中國儲能網(wǎng)訊:在一帶一路的推動下，新疆的新能源發(fā)展也成為行業(yè)關(guān)注的焦點。無論是風(fēng)能還是太陽能，新疆的新能源有著得天獨厚的自然饋贈。姑且不考慮棄風(fēng)棄光的影響，不考慮當?shù)厥茉窗l(fā)電的成本，但從新能源的利用和光伏電站投資的角度，作為一個光伏人，忍不住想：什么樣的組件是最適合新疆地區(qū)使用的呢？
1.神奇的新疆，多樣的氣候類型
新疆位居大陸中心，四周遠離海洋，被高原高山環(huán)繞，屬溫帶極端大陸性氣候，冬季漫長嚴寒，夏季炎熱干燥，春秋季短促而變化劇烈。全疆南北地跨緯度約15度，地形高差大，南、北疆有暖、寒、溫帶之分，而東西部有明顯的干濕之別，同一地區(qū)因地形高差而具有鮮明的垂直氣候特征，造成了新疆東西南北、山上山下自然景觀的不同。新疆在干旱氣候影響下，成為中國最干、最熱、最冷、風(fēng)沙最大、溫差最大的地方之一，諸如“火州”吐魯番的最熱、東疆和南疆塔里木盆地的干旱、富蘊之寒、阿拉山口的風(fēng)沙等，。而聳立在新疆大地上的巨大山脈，眾多壯闊的冰川雪嶺、幽靜的森林山泉，優(yōu)美的夏牧場，夏季氣候條件別具特點，是極好的避暑勝地。冬季北疆嚴寒多雪，銀裝素裹。
新疆是溫帶大陸性氣候，其氣候特點是晝夜溫差大，屬典型的大陸性干旱氣候，南疆干旱，少雨，年降水量僅20-100毫米，而北疆卻達100-500毫米。年平均氣溫南疆平原10C－13C，北疆平原低于10C。極端最高氣溫吐魯番曾達48.9C，極端最低氣溫富蘊縣境可可托海曾達－51．5C。南疆平原無霜期200－220天，北疆平原大多不到150天。
所以，新疆氣候的幾個特點:干燥、冬冷、夏熱、氣溫日差大、東西南北、同一地區(qū)的不同海拔都各不相同，還伴隨著暴風(fēng)、暴雪、風(fēng)沙、冰雹。
2.新疆的光照資源
新疆位于我國西部，具有豐富的太陽能光熱資源。新疆太陽年總輻射量達5000～6400MJ/m2，居全國前列。新疆東南部在6000MJ/m2以上，西北部在5800MJ/m2以下。北疆地區(qū)太陽總輻射量為5200～5600MJ/m2，其中伊犁河谷、博爾塔拉谷地、塔城盆地、額爾齊斯河谷的總輻射量約5400MJ/m2；準噶爾盆地中部太陽總輻射量在5200MJ/m2以下，是新疆平原地區(qū)太陽總輻射量最少的地區(qū)。
哈密屬于新疆的重點風(fēng)能、太陽能開發(fā)地區(qū)。太陽能資源較豐富，開發(fā)利用潛力大。哈密太陽輻射監(jiān)測站資料顯示（圖7），哈密地區(qū)年平均太陽能輻射總量6393MJ/m2。
3.對組件的性能要求
對于如此惡劣的氣候條件，光照資源卻又是如此豐富。加上沒有環(huán)境污染，組件實際能接受到的光資源遠遠高于其它內(nèi)地城市。所以，選擇合適性能的組件對于該地區(qū)的光伏電站投資有很大的意義。
a.針對氣候干燥的特點，組件需要抗裂抗干燥
這一性能似乎還沒有哪個指標來衡量，不知道IEC標準是否會對此做新的要求，不過好像還沒有聽說過組件會干裂。
b.良好的耐低溫性能
由于新疆地區(qū)極端最低溫度會達零下50C左右，IEC標準測試中冷熱循環(huán)也只是-40C左右。這一點的關(guān)鍵支持在于組件的封裝材料如EVA和背板都是塑料材料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度基本都在零下40C以上，如果環(huán)境溫度真到零下50C，EVA材料可能已經(jīng)完全失去彈性，變脆，而由熱漲冷縮導(dǎo)致的形變就可能使EVA材料開裂，是電池片發(fā)生裂片，這對于組件的壽命可能是致命的。目前或許新型的硅膠封裝材料可以解決這一個問題，但硅膠封裝的組件并不多見。所以常用的EVA封裝組件是否能經(jīng)受零下50C的考驗，還需要更多的實證數(shù)據(jù)。
c.更低的溫度系數(shù)
