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為解決行業(yè)熱點問題，提供阿特斯解決之道。近日阿特斯成功舉辦《高功率組件全場景應用之高原光伏電站》線上直播活動，和大家共同交流和探討了高原光伏場景下的組件設計和可靠性驗證、系統(tǒng)設計以及組件選型推薦。

青藏高原，被譽為地球上除了南極和北極之外的“第三極”，日照強烈，是光伏新能源發(fā)電的理想之地。據(jù)統(tǒng)計，青藏高原年總輻射量超過1800kWh/㎡，部分地區(qū)甚至超過2000kWh/㎡。具有豐富光資源和巨大地理空間的青藏高原，在國家雙碳目標的深入推進下，具有無限廣闊的光伏發(fā)展?jié)摿Α?/p>

然而，高原地區(qū)嚴苛的環(huán)境特點，如高寒、高紫外、高雪載、低空氣密度等，也對光伏組件的長期運行帶來更多新的挑戰(zhàn)。阿特斯作為一家在光伏組件領域耕耘了22年的老字號頭部企業(yè)，積累了豐富的組件可靠性保障和系統(tǒng)設計經驗。

(資料圖片)

一、高原光伏場景下組件設計和可靠性驗證

1、高寒

隨著高原地區(qū)海拔升高，環(huán)境溫度會明顯降低。隨著環(huán)境溫度降低，組件玻璃熱膨脹系數(shù)減小，更加容易斷裂或爆裂，加之高原地區(qū)冰雹頻率更高，低溫下玻璃的抗沖擊性能也面臨更大挑戰(zhàn);另外，低溫還會導致組件接線盒、連接器和膠膜等高分子材料分子鏈柔性降低，從而降低材料的抗沖擊性能或組件的載荷性能。

針對高原地區(qū)高寒的環(huán)境特點，阿特斯對于組件關鍵原材料如玻璃、接線盒、連接器、膠膜等做了一系列優(yōu)化設計和嚴苛的可靠性驗證：

(1)玻璃

阿特斯在玻璃來料工序執(zhí)行十分嚴苛的四點彎測試，四點彎強度達到140MPa，確保組件玻璃材料具備可靠的載荷承載能力。此外，阿特斯參照IEC TS 62782:2016標準對組件執(zhí)行加嚴的零下40℃靜載+動載的低溫載荷序列測試，表明阿特斯高功率組件具備優(yōu)異的低溫載荷性能表現(xiàn)。

此外，高原地區(qū)冰雹天氣較頻繁，典型的如青藏高原，年均冰雹日數(shù)甚至超過十天。更高的冰雹頻率，更低的環(huán)境溫度，也對組件玻璃的抗沖擊性能帶來更高的挑戰(zhàn)。阿特斯高功率組件除了通過常規(guī)的25mm直徑，23m/s速度的冰雹測試之外，還會執(zhí)行加嚴零下20℃低溫冰雹測試以及冰雹序列測試等，充分保障組件低溫環(huán)境下的抗冰雹沖擊性能。

(2)接線盒/連接器

阿特斯自產連接器和接線盒，采用高強度聚苯醚+聚苯乙烯材料，具備十分優(yōu)異的耐低溫性能。同時，阿特斯連接器和接線盒也均通過了基于UL1703標準的低溫沖擊試驗，低溫條件下的抗沖擊性能表現(xiàn)優(yōu)異。

(3)膠膜

當溫度低于膠膜玻璃化溫度時，膠膜材料會逐漸呈現(xiàn)剛性，對電池片的保護能力大幅降低，在外界應力下易造成電池片隱裂。阿特斯雙面組件采用二代POE膠膜，兼具傳統(tǒng)POE低玻璃化溫度和EVA高粘附性的優(yōu)點，有效應對高原高寒挑戰(zhàn)。經3～10倍加嚴IEC標準的可靠性測試之后，EVA+二代POE膠膜搭配的組件在TC、HF、SML+DML+TC+HF等測試后都表現(xiàn)優(yōu)異，功率衰減遠低于阿特斯內控3%標準。

