分布式光伏需要优质材料杜邦光伏解决方案 胡红杰

优质材料助力高效高可靠组件 胡红杰 博士 杜邦光伏解决方案 40多年来 我们的材料创新引领着光伏产业向前迈进，并帮助客户将太阳 能转化为可广泛应用的电力。如今，我们提供一系列解决方案， 满足您对可靠电力和持续收益的长期需求。无论您对材料的需 求是什么，您均可依赖高品质的杜邦光伏解决方案，持续不断 地为您提供所需的长期卓越性能﹑持续收益和长远价值。2 分布式光伏 高安全性 必须保障人员和财产安全 高效率 有效利用有限面积、提高电力输出 高投资回报 降低度电成本、提高投资收益 高可靠性 确保电力长期、稳定输出 系统需求 资金需求 分布式光伏需满足“四高”要求 分布式光伏“四高”要素 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 空间需求 组件需求3 系统需求 资金需求 分布式光伏需满足“四高”要求 分布式光伏“四高”要素 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 空间需求 组件需求4 2015年苹果公司亚利桑那（Arizona, mesa）工厂屋顶光伏电站失火造成严重损失 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 分布式屋顶组件火灾会引发严重的人员和财产损失！5 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 分布式屋顶组件更加需要预防火灾 • 光伏发电运营过程中火灾对建筑物内的人身和财产安全的风险，以及建筑物火灾对光伏发电 的风险，这也是国际上的电站运营商首要关注的问题。 • 截至2014年, 德国已报道75个光伏屋顶火灾事故，大都是由于电气失效和高温导致的。 * 图片源自网络6 分布式屋顶组件承受更高的温度挑战 Source: Creep in Photovoltailc Modules: Examining the Stability of Polymeric Materials and Components (2010) 35 th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC ’10) Honolulu David C. Miller, Michael Krempe, Stephen Glick and Sarah Kurtz Viridian Solar – January 2014 屋顶集成(BIPV) 屋顶附着(BAPV) 平面屋顶 +15 º C +15 º C 地面安装 环境温度 +10 º C 屋顶组件工作环境温度高，容易加速材料老化 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.7 杜邦 ™ 特能 ® PVF薄膜获得美国FAA和欧盟EASA认证，广泛应 用于商用飞机等高防火阻燃安全要求的场合 MD-83 Closet/Cart Stowage BOEING 737/ALL SERIES Windscreen Stowage MD-83 G-3 Galley Continental 737 Class Divider Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.8 系统需求 资金需求 分布式光伏需满足“四高”要求 分布式光伏“四高”要素 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 空间需求 组件需求9 杜邦™Solamet®高效电池浆料带给光伏行业的贡献 10 杜邦™Solamet®正银浆料引领行业效率革新 展望未来: Standard p-type PV16x High efficiency LDE, PV17x High efficiency enhanced LDE, PV18x Higher efficiency, PV19x High efficiency improved fine line, PV18x Solamet® PV20系列11 系统需求 资金需求 分布式光伏需满足“四高”要求 分布式光伏“四高”要素 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 空间需求 组件需求12 Ø 杜邦自2011年来在全球范围内开展了广泛的 光伏电站实证研究； Ø 迄今已检测和分析了超过200个光伏电站、约 450MW及1900万块光伏组件，涵盖0-30年的 电站使用时间和数十家组件制造商的产品。 