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市场需要怎样的BIPV双玻光伏组件

国际新能源网  来源:光伏测试网  日期:2016-01-27

在中国光伏领跑者技术创新论坛-双玻组件&amP;封装材料专题研讨会上,来自TUV莱茵的周罡先生为大家重点介绍了BIPV用的双玻组件在认证、标准、测试上的国际经验和历史。本站经过精心整理,特为大家推出周罡先生的现场讲解。

周罡,一直在莱茵上海公司工作,有十多年的检测认证从经验。给大家介绍的主题是应对BIPV-光伏建筑一体化组件,在检测、认证以及标准化方面的一些挑战,以及对未来的一些展望。

我今天的演讲主要从以下四个方面给大家做一个展开。

一、现在光伏组件的认证现状。目前的光伏组件其实是涵盖了BIPV这一块的,只是BIPV有更多的具体在建筑法规上的一些要求。

二、分析欧洲对BIPV的一些不同要求,以及我们对常规组件的一些相关技术挑战。

三、莱茵50583技术草案对BIPV双玻组件的要求

四、对欧洲市场的展望,以及市场需求方面的分析。

首先给大家看一下目前常规的伏组件认证。针对不同的技术,有晶体硅IEC61215,薄膜组件IEC61646,这是对两种路线组件性能的一个标准要求。对于安全标准有IEC61730、北美的ANSI/UL1703,还有聚光太阳能电池也有国际标准。这五个国际的标准,基本上涵盖了对组件的认证要求,也是目前比较成熟的,对中国的组件厂家第一次走向世界,起到了很好的帮助作用。

常规所谓的BIPV认证,是在相关的按照ICE7625标准进行检测。在通过了测试之后,我们还有一个必要条件就是通过功能检查,光伏专家,特别是熟悉组件工厂现场工艺的一些技术专家,会进行专业的工厂检查工作。之后,包括会在常规的每年度、每季度,进行例行工厂检查,去做维护工作。

接下来对于失效分析这一块,之前我本人也在去年的一些研讨会上做过这样具体的分析。大家可以看到,从莱茵上海实验室的一些统计数据来看,在过去五年里,我们完成的只是针对形式认证这一块的测试,统计有16000个,在这些样本里我们发现有500次的失效情况,会导致认证整个程序的终止,当然整个占比比之前的五年,从2005-2010年,应该说有一个很大程度的下降,也是因为我们整个材料,包括在工艺方面有了一个很大的提升,这是很可喜的。

但是在3.3%左右的失败率主要集中在四个测试项目,其中包括湿冻循环测试、热斑耐久测试、高低温温度循环、常规的双85湿热环境测试,这是试验失败率最高的。

从上海实验室的经验,我们发现从去年底到今年初的开始,双玻组件的认证开始呈现一个井喷的情况,但是从整个规模上来说,跟常规组件来比只能说有追赶的趋势。从今年开始,我们可能收集的样本空间还不足以给大家做失效性的分析。因为到目前为止才只有几百个案例。但是在之后的研讨会上,我可以给大家做更多的在双玻组件的失效情况分析。双玻组件因为有的直接放弃使用了边框,在密封性方面是有一些差别的。

BIPV的建筑一体化组件发展的现状

根据我们前几年在欧洲市场的分析数据,看BIPV光伏一体化组件,跟地面大型电站,包括一些屋顶安装的常规组件比起来,真正算得上BIPV建筑一体化的光伏组件,在整个市场上占有率还是比较低的,应该是小于1%。相信在国内也差不多这样。

从欧洲一些不同的情况为大家做一些具体的分析。整个欧洲对于BIPV,每个国家自己有不同的定义,因此会有不同的上网电价补贴政策。另外整个欧盟建筑标准的多样性,包括对玻璃、建筑构件、防火性能来说都有不同的要求。各个相应机构、国家对性能要求上差异较大。稍候我会为大家做一些具体的分析。当然还有一些国家会存在贸易壁垒的情况。

从产品设计上来说,BIPV作为一个建筑构件,由于建筑构件的结构多样性,目前并不存在标准的BIPV产品能够满足所有的建筑要求。同时可喜的是我们在欧洲的BIPV相对标准化,走在全球的前列。包括一些国家有一些专门针对BIPV的标准草案,整个欧洲我们的5083已经有标准草案出台,已经进入了最终投票。欧洲其实在指令方面已经公布了,包括对于电子安全的指令。到2013年我们又公布了整个欧盟的建筑法规,其实它都指出了一个共同的技术方向,只是这些要求目前来看还是比较多样和复杂的。