2、高紫外

高原地區(qū)由于海拔高，空氣稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用較弱，所以紫外線強度明顯升高。由于紫外線能量較高，更容易造成高分子材料分子鏈斷裂或交聯(lián)，從而加速材料老化。

阿特斯組件原材料如膠膜、接線盒、導線等高分子材料通過最高紫外800kWh/㎡以上的測試，遠高于現(xiàn)有標準紫外測試劑量。另外，阿特斯聯(lián)合華能、CPVT(國家太陽能光伏產品質量檢驗檢測中心)共同制定的IEC 63209-3標準已正式提交至國際標準委員會，國內同等標準同步編制。該標準在紫外測試的同時疊加其他老化因子，如TC熱循環(huán)、HF濕凍等，更加貼近真實組件戶外使用環(huán)境。

3、高雪載

高原地區(qū)積雪分布廣泛且持續(xù)時間長。由于大多數(shù)組件都以傾斜角度安裝，積雪由于重力作用會沿著組件表面下滑，堆積在組件底端，對整個組件產生不均勻載荷作用，容易導致組件局部壓力過大，甚至出現(xiàn)邊框彎折或斷裂、玻璃破碎等失效情況。

針對這一現(xiàn)實情況，阿特斯高功率組件基于IEC 62938標準進行嚴苛的不均勻雪載測試，臨界雪載荷值最高可達7200Pa，按照平均雪密度0.25g/cm3計算，相當于2.9米厚度的積雪積壓在組件表面產生的壓力。充分證明阿特斯高功率組件具備優(yōu)異的抗雪載荷能力。

4、低空氣密度

隨著海拔升高，空氣壓力和空氣密度降低，帶電粒子的平均自由程增加，電子單元行程內的碰撞次數(shù)減少，但每次碰撞前積累的能量增加，空氣分子中電離的可能性增大。因此，隨著海拔升高，電氣設備的空氣絕緣強度會降低。這就意味著在高海拔地區(qū)應用的組件產品需要評估更高脈沖電壓下的可靠性，以驗證光伏組件電氣間隙和固體絕緣的能力。

知名第三方技術服務機構CGC鑒衡認證中心對阿特斯高功率組件進行了30kV的極高脈沖電壓測試，阿特斯組件以優(yōu)異的表現(xiàn)順利通過。根據(jù)即將正式發(fā)布的IEC 61730新標中“電氣間隙脈沖電壓對應海拔高度規(guī)范”的要求，理論上阿特斯高功率組件可滿足5000～6000米海拔高度地區(qū)的絕緣性能要求。

二、高原光伏場景下組件選型推薦

以西藏昌都項目地為例，電站容量240MW(直流)，綜合對比分析阿特斯五款組件產品(182++為矩形硅片組件)：

得益于N型組件更高效率和雙面率、更低衰減以及更優(yōu)的溫度系數(shù)帶來的發(fā)電量增益，以及210系列組件更高的單片功率和更低的系統(tǒng)電壓優(yōu)勢帶來的BOS成本節(jié)省，該項目下，選用210 N型690W組件的資本金收益率以及度電成本優(yōu)勢最明顯，其次依次是182++N型600W、182 N型570W、210 P型660W和182 P型545W。

自2001成立以來，阿特斯致力于光伏系統(tǒng)性能的持續(xù)深入研究，并在全球多個地區(qū)建設了實證光伏電站。阿特斯技術團隊在雙面組件系統(tǒng)設計優(yōu)化、組串長度優(yōu)化、高載荷設計方案等方面為客戶提供增值服務。針對高原地區(qū)下的系統(tǒng)設計及優(yōu)化，如果您有相關需求，歡迎聯(lián)系阿特斯銷售或技術人員。

廣袤無垠的高原地區(qū)，既是環(huán)境嚴苛的“第三極”，也將會是光伏產業(yè)前無來者的新寶地。在這片高原上的大膽實踐，將為我們開辟一片光伏發(fā)展的新藍海，期待在未來能夠見證更多關于高原光伏的突破和成就，為光伏產業(yè)發(fā)展注入新動力!