光伏组件用于海水环境的设计试验方法及装置

行业领域

新能源及节能技术

需求背景

光伏组件用于是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分，其作用是将太阳能转化为电能，当前组件分布式或地面电站的应用越来越广泛，但是沿海区域和海洋岛屿地带还处于无电状态，因此在海水环境中使用光伏发电来解决当地用电问题成了太阳能发电应用的发展方向。

需解决的主要技术难题

1、由于目前光伏组件用于通常都是常规应用在陆地环境中，因此在对组件材料和工艺性能试验时也都是特别针对陆地环境的老化试验，但是由于海水环境相较于陆地环境更加复杂多变，包括长期浸湿、海浪打压、海水温变等因素都会对光伏组件用于的性能产生影响，而目前并没有针对海水环境对光伏组件用于影响的可靠试验方法，只有模拟高湿环境的盐雾试验。

2、盐雾试验也只是采用向组件上喷雾的方式增加湿度，与真实的海水环境差之甚远，很难确定光伏组件用于对于海水环境的适应性，因此也就难以确定光伏组件用于在沿海或岛屿地带是否能够正常可靠运行，从而制约了光伏组件用于向海水环境的应用发展。

期望实现的主要技术目标

需要光伏组件用于海水环境的设计试验方法及装置，与现有技术相比，用于海水环境的设计试验方法，通过热海水溶液和冷海水溶液交替浸泡试件模拟海水温度变化对试件产生的影响，并在浸泡过程中通过反复加减压的方式模拟海浪拍打试件及海水压力对试件的影响，形成温度变化和压力变化的综合循环试验环境，并通过将上述过程重复进行多次以模拟试件在其整个设计寿命周期内受到海水压力、海水温度的周期性变化的影响，最后通过对比初始数据和试验数据获得试件的外观变化情况和电性能参数，从而判断参照试件标准设计得到的光伏组件用于能否满足海水环境的应用要求，试验环境与真实海水环境的接近度高，因此试验数据准确可靠，能够根据试验数据去设计适合海水环境的组件材料和组件制作工艺，从而获得能够可靠应用于海水环境中的光伏组件用于。

需求解析

解析单位：“科创中国”低碳能源技术产业科技服务团（中国可再生能源学会） 解析时间：2022-11-17

袁晓

华东理工大学

教授

综合评价

该需求足够清晰以便专家进行需求跟进。光伏发电在海洋环境下是应用对了海洋经济、国防安全的发展具有重要意义，然而残酷的海洋环境对光伏组件的腐蚀和破坏是非常大的，而且复杂的海洋工况对光伏组件发电量的影响也是复杂且研究很少的。因此，建立光伏组件用于海水环境的设计试验方法及装置对产业发展具有重大意义。这需要跨行业的专家和国家政府力量来共同解决。光伏专家进行组件实证测试结合海洋腐蚀领域专家对海洋环境的分析进行海洋场景对组件发电量影响要素的初步判断，联合室内环境模拟检测行业的专家以及政府或科研院所的检测检验机构共同开发出能够模拟光伏组件在复杂海洋气候条件下工作的检测装置，用于设计适合海水环境的组件材料和组件制作工艺。本技术涉及多种材料防腐防水问题。

解析单位：“科创中国”智慧能源产业科技服务团（中国能源研究会） 解析时间：2022-11-10

肖鹏军

浙江晶科能源有限公司

教授级高工

综合评价

光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分，其作用是将太阳能转化为电能，当前组件分布式或地面电站的应用越来越广泛，但是沿海区域和海洋岛屿地带还处于无电状态，因此在海水环境中使用光伏发电来解决当地用电问题成了太阳能发电应用的发展方向。目前并没有针对海水环境对光伏组件影响的可靠试验方法，只有模拟高湿环境的盐雾试验与真实的海水环境差之甚远，很难确定光伏组件在沿海或岛屿地带是否能够正常可靠运行，从而制约了光伏组件向海水环境的应用发展。光伏组件用于海水环境的设计试验装置，试件能够通过支撑架固定在试验箱内，通过热海水箱、冷海水、排水管能够使试验箱内交替填充热海水溶液和冷海水溶液，从而使试件获得温度交替变化的海水浸泡环境，同时由于试验箱内部为密封腔体，通过加压泵能够使密封腔体内产生压力，从而能够使热海水溶液或冷海水溶液对试件产生压力，同时利用泄压阀能够将密封腔体的压力释放，通过反复加泄压以模拟海浪或海风拍打光伏组件的情况，形成温度变化和压力变化的综合循环试验环境，与真实海水环境的接近度高，能够提高试验数据的可靠性，从而根据试验数据能够设计获得可靠应用于海水环境

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