復合材料助力輕量化太陽能光伏組件

  目前,TULiPPS Solar公司正在開發新的輕量化COSMOS太陽能光伏(PV)組件,該組件利用注塑成型復合材料優異的物理性能和力學性能解決了平面屋頂太陽能電池板安裝的問題。

    一家新成立的TULiPPS Solar公司(位于荷蘭Eindhoven)目前正在開發新的輕量化COSMOS太陽能光伏(PV)組件,該組件利用了注塑成型復合材料的優點來解決平面屋頂太陽能電池板安裝的問題。
  對于平面屋頂上的傳統PV組件,未達到要求的電池板高度和傾斜角度一般都需要一個單獨的鋁合金框架、支撐結構和重型壓在物,如混凝土塊,用于在大風中穩定電池板。壓載物的安裝一般比較困難和費時費錢,而且它增加了載荷,使得系統對于“輕質”平面屋頂的安全性來說顯得過重。一個可供選擇的方法是在屋頂防水層上鉆孔,用螺栓把組件和屋頂下面的結構相連接。但是勞動力成本和漏水的風險使這種方法并不可取。

  COSMOS組件解決了這些缺陷,它是TULiPPS Solar公司通過與汽車復合材料、屋頂和PV等行業內的幾家頂尖公司進行了一系列合作而取得的成果,同時得到了荷蘭Noord-Brabant省的資助。該設計的重點是一個薄玻纖PV層合板(厚度2mm),它被整體膠接到一個復合材料組件的底座上,形成了一個高強度的箱梁結構,而無需外部構架,使重量減輕了50%甚至更多(屋頂載荷<10 kg/m2)。更平面的安裝角度(5°)減少了列陣后面設備上的陰影,使幾排組件之間的間隙減小到0.3 m,而不是通常的0.6~1.5 m?!耙郧?,當單個組件的成本較高時,研發的目標是使每個組件達到佳的效率。”公司的創建人和執行董事Paul Stassen說,“現在組件的成本更低了,而系統平衡成本仍相對較高,因此研發的重點是大程度地增加每個屋頂上的組件數量?!彪m然對于能量的產生,更平的角度被認為是“更低效”的,但是每個單位面積可以安裝更多組件的事實,卻能使每瓦能量的成本降低,且投資回報期更短。
  重量較輕的無框架組件更容易運載,并且能很快地和一個認可的屋頂固定系統連接。該系統不使用緊固件,不會穿透屋頂防水層,而且不會留下邊緣或角落積聚污垢灰塵或者促使藻類生長。支撐系統采用了一種非傳導的長纖維熱塑性(LFT)聚丙烯(PP)復合材料進行制造,能提供在非常低的重量下的高彎曲強度,并且不需要電接地。
  初步的阻燃試驗顯示了該材料能滿足保險公司實驗室(Underwriters Laboratories)當前和未來對安裝在屋頂上的聚合物零部件的要求。因為TULiPPS Solar公司計劃將它的設備質保期設定為25年,所以材料是針對長期耐候性和紫外線穩定性而制備的。加速老化試驗顯示了這些復合材料能保持良好的物理性能和力學性能。TULiPPS Solar公司已申請了數個,目前正在制造300個原型組件用于客戶試驗,并計劃明年走向商業化。