全球首个公用事业规模太阳能发电系统：美国加州SMUD项目持续运营近30年

背景

美国加利福尼亚州在太阳能发展过程中发挥了核心作用。充沛的太阳光辐照、政府对太阳能的倡导和对创新的重视，为太阳能的发展历史中取得多项重要突破铺平道路。萨克拉门托市政公用事业区 (SMUD) 处于行业领先地位。 早在 1984 年，它就在加利福尼亚州Rancho Seco建造了世界上第一个公用事业规模的太阳能电池系统。名为 PV1的1兆瓦的太阳能发电厂，产生的电力足以为 800 个单户住宅供电。

世界第一个公共事业规模的光伏电站项目(SMUD)，使用基于Tedlar®薄膜背板的组件

PV1 太阳能系统占地近40500平方米，896 个太阳能电池板由 28,672 片太阳能电池组成组装成，每个太阳能电池板都包含基于杜邦™ Tedlar®聚氟乙烯 (PVF) 薄膜的背板，用于保护元件并提供安全和关键的电气绝缘。

PV1 太阳能系统从此成为太阳能长期发电性能的标杆项目。尽管气候变化无常，冬季潮湿，夏季炎热干燥，该太阳能系统始终保持可靠的功率输出长达27 年。

即使在 PV1 退役后，它仍继续为推进太阳能做出贡献。对于杜邦研究人员来说，仔细检查退役的组件提供了关于Tedlar® PVF 薄膜背板耐久性和长寿命的的关键信息和洞察。对于 SMUD项目而言，通过近 30 年的运行，组件的良好状况验证了在几十年前选择使用基于 Tedlar® 薄膜背板的太阳能电池板的最初决定是明智的。

1 兆瓦PV1太阳能发电厂产生的电力足够为 800 个单户住宅供电

挑战

对于探索新领域或进入新兴行业的先驱者来说，挑战无处不在。对于 SMUD 的工程团队，在 1984 年领导世界上第一个公用事业规模的太阳能发电装置，材料的选择必须考虑到对未来几十年的影响。什么类型的太阳能电池板?什么样的系统设计?错误的决定可能会破坏太阳能计划，让 PV1太阳能系统达不到其预期寿命。另一个考虑因素是 Rancho Seco 的天气变化。

虽然当时关于不同太阳能的耐用性和寿命的信息当时十分有限，一项早期研究是关键：受美国能源部委托，从1975年开始，美国宇航局NASA的喷气推进实验室JPL开展了为期 11 年、耗资 1.5 亿美元的地面用晶硅太阳能电池板研究项目。JPL这项研究项目所有最终推荐的太阳能电池板设计都包含PVF 薄膜背板和EVA封装胶膜。

在规划 PV1 太阳能系统时，SMUD 的工程团队选择了地面安装896 块太阳能电池板系统，南北朝向，在正午前后各三个小时单轴跟踪太阳，每 12 分钟旋转3度。

团队制定了严格的设计和制造太阳能电池板的标准，采用了 JPL 对组件封装材料的要求：基于 PVF 薄膜的背板和EVA封装胶膜。据此标准，他们寻找能够满足他们的需求并使用这些材料的组件制造商，以保证项目的成功。

解决方案

SMUD 对 PV1 系统的太阳能电池板的制造进行了招标。在审查了三个投标后，该团队选择了 ARCO Solar 来制造太阳能电池板，使用了基于Tedlar® 薄膜的三层结构背板。30 年前，基于 Tedlar® 薄膜的背板就以其耐久性、卓越的耐紫外线性能和耐候性能保障太阳能电池板的有效运行而闻名业界。此外，基于 Tedlar® 薄膜的背板为太阳能电池板提供了卓越的电绝缘性——这对系统安全至关重要。

结论

在最初安装后的几十年里，太阳能电池板表现出卓越的耐用性。经过近30年的时间，PV1 阵列的太阳能电池板向我们展示了， Tedlar® PVF 薄膜能在系统整个寿命周期持续为最终用户带来性能和价值的正确平衡。

SMUD 的可再生能源资产监管者Eric Poff说: “我们 SMUD项目工作人员为这项努力倍感自豪，这是世界上第一个公用事业规模的太阳能发电系统，不仅具有开创性意义，而且使得SMUD 能够在长达几十年时间里充分利用 Rancho Seco 的太阳能系统做为电力来源。”

在户外曝晒27年后，组件背面的Tedlar® 薄膜背板外观几乎没有变化

在退役前的 27年时间里，电站始终如一的安全运行，发电大约 3700万度，减少了 1900 万磅的二氧化碳排放，5900 磅的二氧化硫排放和 16500 磅氮氧化物排放。

PV1 太阳能系统也提供了一个检验户外27 年荒漠气候环境对背板影响的绝佳机会。由于 SMUD 购买了额外的太阳能电池板，杜邦能够比较经过户外曝晒的组件和未经过户外曝晒的组件。目视检查显示它们之间基本上没有区别 ：Tedlar® 薄膜背板没有分层、开裂或脆化， EVA的颜色变化出现在项目早期，对组件性能没有影响。

多年来，SMUD 一直引领着太阳能的发展趋势，包括帮助当地业主在他们屋顶安装太阳能电池板，与房屋建筑商合作，使太阳能成为当地新房的一项特色，并为他们的客户提供太阳能电站的“股份”。

杜邦是太阳能创新领域的另一位先行者。作为决定材料和可靠性标准的行业组织的重要参与者，杜邦致力于确保全球太阳能装置的高性能水平。这些研究项目，如对 PV1太阳能电池板的研究，有助于太阳能电池板的购买者做出充分知情的决定，并准确计算全寿命周期的总拥有成本。这些举措与杜邦所拥有的领先技术，有利于推进太阳能在全球的可持续发展。