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光伏电站组件背板内层材料该如何选择？

光伏电站组件背板内层材料该如何选择？

光伏电站背板作为晶硅太阳能组件的关键部分，对组件的安全性、光伏电站使用寿命和降低功率衰减起着至关重要的作用。要达到保护电池片的目的，背板需具备良好的机械强度与韧性、耐候性、绝缘、水汽阻隔、耐腐蚀和耐风沙磨损等各种平衡的性能。较近几年，在降本的压力下，光伏电站一些未经过户外实绩验证的背板材料被使用在组件上，导致使用这些背板的组件在户外工作仅几年后就开始出现大规模失效问题，使得组件厂家需要面对巨额索赔，光伏电站同时电站开发商也蒙受损失。由此可见，从源头上对背板材料把好关，对于降低组件户外失效风险具有重要意义。

光伏电站背板结构大致可分为外层(也叫空气层)，中间层和内层。每一层材料的选择和搭配都影响着背板的整体性能，目前背板外层主要使用含氟薄膜，以确保背板外层在户外综合老化应力的作用下可以使用25年以上。光伏电站而背板内层由于不直接接触户外环境应力，其重要性往往容易被忽视。而且目前市场上背板的内层材料种类较多，性能也参差不齐。如何才能正确选择背板内层材料呢?回答这一问题之前，我们有必要先了解下光伏电站背板内层材料需具备哪些性能。

光伏电站背板内层材料性能

首先，背板内层材料需要具有优异的耐候性及机械强度，如果内层材料自身都已发生老化开裂，其保护作用就无从谈起。

其次，光伏电站背板内层作为中间层PET聚酯材料的保护层之一，需要具有良好的紫外阻隔作用，以避免PET遭受紫外破坏。PET力学性能基本完全丧失(温和气候环境，组件正面每年紫外剂量为57 kWh/m2)。光伏电站 这说明PET容易发生光老化，需要背板内外层的保护。背板中间层的PET聚酯材料主要起着电气绝缘，光伏电站，化学阻隔及力学支撑作用。光伏电站如果PET发生破坏，这些功能都将丧失，因此背板内层需要将组件正面的紫外阻隔掉，以达到保护中间层PET的目的。

光伏电站的安全器件

光伏电站一般安装在荒郊野外，或者屋顶，组件必须安装在露天状态下，自然环境恶劣，不可避免会遇到天灾人祸，台风，雪灾，沙尘等自然灾害会损坏设备，老鼠等小动物咬坏设备，电缆也有可难被小偷剪断。光伏电站的安全性非常重要，不管是分布式小型电站，还是集中式大型地面电站，都具有一定的危险性，光伏电站工程，所以必须在光伏电站的设备中，都配有专门的安全器件，如熔断器和防雷器，光伏电站厂家，平时默默无闻，关键的时候挺身而出，时刻保卫电站安全。

1、光伏电站熔断器

光伏电站熔断器是根据电流**过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开的原理制成的一电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中，光伏电站作为短路和过电流保护，是应用较普遍的保护器件之一。光伏电站的熔断器分为直流熔断器和交流熔断器。

光伏电站直流侧根据光伏逆变器方案配置的不同，分别将多个组串并联汇集至直流汇流箱（集中式逆变器方案）或组串式逆变器（组串式逆变器方案）的直流母线。当若干光伏组串并联，如某组串发生短路故障，光伏电站直流母线上的其它组串的和电网将向短路点提供短路电流。如缺少相应的保护措施，将导致光伏组件、与之联接的电缆等设备烧毁。同时，可能引起设备附近的附着物的燃烧。光伏电站目前国内发生多起类似的屋顶光伏火灾事故，因此需在各组串的并联回路安装保护器件以增强光伏电站安全。

光伏电站目前直流熔断器应用于汇流箱、逆变器中，用于过电流保护。主流逆变器厂家也都将熔断器作为直流保护的基本元件。同时，熔断器厂家如Bussman、Littelfuse等也推出了光伏**直流熔断器。

随着光伏电站对直流熔断器的需求日益增多，如何正确选用直流熔断器进行有效的保护，是用户和制造厂都应认真关注的问题，选用直流熔断器时，不能简单地照搬交流熔断器的电气规格和结构尺寸，光伏电站因为两者之间有许多不同的技术规范和设计理念，关乎到能否安全可靠分断故障电流和不发生意外事故的综合考量。

1）光伏电站由于直流电流没有电流的过零点，因此在开断故障电流时，只能依靠电弧在石英砂填料强迫冷却的作用下，自行迅速熄灭进行开断，比开断交流电弧要困难许多，熔片的合理设计与焊接方式，石英砂的纯度与粒度配比、熔点高低、固化方式等因素，都决定着对直流电弧强迫熄灭的效能和作用。

2）光伏电站在相同的额定电压下，直流电弧产生的燃弧能量是交流燃弧能量的2倍以上，为了保证每一段电弧能够被限制在可控制的距离之内同时迅速熄灭，不会出现各段电弧直接串联导通酿成巨大的能量汇集，导致持续燃弧时间过长发生熔断器炸裂的事故，直流熔断器的管体一般要比交流熔断器长，否则在正常使用时看不出的尺寸差异，当故障电流出现时就会产生严重的后果。

3）光伏电站根据国际熔断器技术组织的推荐数据，直流电压每增加150V，熔断器的管体长度即应增加10mm，光伏电站工程价格，依次类推直流电压为1000V时，管体长度应为70mm。

4）光伏电站熔断器在直流回路使用时，必须考虑电感、电容能量存在所产生的复杂影响，因此时间常数L/R是不可忽略的重要参数，应根据具体线路系统的短路故障电流发生和衰减率做准确评估，不是随意选大或选小都可以。由于直流熔断器时间常数L/R大小决定着分断燃弧能量和分断时间及允通电压，光伏电站所以管体的粗细与长短必须合理而安全的选择使用。

交流熔断器：在离网逆变器的输出端，或者集中式逆变器内部电源的输入端，要设计安装交流熔断器，以防止负载过流或者短路。

2、光伏电站防雷器

光伏发电系统的主要部分都安装在露天状态下，且分布的面积较大，组件和支架都是导体，对雷电有相当大的吸引力，因此存在着受直接和间接雷击的危害。同时，光伏发电系统与相关电气设备及建筑物有着直接的连接，因此对光伏系统的雷击还会涉及相关的设备和建筑物及用电负载等。光伏电站为了避免雷击对光伏发电系统的损害，就需要设置防雷与接地系统进行防护。

雷电是一种大气中的放电现象。在云雨形成的过程中，它的某些部分积聚起正电荷，另一部分积聚起负电荷，当这些电荷积聚到一定程度时，就会产生放电现象，形成雷电。光伏电站雷电分为直击雷和感应雷。直击雷是指直接落到光伏方阵、直流配电系统、电气设备及其配线等处，以及近旁周围的雷击。直击雷的侵入途径有两条：一条是上述所说的直接对光伏方阵等放电，使大部分高能雷电流被引入到建筑物或设备、线路上；光伏电站另一条是雷电直接通过避雷针等可以直接传输雷电流入地的装置放电，使得地电位瞬时升高，一大部分雷电流通过保护接地线反串入设备、线路上。