实证统计：屋顶电站背板失效率显著高于地面电站 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.13 高温下长期 安全运行 轻量化，易安装 屋顶组件应用环境要求苛刻 背面紫外反射 紫外曝晒 高效 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.14 • 温度低 – 材料硬化、脆化 • 温差大 – 冷热循环应力 • 风大 – 动态机械载荷 • 雪大– 静态机械载荷 全国最低温预报图 全国有效风功率密度分布图 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 寒冷地区的特殊户外老化应力15 • 2011年安装，户外运行4年 • PVDF背板外层PVDF薄膜发生开裂和剥落 • PVDF薄膜开裂方向为纵向 • 4个系统中PVDF背板发生该失效比例为21%~85% 户外失效案例: PVDF薄膜背板开裂 背板外层 PVDF薄膜 纵向开裂 背板外层 PVDF薄膜 脱层完全剥落 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.16 PVDF薄膜低温下脆化，Tedlar® PVF 薄膜表现良好 样品在设定温度下测试断裂伸长率。即使在第一阶低温下，所有PVDF 薄 膜横向断裂伸长率都 5%，极易导致背板开裂失效 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 杜邦 TM 特能 ® PVF薄膜是唯一具有25年以上实绩验证的背板材料 1718 分布式光伏运维不便，更需选材可靠 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. • 分布式光伏运维难度大 ̶ 规模小、地形复杂多样、分散、且大小不一，不便进行规模化集中运维； ̶ 大多缺乏专业人员定期巡视、清洗和及时维护； • 运维过程中更换组件将大幅增加系统度电成本 ̶ 以屋顶项目为例，更换6%的组件相当于年均增加1%的功率衰减； • 选择高可靠材料，打造高质量组件，减少运维麻烦。 * 图片来源：PV-info19 光伏系统长期可靠运行还需要可靠的屋顶！ • 分布式光伏系统多安装于工业厂房、大型公共建筑等屋顶，主要使用金属屋面系统。金 属屋面在使用中持续经受着日照辐射，酸雨、雾霾、风沙、盐雾等污染物的腐蚀。 • 金属屋面一旦损坏，将带来高昂的屋顶维修及组件更换成本，并严重威胁分布式光伏系 统25年的有效使用寿命。 • 分布式光伏系统的可靠运行，不仅需要高质量的组件，更依赖于屋面系统的高可靠性！ Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.20 杜邦 ™ 特能 ® 覆膜金属板拥有超过30年的实绩验证 l 日本某钢板工厂外墙（1984年） 该钢板厂于2010年对图中厂房进行扩建，并安装了同种型号的 特能 ® 覆膜钢板。从图中可以看出，新安装的钢板与经过26年使用 的钢板相比，在颜色和外观上几乎没有任何区别！ l 日本冲绳火力发电厂房（1986年） 该火力发电厂始建于1986年，位于冲绳沿海地 区，沿海盐雾和电厂内烟雾对建筑物的腐蚀非常 强烈。在经历了27年的风雨侵蚀后，由特能 ® PVF 氟碳膜保护的钢板持久如新，即使在边缘和接缝 处也没有发生锈蚀。特能 ® 薄膜自身也保持了极高 的颜色一致性，与1986年建厂时留下的样板对比 几乎没有任何色差。 l 杜邦某工厂的厂房屋顶（1983年） 该厂房屋顶包括两部分，左下方部分屋顶为1983 年安装的Tedlar ® 覆膜钢板，右上方为20世纪末安装 的其他材料的涂层钢板。图中照片拍摄于2014年， 两种材料的屋顶外观差别巨大，非Tedlar ® 覆膜的钢 板发生了严重的锈蚀。 Tedlar ® 覆膜钢板经过31年使用后，外观依然持久如 新！ Tedlar ® 覆膜钢板，安装于1983年 非 Tedlar ® 覆膜钢板，安装于20世纪末 © Pictures from Nittetsu Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.21 系统需求 资金需求 分布式光伏需满足“四高”要求 分布式光伏“四高”要素 Copyright © DuPont 2017. All rights reserved. 空间需求 组件需求22 度电成本(LCOE)是衡量综合成本的最佳标准 度电成本（LCOE）： 衡量收益更好的方式 系统总成本/ 寿命周期总发电量 = 度电成本$ /kWh 度电成本（LCOE）提供了更准确 的成本和现金流计算方式 考虑初始成本之外的成本: 从 每瓦成本$/WATT 转换为 度电成本$/kWh 只能运行10年光伏系统的度电成本（LCOE）是 持续运行25年光伏系统的度电成本（LCOE）的 两倍 小 大23 杜邦™ Solamet ® 光伏导电浆料不断帮助 电池效率提升表现卓越 基于杜邦 TM 特能 ® PVF薄膜的背板 是唯一拥 有30年以上长期户外实绩验证的背板材料 分布式光伏 – 材料是关键 TM Copyright © DuPont 2017. All rights reserved.24 ©2017杜邦公司版权所有。杜邦椭圆形标志、杜 邦™ 以及所有标注有TM或®的产品和品牌均是 杜邦公司或其关联公司的商标或注册商标。 photovoltaics.dupont.cn