2024年6月，VDE旗下的美国可再生能源测试中心（RETC）根据年度光伏组件指数对光伏组件进行评估，发布了2024年度《PV Module Index Report》（光伏组件指数）初步报告。
现场项目中光伏组件自发的玻璃破裂情况急剧增加。
光伏玻璃大规模破损，谁又是罪魁祸首？
据调查，RETC 现场取证的几个容量约为100MW至300MW的大型公用事业光伏项目，组件自发的玻璃破裂率为2%—5%。乐观情况下，以2%的破损率来计算，一个300MW项目将有6MW的光伏组件玻璃破损。
NREL光伏可靠性和系统性能小组负责人Teresa Barnes表示，自发玻璃破裂是“此前从未见过的光伏故障”，从历史上看，这种类型的玻璃破碎通常是由于运维粗制滥造或运气不好如刮蹭到岩石，以及质量不好的薄膜光伏组件才会出现的。然而现在晶硅组件中的玻璃碎裂已经不足为奇。
“过去的情况是，组件可以通过 IEC 61215 静载测试，具有很大的安全系数。如今，组件要么勉强通过基本静态负载测试，要么没有通过更高的安全系数。一些新的组件设计根本没有通过最小静载荷测试。”Barnes解释。
据组件制造商表示，众多项目业主纷纷反映光伏组件玻璃的碎裂率居高不下。质量专家也表示，他们已收到涉及数百兆瓦光伏发电装机容量的问题申诉，且实际问题的严重程度恐怕远超公布数据。
为追求更大的尺寸和功率，降低成本，近年来光伏组件尺寸不断增大，光伏玻璃尺寸增大也成为重要趋势。由此带来的潜在隐患是现在的双玻组件越来越脆弱，越来越经不住踩踏。
随着BIPV概念的发展，大量以全铺装模式于屋顶的双玻组件被误称为BIPV系统，没有行走和检修通道，施工与管理人员表面上是行走在组件边框之间，实际脚掌受力已经大部分传递至组件玻璃表面，直接引发大量的隐裂，后期运行逐渐暴露为热斑、PID效应、进而引发玻璃自爆。
（施工及管理人员踩在屋面双玻组件边沿）
其次是大面积铺装后，屋面复杂的阴影情况，造成遮挡后，双玻组件的背面的三个二极管接线盒出现遮挡旁通电流，而由于组件不散热旁路二极管极易因为局部高温而引发玻璃自爆。
（复杂场景下的阴影遮挡以及全覆盖无法散热）
（不同规格产品的混用）
（热斑效应易导致双玻组件玻璃自爆或烧熔）
（组件内电池的PID效应）
以下为不同前盖板玻璃厚度的组件市场占比变化趋势
组件制造商正在使用更薄的玻璃，部分原因是为了减轻超大尺寸光伏组件的负载和成本。较薄的玻璃更有可能进行热强化而不是钢化，从而产生较低的抗压强度。
这与RETC的报告相吻合，该报告指出光伏组件玻璃的抗压强度多年来有所下降：在实验室测试过程中，RETC观察到热强化光伏玻璃比完全钢化光伏玻璃更容易破裂。大尺寸、薄片化、薄边框，都让光伏玻璃承受比以前更大的载荷，从而增加了碎裂风险。
如何解决？
玻璃制造商康宁公司可靠性科学高级研究经理James Webb表示，如果热强化光伏玻璃是新常态，可以将其进行化学回火，但考虑到热回火在成本和强度之间实现良好的平衡，需要进行成本效益分析以确定其是否适合光伏应用。
Webb指出，通过考虑降低玻璃应力、改善工艺和系统设计策略来最大限度地提高玻璃强度是另一种办法。
对于光伏组件制造商来说，需审查玻璃供应商的资质，且在将产品用于批量生产前进行全面的可靠性测试。而随着光伏组件的尺寸增大，减少碎裂的比例，也需考虑和边框、支架等的兼容性。
RETC 的测试结果显示，荣获“Highest Achiever”的组件仅占8%。有14%的组件，75%的测试结果都返回到Redflad（红旗警示）。RETC2024年度PVMI报告还指出，三年多对n型组件的跟踪测试表明，紫外光衰（UVID）仍是一个普遍存在的问题。光伏组件的可靠性对寿命及发电量的影响至关重要，封装材料和产品结构将成为影响自爆率的重要因素。
建筑分布式光伏何去何从？
2023年全球超过一半的光伏组件安装于屋面，大量光伏组件已经从地面电站场景转移到屋面发电场景，光伏组件2%—5%的自爆率，在屋面1000V的电压等级下，组件自爆后形成的屋面电气安全性成为未来更加重要的隐患，尤其那些以大面积封闭的形式覆盖在屋顶的光伏组件，甚至有的用双玻组件直接代替屋面建材，作为屋面材料的BIPV（光伏建筑一体化）形式将面临长期的安全挑战。
（常规光伏发电技术已经不能适应屋面复杂的使用场景）
面对全球气候变化的挑战，建筑发电已成为推动绿色能源转型的关键力量。然而，光伏组件玻璃破裂情况的急剧增加，正无声地侵蚀着这份绿色希望。现有的高压直流系统串联电路，以及双玻组件与屋面的结合，叠加自爆概率的增大，光伏发电屋顶建设越多，社会隐患越大。提升现有建筑光伏发电技术，彻底解决光伏组件玻璃破裂问题，已经是刻不容缓。
赫里欧新能源有限公司是全球首家专业从事建筑分布式光伏系统的专业化公司，该公司发明的钢化玻璃+金属背板的BRPV产品（加强型BIPV），满足建材防火、防水、承重、可踩踏的建筑性能要求，同时解决了双玻组件的热斑、PID效应和高压直流拉弧的安全隐患。产品从结构上彻底解决了玻璃自爆问题，并解决了施工中的玻璃自爆。即使因强力对面层钢化玻璃破裂的情形下，也因为背面的金属背板强有力的保护，不会因玻璃破裂而影响屋面的完整性。
同时，由于采用自研发专利分散式逆变系统，所有BRPV组件（光伏瓦）工作电压低于120V，满足国标《GB/T37655-2019》的安全电压标准要求，即使外力致使玻璃破损后也不影响系统的安全性能。
（屋面整体化设计，结构性防水，无积灰之忧）
在此呼吁，让我们共同行动起来，创新无止尽，为建筑穿上安全发电的衣服，保障绿色能源的新未来。
【主办单位】
成都方大炭炭复合材料股份有限公司
材能时代
【联合主办单位】
山西烁科晶体有限公司
【晚宴冠名单位】
成都方大炭炭复合材料股份有限公司
【会议时间】
2024年9月25-27日 （25日报到）
【会议地点】
成都武侯渝江皇冠假日酒店
扫描二维码，报名参会
半导体企业、光伏单晶企业等用户免会议注册费，免费报名需经过组委会审核方有效（含会议用餐）。用户免费参会报名时间截止2024年9月9日。
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