靠性风险增大,例如发生热斑时,热斑温度过高导致组件烧毁引发火灾;另外,高温会加速组件有机封装材料及零部件的老化过程,导致功率衰减过大,进而影响组件的全生命周期寿命。
扩展到发电系统范畴,例如逆变器等电气设备内部电子元件多,高温环境下会触发自身报警、故障等,轻者缩短使用寿命,重者停机或烧毁,影响关键发电设备的可靠性和可用性,以及电站发电量和项目收益。高温对绝缘材料的性能、寿命都有直接的负面影响。过高的工作温度会导致绝缘性能下降等问题,严重的会引起短路爆炸或火灾。
李梦媛表示:“总体来看,不管是组件还是整个光伏系统,在持续高温下运行容易导致故障频率提升,给新型电力系统下电网的安全性与可靠性带来巨大挑战。”
材料导入管控+加严测试双保险
对于极端天气的预判,组件企业早已成竹在胸。TOP组件厂商首先在原材料导入环节通过领先行业的加严测试标准进行严格测试选材。
隆基首创将热逃逸测试纳入接线盒导入必测项目,并固化至公司材料技术标准中,进一步降低热斑移除后出现的二极管失效、接线盒烧坏风险。隆基将其称之为对热斑“后时代”的管控。其次,加严组件环境可靠性测试,保证组件在极端环境下的高效可靠运行。
据了解,在诸多环境可靠性测试中,热循环测试是组件耐高温考验的测试环节之一,此外还有干热试验、材料蠕变试验、旁路二极管热性能试验、热斑试验等。
李梦媛介绍,通过一些加严热环境测试序列,确保组件在极端高温天气的“炙烤”中安全可靠运行。
据了解,隆基Hi-MO5组件全系列产品除了通过基础测试外,也通过了基于IEC62892(扩展热循环试验程序)标准的加严热循环测试,同时获得了全球首张IEC62892证书。此外,隆基的高效组件产品还成功通过了IEC TS 63126:2020(高温运行用光伏组件、零件和材料的鉴定指南)系列测试。这两项测试的顺利通过,验证了隆基组件在极端高温环境下具备极高的可靠性和稳定性。
DEKRA德凯太阳能服务机构总经理柏成立表示,IEC62892加严热循环测试以全新的认证理念来对目前新技术光伏组件产品的电流传输可靠性进行综合化评估,通过DEKRA的测试结果显示,在这样一个严苛条件下的温度循环测试,隆基产品的可靠性表现相当优异。
SGS(通标)可再生能源产品线总监周全表示,IEC TS 63126:2020测试顺利通过权威机构SGS认证,不仅验证了隆基组件在110摄氏度的极端高温环境下具备极高的可靠性和稳定性,同时也彰显了隆基一流的产品研发、制造及质量管控能力。
据了解,截至7月Hi-MO5组件已在全球出货突破30吉瓦。
原标题: 高温炙烤 光伏组件“伤不起”