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在環境監管日趨嚴格，環保理念日漸深入人心后，環境友好型的產品無疑更能獲得市場的追捧。2017年第一季度，國內外幾大光伏組件背板材料生產商紛紛通過以技術創新、新品展示、戰略合作等方式解密各自在材料環保方面取得的成果，以“環境友好”為名義的組件背板材料爭奪暗戰在中國這個最大最具特色的光伏市場硝煙四起。
所謂外行看熱鬧，內行看門道，究竟哪種背板材料更加對環境友好？蛋糕就那么大，孰優孰劣市場會給出自己的選擇。
百家爭鳴的光伏背板市場
日前，美國市場調研機構GTM Research預測，2017年全球新增太陽能裝機量將超85GW。如果以1GW需要600萬平方米背板測算，今年約有100億元人民幣的市場規模，巨大的市場吸引了一大批企業“扎身其中”。
目前市場上主流光伏背板的技術路線包括復膜型與涂覆型，復膜型材料分為含氟和非氟背板，含氟背板以基于杜邦 Tedlar PVF薄膜為主流，其主要結構為雙面Tedlar PVF薄膜背板（即TPT，Tedlar /PET/Tedlar ）；其它含氟背板還有基于PVDF膜和FEVE涂料。
非氟材料背板包括基于PET聚酯薄膜或PA聚酰胺（俗稱尼龍）的背板。其中PA背板典型結構為三層PA聚酰胺或PA聚酰胺/PP聚丙烯/粘接層。
減少失效組件，將環保滲透到實際應用中
相關數據顯示，目前含氟背板占據70%以上市場份額，然而市占比背后，多重勢力在博弈。
由于業內外對“平價上網”的呼聲日盛，光伏行業降本增效需求陡增，不少組件生產商開始嘗試新的封裝材料，以進一步降低成本，這也為新進入者提供了機會。隨之而來的是大量未經長期戶外實際驗證的原材料被引入光伏電站，這類新產品稱為環境保護而來，卻很有可能因可靠性問題，在未來十年使光伏電站產生數量眾多的報廢組件。
背板是組成整個光伏組件里很小的一個部件。從能耗來看，氟膜只占整個組件生產過程不到1.5%的能耗。但背板失效卻有可能導致整個組件失效報廢，其對環境產生的影響遠大于背板本身對環境的影響。
“舉例來說，只能使用10年的組件和能長期使用超過30年的組件，對環境造成的影響有著顯著差別。可靠耐久的背板材料更能保證組件的使用壽命，減少組件提前失效帶來的廢棄物數量，更具有環境友好性。因此，討論環保議題的前提是保障組件的長期可靠性。”一位背板生產商如是說。
從2016年開始，PA聚酰胺背板材料在全球范圍內發生大面積開裂問題，包括歐洲、印度和中國，且這類背板的開裂失效問題正逐年遞增。比如中國西部的一個電站，組件安裝于2012年，2013年檢測時背板在顯微鏡下可見微裂紋，由于肉眼無法識別，在當時并未引起重視，然而這些組件在后續幾年便出現了如功率顯著衰減、背板黃變和開裂等嚴重失效情況，給電站投資回報帶來了嚴重影響。
優質材料有助于保障組件使用壽命 提升電站收益
中山大學太陽能系統研究所曾對一批老組件進行跟蹤回收，該研究所所長沈輝教授表示，各行業應制定產品回收利用和處置的機制，在我們調研回收光伏組件的課題項目中發現，經過23年戶外使用，有些組件依然顯示很好的整體性能，衰減不大（約6%），甚至可以繼續使用，這與其早期使用好的封裝材料有很大關系。隨著現代制造業技術的進步以及新材料性能的提升，我們相信組件預期壽命將得到有效的延長。
對于衰減問題，晶澳太陽能副總裁曹博表示：“我們在日本電站項目上同樣使用10年的組件（單多晶都有），其中含氟背板的組件年度衰減0.9%，10年衰減9%，非氟的10年下來衰減了16%，這個衰減是非常大的，輔材選擇對組件衰減有重要影響。”
從度電成本角度看，光伏系統運行越久，電力成本就越低，可獲得更高投資回報。經測算，一個只能運行10年的光伏系統度電成本是一個能運行25年的光伏系統成本的兩倍。
保障組件平穩運行25年以上的壽命使用周期，還是10年一換？基于對電站長期穩定發電的訴求，國內最早從五大電力公司開始，在其電站設備招標文件中，要求“采用Tedlar TPT背板”。在他們看來，盡管每平方米的單位價格稍高，但權衡全壽命的輸出電力及電力衰減程度，使用經受戶外25年考驗的背板，長期投資回報及穩定性仍高于其它。誰都不希望在電站運行不到10年，又需面臨更換組件的窘況，這無異于造成二次浪費，加大環境污染，更增加運營維護的成本。
貼近生活，安全穩定是基礎
2017年，被稱為分布式光伏發展“元年”，從某種意義上說，分布式無論從經濟性（已能和火力發電電價基本持平），還是環境友好需求方面考量，都已勢不可擋。這將帶給光伏產業更大的發展空間，同時也將給參與其中的企業帶來新的挑戰和機遇。
我們很欣喜地看到光伏產業開始從單純制造業向能源電力輸出進行轉變，角色變化的背后承載著數十年的發電技術與經驗積累，這些積累來自于更成熟的大型地面電站，從材料到設備選型，都經歷了大浪淘沙的篩選過程。
就背板材料而言，其在保障組件發電量及使用年限方面扮演關鍵角色，它是組件與環境之間的電氣絕緣體。背板失效可能導致重大災難、無預警電力衰減并危及安全。
“分布式光伏發電市場井噴在即，未來將會有越來越多的家庭電站，安全問題需提上日程，事實上在一些容易發生火災的地方，以氟膜為基礎的背板可以幫助減少安全隱患。”霍尼韋爾（Honeywell）技術人員此前向媒體表示：“好的背板保護電池片不受環境影響從而高效發電，并始終起到絕緣保護作用。當然，這有個前提，即組件所采用的氟膜必須是質量可靠的。”
從消費者角度考慮，對光伏發電系統的要求比較直觀，主要基于發電量與安全性能兩方面。據介紹，氟材料之所以被廣泛使用在光伏背板上，正是因為其長期穩定的特性。使用超過25年實例認證的產品將增加居民使用光伏發電系統的信心，有助于進一步推動分布式光伏發電在中國的發展進程。
上海某分布式發電EPC公司負責人表示：“我們對分布式發電系統設備的選擇更加謹慎，組件使用材料是重要核實環節。不論是地面電站還是分布式電站，尤其居民發電系統，都不應該成為未經認證新產品的試驗場，即便是通過了測試也還需觀察其戶外使用情況，我們要對業主和用戶負責。”
盡管市場上通過國際認證機構測試的背板產品不在少數，但有些背板在實際使用過程中還是出現了各種問題。面對戶外環境實際情況，目前對背板有六個方面的測試需求：紫外、溫度、濕氣、環境腐蝕、電氣絕緣以及物理保護。除此以外，部分新進入者為了體現新品的性能優勢，推出各種單項測試、強化測試等，這對于組件在戶外受到的環境應力是不一致的，并無法反映組件在戶外老化的真實情況。
盡管光伏行業要求25年質保，但一直缺乏長期老化性能的測試方法和標準，從而導致各種質量不一的材料都能夠通過測試，被應用在組件產品上。使用這些材料的組件經過一定時間的戶外暴曬，陸續出現老化失效問題。對此，專家建議完善測試方法，以更準確地預測背板材料的長期可靠性，從而更好地保障組件的正常使用。
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