由于日照強，干燥，部分地區(qū)甚至是“火焰山”，在白天組件的溫度可能會很高。而組件的溫度系數(shù)如果高的話，組件的發(fā)電效率會嚴重降低。在比較炎熱的地區(qū)是否適合建光伏電站，或者建光伏電站時如何選擇溫度系數(shù)低的組件就成了電站設(shè)計的要點之一。
d.更強的抗機械載荷
由于新疆地區(qū)會有雪災(zāi)和暴風(fēng)的影響，組件的機械載荷性能可能會要求更高，不僅是靜態(tài)的機械載荷（耐雪壓要求），動態(tài)機械載荷也是很關(guān)鍵的性能（風(fēng)壓）。選擇組件的時候還要考慮在低溫狀態(tài)下的機械載荷性能，因為低溫時EVA的彈性已經(jīng)消失殆盡，此時的耐雪壓和耐風(fēng)壓測試才是真正的考驗。而常規(guī)的機械在和測試和風(fēng)壓測試都是在常溫下進行的，這不符合新疆的實際使用環(huán)境要求。由此還帶來對測試標準的重新定義，對測試設(shè)備的開發(fā)和改造，或許可以成為一個研究課題，不是一兩句話可以說清楚。
e.更好的抗沖擊性能
組件的抗機械撞擊有專門的冰雹撞擊試驗。在新疆地區(qū)，外界的沖擊不僅僅來自冰雹，還有飛沙走石。在其它地區(qū)無法想象的風(fēng)速下，大直徑的砂石產(chǎn)生的沖擊力或許就像在陣列中開炮一般。IEC標準中有不同級別的抗沖擊試驗，即以不同直徑的冰雹在不同的速度下撞擊組件表面來模擬自然環(huán)境。所以組件選型時必須考慮冰雹撞擊的試驗等級。（本文由光伏測試網(wǎng)www.testpv.com獨家發(fā)布，歡迎關(guān)注中國光伏測試論壇-雙玻組件及封裝材料專題研討會）
f.組件玻璃表面的抗劃傷性能
這一要求主要也是考慮到狂風(fēng)下的飛沙走石。不少組件都是采用鍍膜玻璃以提高組件的輸出功率。但在新疆地區(qū)，玻璃表面的鍍膜是否會很容易被劃傷、破壞，一旦被破壞之后，組件的標稱功率就會降低2-3%，這對于投資回報率是個考驗。電站設(shè)計組件選型時必須考慮到這一點。
g.更好的接線盒
接線盒是塑料材料，在低溫下會表現(xiàn)出脆性，此時不僅是熱漲冷縮和受冷脆裂，還要考慮到在低溫時彈性差的情況下，其抗沖擊能力也會大大降低。此時的飛沙走石對接線盒產(chǎn)生的沖擊力會不會導(dǎo)致接線盒裂開，希望有更多的實證數(shù)據(jù)來說明。
h.組件的背面結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的組件，都是玻璃加背板結(jié)構(gòu)。在組件安裝時，組件都是朝南的，因而也就把最薄弱的背面留給了西北風(fēng)。背板會直接面對來自西伯利亞的寒風(fēng)和由于北風(fēng)被吹起的砂石。此時背板的耐低溫性能和組件背面的抗沖擊性能將受到嚴重的考驗。前面所說的組件抗沖擊性能-冰雹試驗都是從正面撞擊，而實際安裝的組件，其背面要承受來自西伯利亞的寒風(fēng)及其吹起的砂石撞擊時，組件背面將成為金鐘罩鐵布衫的命門所在。
i.組件的轉(zhuǎn)換效率
正因為新疆地區(qū)有這極好的光照資源，采用更高轉(zhuǎn)化效率的組件其發(fā)電效能才有協(xié)同倍數(shù)的增加。這對于度電成本來講有更重要的意義。
4.組件選型的建議
新疆復(fù)雜多樣的氣候條件決定了選擇組件時不僅是要考慮新疆的因素，還要考慮到新疆不同地區(qū)的氣候特點，因地制宜的選擇合適的產(chǎn)品。作為一個光伏人，同時作為一個雙玻組件的狂熱支持者，筆者認為，新疆很多氣候條件，如極端的低溫、抗雪壓、風(fēng)沙、組件背面的機械載荷、溫度系數(shù)等等，可能比較適合于雙玻組件，特別是像比亞迪推出的有機硅膠封裝的雙玻組件。硅膠-68C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度能在新疆極端低溫下保持彈性，減少電池隱裂和碎片，硅膠的導(dǎo)熱性能、溫度系數(shù)、雙玻組件的抗機械載荷、雙面抗沖擊能力都保證了對新疆極端環(huán)境的適應(yīng)性。當然，實際的運用有待時間和實踐來檢驗。
原標題:新疆光伏電站對組件的九項要求及選型建議
