極端低溫天氣如何影響光伏組件性能?
1月23日08時至25日20時,寒潮已開始影響我國,多地氣溫明顯下降,并伴有4~6級北風(fēng),天寒地凍。我國最北邊的漠河、根河氣溫已經(jīng)跌到-35℃左右,呼倫貝爾已降至-47.5℃,堪稱名副其實的“冰窖”,哈爾濱室外溫度已經(jīng)降到零下30多攝氏度。寧夏、青海、甘肅、新疆地區(qū)溫度普遍在-30℃甚至更低,華北平原最低氣溫為-13~-20℃、黃淮將降至-9~-18℃、長江中下游地區(qū)將降至-8~-14℃、華南中北部將降至0~-4℃。北京1月23日早晨將降至-16℃到-17℃,是近30年來1月份的最低氣溫(-17℃)。如此低溫下,光伏人或許已經(jīng)提前放假,但戶外的光伏組件,該如何度過?
圖1:2016年1月22-24日全國低溫排行榜
圖2:2016年1月22-24全國低溫分布區(qū)域:深藍(lán)<-50C,藍(lán)<-40C,淺藍(lán)<-30C
1.低溫對光伏組件的影響
行業(yè)普遍關(guān)心的是高溫會影響光伏組件的發(fā)電輸出,但低溫對光伏組件有何影響,業(yè)內(nèi)人員可能知道得不多。光伏組件的材料中,像玻璃、鋁邊框、電池片等無機(jī)材料,一般來講對溫度的依賴性較小,最怕的或許是低溫冰雹對玻璃的撞擊;組件材料中的封裝材料、背板、接線盒等有機(jī)材料,往往是最怕極高或極低的溫度的。有機(jī)材料對低溫的依賴性,需要從其基本特性-脆化溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度說起。
2.什么是脆化溫度?
塑料的耐寒性用脆化溫度表示,所有塑料都會隨著溫度降低變得愈來愈硬而脆,這是由于聚合物分子鏈的活動性變得愈來愈小之故,脆化溫度是指塑料在沖擊載荷作用下變?yōu)榇嘈云茐牡臏囟?,一般是把在?guī)定沖擊條件下有50%試樣產(chǎn)生脆性破壞的溫度確定為脆化溫度,用符號Tb表示。脆化溫度是塑料材料能夠正常使用的溫度下限,低于脆化溫度,塑料失去了柔韌性,性脆易折,無法正常使用。一般來說,VA含量在28%左右的EVA脆化溫度為-70℃。
3.什么是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度?
對于聚合物來說是非晶聚合物的玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。其分子運(yùn)動本質(zhì)是鏈段運(yùn)動發(fā)生“凍結(jié)”與“自由”的轉(zhuǎn)變。發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度稱為玻璃化溫度,以Tg表示,是高聚物的特征溫度。它是非晶態(tài)熱塑性塑料使用溫度的上限,是橡膠使用溫度的下限。
玻璃化轉(zhuǎn)變對聚合物性能尤其是力學(xué)性能變化很大,非晶聚合物的模量可產(chǎn)生3~4個數(shù)量級的變化。一般來說,VA含量在28%左右的EVA,低于-24℃開始出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變,通常認(rèn)為EVA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-34℃。
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