日本验证双玻太阳能光伏电站可靠性

位于茨城县中部的笠间市，有一座采用了双面玻璃太阳能电池板的500kW光伏电站（图1～2）。电池板是中国天合光能制造的。

图1：铺设了双面玻璃电池板的茨城县笠间市光伏电站。输出功率为500kW

图2：用两张玻璃封装，没采用铝框架。采用中国天合光能制造的双面玻璃电池板“DUOMAX”的“PDG5”

发电站从开发到EPC（设计、采购、施工）服务和O&M（运营、维护），均由经营光伏发电设备的富士科技公司（千叶县匝瑳市：以下称富士科技）一手负责。发电运营商为美国大型IT企业的日本公司前高管设立的SPC（特殊目的公司）。

削减了双面玻璃电池板的成本使之得以采用

笠间市的项目提高了太阳能电池板侧的可靠性，削减了O&M成本。这主要得益于采用了双面玻璃太阳能电池板（图3）。

图3：电池板采用两张玻璃夹入的密封构造，提高了长期可靠性。还消除了铝框架与电池板间积尘的课题

通过采用以两张玻璃夹入的密封构造，将以往的太阳能电池板常用的树脂背板换成了玻璃。用无机材料取代时间久了会劣化的有机材料，提高了长期可靠性。

除了可靠性外，富士科技还提到了天合光能制造的双面玻璃产品的另一个优点——没有铝框架。这样落在电池板上的尘土容易滑落，能降低发电损失，有助于削减O&M成本。

以往的太阳能电池板如果以一定程度以上的角度设置，电池板表面上落下的尘土也会被雨水冲刷掉，不会影响发电量。

但铝框架会挡住尘土滑落，电池板底部经常会有土结成块。土块扩展到电池单元（发电元件）上时，可能就会造成发电损失，因此需要将其除去。

但双面玻璃太阳能电池板由于是采用成本比树脂背板高的玻璃封装，因此有导入费用会升高的缺点。

天合光能在大型厂商中率先开始量产，将价格降到了比较现实的水平。虽然售价未公开，但天合光能日本公司称：“控制在了购买相同容量的电池板时，比以往采用树脂背板的电池板每W只高出2～3日元的水平”。

把成本降到这个水平，再加上劣化率降低等带来的发电量增加和O&M费用的削减等效果，投资效率有望提高，因此决定采用。

双面玻璃电池板特有的设置方法

设置时因是双面玻璃电池板而费了不少劲。其重量约为28kg，比树脂背板产品要重10kg左右，而且接触的部分全部是玻璃，容易破碎。万一电池板掉落砸到人，可能会造成重伤。

设置一张电池板费了以往的树脂背板产品约1.7倍的时间，谨慎施工。

施工人员搬运电池板时与树脂背板产品一样，也是两人一组。但搬运方法变了。

以往的电池板是用双手抬住左右的角搬运，而双面玻璃电池板使用了带吸盘的搬运工具。吸附力很强，又重又大的玻璃也能稳定搬运。

在架台上固定电池板的方法也变了（图4～5）。以往的电池板是将铝框架放在架台的导轨上，再用五金件压在上面，在不损伤玻璃的情况下固定在架台上。

图4：不是设置在架台导轨上，而是用夹板固定

在每张电池板的底部和上部分别设置3个夹板，合计配置了6处夹板

图5：夹住两张玻璃，以保护和固定玻璃的夹板

电池板悬浮于架台导轨之上固定

双面玻璃电池板由于外侧全部为玻璃所覆盖，为避免碎裂，不能使用这种方法。因此没有在架台的导轨上设置玻璃，而是采用可保护和固定玻璃的部件“夹板”来固定。

富士科技在每张电池板的底部和上部各三处设置了夹住双面玻璃电池板正反两面固定的夹板，合计配置了6处夹板。

采用夹板将电池板悬浮在架台导轨上固定。考虑到20年的可靠性以及设置效率和操作性的平衡，决定采用这样的形状和夹板数量。

另外，使架台导轨与电池板保持最佳距离，不会妨碍泥沙从电池板上滑落。

在架台上固定电池板的作业不能像以前那样将铝框架设置在架台导轨上，然后滑动来确定位置。因为这样玻璃会碎裂。

因此，采用了将双面玻璃电池板放在设置位置的夹板上之后，利用夹板轻轻夹住来调整位置，然后再固定的方法。

连接相邻电池板的串联连接作业也变了（图6）。

图6：电池板间的布线处理也有改进。利用架台的导轨等，使多余的布线不垂落

以往的电池板可以将多余出来的布线收纳在铝框架内侧。而双面玻璃电池板因没有铝框架，因此利用了架台导轨的上方等使多余的布线不垂落。

采用以上方法设置了2304张双面玻璃太阳能电池板，施工过程中的破损数量控制在了几张以内（图7）。施工时非常慎重，最初一张也没有碎裂，反而是在已经上手之后因为大意等原因出现了几张碎裂的情况。这是今后需要解决的课题。

图7：虽然慎之又慎，但玻璃还是容易碎裂。从特定方向碰到的话容易碎裂，如何才能零破碎设置是需要解决的课题

发电站内还有空地，预定在计划并网的2015年秋季之前再增设约200kW的电池板。

利用1000V的光伏逆变器提高效率

光伏逆变器（PCS）采用东芝三菱电机产业系统（TMEIC）的产品，设置了输出功率为630kW，支持1000V电压的机型。

构成组串（串联太阳能电池板的单位）的电池板数量增加到了24张，电池板到PCS的直流电路设计由1000V构成。

与普通的600V系统相比，不但能减少接线盒的数量，缩短连接线的总长度，还可以削减供电中的电力损失。