采用雙面玻璃電池板提高了可靠性——笠間市光伏電站

    鋰電世界  位于茨城縣中部的笠間市，有一座采用了雙面玻璃太陽能電池板的500kW光伏電站。電池板是中國天合光能制造的。

    發電站從開發到EPC（設計、采購、施工）服務和O&M（運營、維護），均由經營光伏發電設備的富士科技公司（千葉縣匝瑳市：以下稱富士科技）一手負責。發電運營商為美國大型IT企業的日本公司前高管設立的SPC（特殊目的公司）。

    削減了雙面玻璃電池板的成本使之得以采用

    笠間市的項目提高了太陽能電池板側的可靠性，削減了O&M成本。這主要得益于采用了雙面玻璃太陽能電池板。
 
    通過采用以兩張玻璃夾入的密封構造，將以往的太陽能電池板常用的樹脂背板換成了玻璃。用無機材料取代時間久了會劣化的有機材料，提高了長期可靠性。

    除了可靠性外，富士科技還提到了天合光能制造的雙面玻璃產品的另一個優點——沒有鋁框架。這樣落在電池板上的塵土容易滑落，能降低發電損失，有助于削減O&M成本。

    以往的太陽能電池板如果以一定程度以上的角度設置，電池板表面上落下的塵土也會被雨水沖刷掉，不會影響發電量。

    但鋁框架會擋住塵土滑落，電池板底部經常會有土結成塊。土塊擴展到電池單元（發電元件）上時，可能就會造成發電損失，因此需要將其除去。

    但雙面玻璃太陽能電池板由于是采用成本比樹脂背板高的玻璃封裝，因此有導入費用會升高的缺點。

    天合光能在大型廠商中率先開始量產，將價格降到了比較現實的水平。雖然售價未公開，但天合光能日本公司稱：“控制在了購買相同容量的電池板時，比以往采用樹脂背板的電池板每W只高出2～3日元的水平”。

    把成本降到這個水平，再加上劣化率降低等帶來的發電量增加和O&M費用的削減等效果，投資效率有望提高，因此決定采用。

    雙面玻璃電池板特有的設置方法

    設置時因是雙面玻璃電池板而費了不少勁。其重量約為28kg，比樹脂背板產品要重10kg左右，而且接觸的部分全部是玻璃，容易破碎。萬一電池板掉落砸到人，可能會造成重傷。

    設置一張電池板費了以往的樹脂背板產品約1.7倍的時間，謹慎施工。

    施工人員搬運電池板時與樹脂背板產品一樣，也是兩人一組。但搬運方法變了。

    以往的電池板是用雙手抬住左右的角搬運，而雙面玻璃電池板使用了帶吸盤的搬運工具。吸附力很強，又重又大的玻璃也能穩定搬運。

    在架臺上固定電池板的方法也變了。以往的電池板是將鋁框架放在架臺的導軌上，再用五金件壓在上面，在不損傷玻璃的情況下固定在架臺上。

    雙面玻璃電池板由于外側全部為玻璃所覆蓋，為避免碎裂，不能使用這種方法。因此沒有在架臺的導軌上設置玻璃，而是采用可保護和固定玻璃的部件“夾板”來固定。

    富士科技在每張電池板的底部和上部各三處設置了夾住雙面玻璃電池板正反兩面固定的夾板，合計配置了6處夾板。

    采用夾板將電池板懸浮在架臺導軌上固定。考慮到20年的可靠性以及設置效率和操作性的平衡，決定采用這樣的形狀和夾板數量。

    另外，使架臺導軌與電池板保持最佳距離，不會妨礙泥沙從電池板上滑落。

    在架臺上固定電池板的作業不能像以前那樣將鋁框架設置在架臺導軌上，然后滑動來確定位置。因為這樣玻璃會碎裂。

    因此，采用了將雙面玻璃電池板放在設置位置的夾板上之后，利用夾板輕輕夾住來調整位置，然后再固定的方法。

    連接相鄰電池板的串聯連接作業也變了。

    以往的電池板可以將多余出來的布線收納在鋁框架內側。而雙面玻璃電池板因沒有鋁框架，因此利用了架臺導軌的上方等使多余的布線不垂落。

    采用以上方法設置了2304張雙面玻璃太陽能電池板，施工過程中的破損數量控制在了幾張以內。施工時非常慎重，最初一張也沒有碎裂，反而是在已經上手之后因為大意等原因出現了幾張碎裂的情況。這是今后需要解決的課題。

    發電站內還有空地，預定在計劃并網的2015年秋季之前再增設約200kW的電池板。

    利用1000V的光伏逆變器提高效率

    光伏逆變器（PCS）采用東芝三菱電機產業系統（TMEIC）的產品，設置了輸出功率為630kW，支持1000V電壓的機型。

    構成組串（串聯太陽能電池板的單位）的電池板數量增加到了24張，電池板到PCS的直流電路設計由1000V構成。

    與普通的600V系統相比，不但能減少接線盒的數量，縮短連接線的總長度，還可以削減供電中的電力損失。