前面给大家说过,BIPV在整个市场上还只是一个利基产品,相对比较小众,在整个欧洲目前也没有一个大家都认可的标准、导则存在。对于产品这一块,包括对系统这一块,接下来我给大家着重介绍一下。

当然作为标准肯定是目前绝大部分厂家能够达到的一个比较低的标准,这在之前常规组件的方案中大家也能够看得出。我们也预计因为它是作为一个建筑构件,长期来说,包括在欧洲,各个国家对于BIPV一些不同的附加要求,尤其是对施工和建筑行业的一些流程方面的要求,肯定是会长期存在的。

草案50583对双玻组件的和要求

首先草案对BIPV产品,就是建筑一体化的光伏组件有一个定义。最新的草案是因为欧盟发布了CPI,就是我们的建筑产品法规。这样BIPV的光伏组件必须是要满足建筑指令法规的定义,它是作为建筑材料的一部分,而且它作为建筑构件的话,一旦被移除是要被其他的建筑组件所替换的。这样我们定义是BIPV。

BIPV产品会有多个功能,我只是罗列了一部分。首先它要有足够的机械强度,以及保证建筑结构的完整性。二是要应对主要气候的影响,包括雨、雪、冰雹等一些自然灾害的影响。在雨这块,其实大家也知道对我们现有的组件标准这块也都有设计,当然在风雨这两个因素叠加的时候,目前我们的标准还没有,稍候我会给大家做具体的这方面的介绍。

作为BIPV,我们还要考虑能源的经济性,就是考虑到它在采光和隔热上的要求。当然采光和隔热有时候是相矛盾的,怎么做好这样的平衡?这也是它的一个主要功能性的要求。当然非常重要的也是在整个要求上会有很大差别的就是我们的防火测试。其余的应用在我们建筑上,包括高架的隔音板,它有一个抗噪音的能力,这也是一个比较重要的功能。

接下来给大家介绍50583的要求。它分成五大类,我个人总结主要是根据以下三个我们考核的指标去进行的区分,一是安装的角度,其中一个重要的分界点是对于0-75度,我们认为水平倾斜安装;超过75度到90度就是垂直安装。二是考虑在建筑物内是不是可以触及到光伏组件,这也是一个重要的考核指标;最后它是建筑物的一部分,还是建筑物附加的一部分,比如说雨棚、护栏这些额外的结构。

我这一面给大家展示的,当中的是标准截图。A类和B类相同点都是0-75度,也就是倾斜安装的要求,一般是用于屋顶。它的唯一区别,A类建筑物内是不能够触及到的,它跟保温材料和防水材料做成一个完整的建筑构件,包括大家看到我们的天花板就把它隔断了。B类是头顶架空的,这种应用非常好看和美观,而且满足采光的要求。当然我稍候会给大家介绍,它在安全性上会有额外的顾虑,这个是可以触及到的。

接下来我们看C类和D类,C和D类超过75度到90度,那我们就认为它是接近于垂直安装的情况,C和D的区别也在于C是我们的建筑物内不能够触及到的,D类是可以触及到的。一般应用来说D类就有点像常规的幕墙。

还有一种额外的分类是E类,就是建筑物外集成的,比如像护栏,包括遮雨棚,或者建筑物的装饰带,它在安全或者标准和性能上的要求,也会有很大的不一样。

为了帮助大家理解,我正好在网上看到了这样一个图,这个我就借过来给大家用一下,让大家更好理解。它把ABCDE做到一张图上,让大家可以很直观的看到。

接下来给大家介绍一下BIPV的要求。一是屋顶的集成以及外立面的安装。在分类的时候分别是A类,还有C类和D类,不包括B类屋顶架空的这种。B类相对比较危险一点。这一类比如说屋顶的瓦片式组件,这个TUV莱茵做得比较早了,我记得在2007、2008年其实国外的厂家也开始做这样的尝试。当然由于设计上的缺陷,也是经过了比较长的时间,最后获得了整个测试通过的情况。在瓦片结构上来说它作为一种建筑一体化,是要保证正常的对水的疏通,让水及时的排出,这是一个很高的要求。

再有要保证热量跟湿气的传导。作为一个建筑材料,我们在所有的消防,也就是防火安全是非常重要的。然后我们作为屋顶包括外立面,对整个机械载荷方面的,包括产品自重的对整个建筑物的构成也比较重要,包括跟建筑物的保温层,跟其他建筑材料相匹配的一些结构,如何进行协调。

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