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,天寒地凍。我國最北邊的漠河、根河氣溫已經跌到-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降到零下30多攝氏度。寧夏、青海、甘肅、新疆地區溫度普遍在-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全國低溫分布區域:深藍<-50C,藍<-40C,淺藍<-30C
1.低溫對光伏組件的影響
行業普遍關心的是高溫會影響光伏組件的發電輸出,但低溫對光伏組件有何影響,業內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、接線盒等有機材料,往往是最怕極高或極低的溫度的。有機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為脆性破壞的溫度,一般是把在規定沖擊條件下有50%試樣產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℃。
3.什么是玻璃化轉變溫度?
對于聚合物來說是非晶聚合物的玻璃態與高彈態之間的轉變。其分子運動本質是鏈段運動發生“凍結”與“自由”的轉變。發生玻璃化轉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。
玻璃化轉變對聚合物性能尤其是力學性能變化很大,非晶聚合物的模量可產生3~4個數量級的變化。一般來說,VA含量在28%左右的EVA,低于-24℃開始出現玻璃化轉變,通常認為EVA的玻璃化轉變溫度為-34℃。
責任編輯:蔣桂云
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