» Nhận định - Dự báo

Điện mặt trời Trung Quốc (Bài học thứ năm): Bền, nhẹ, mỏng

06:27 |17/02/2020

 - 

Như ta đã biết, các tấm PV thường phải được đặt ngoài trời nắng, trong các điều kiện thời tiết khí hậu khác nhau (về nhiệt độ, độ ẩm), tiếp xúc với tia cực tím, phải chống lại các điều kiện cực đoan như gió, mưa, bão cát sa mạc, dễ bị vỡ, nứt, v.v... Vì vậy, vật liệu chế tạo các tấm PV phải đáp ứng được các tiêu chuẩn khá cao và nghiêm ngặt. 

Điện mặt trời Trung Quốc (Bài học thứ nhất): Kiến tạo của Chính phủ
Điện mặt trời Trung Quốc (Bài học thứ hai): Tương lai trên nền quá khứ
Điện mặt trời Trung Quốc [Bài học thứ ba]: Đứng trên vai ‘Người khổng lồ’ Tin có ảnh
Điện mặt trời Trung Quốc (Bài học thứ tư): Nhanh, nhiều, rẻ



BÀI HỌC THỨ NĂM (KỲ CUỐI): BỀN- NHẸ- MỎNG



Cho đến nay, phần lớn các nhà chế tạo PV chỉ cam kết bảo hành về vật liệu chế tạo PV tối đa 10 năm. Rất ít trường hợp bảo hành được 15 năm. Trên thực tế, tỷ lệ PV bị hỏng do lỗi của vật liệu chế tạo phải thay thế hàng năm là không nhỏ (chúng tôi sẽ có dịp đề cập riêng về các chi phí này).

CYBRID Technologies Inc. là một mô hình nghiên cứu - triển khai (R-D) của tư nhân về vật liệu mới phục vụ cho phát triển năng lượng mặt trời ở Trung Quốc (TQ). Hướng đi của Cybrid trong lĩnh vực vật liệu chế tạo PV là: bền - nhẹ - mỏng.

Năm 2006, cơ sở nghiên cứu đầu tiên - Phòng thí nghiệm Macropoly được hình thành ở Kyoto, Nhật Bản. Năm 2008, Phòng thí nghiệm Macropoly đã được quỹ Legen Capital đầu tư 5 triệu U$ để hình thành Cybrid Technologies ở Tô Châu, TQ. Đến năm 2014, các tấm nền KPf của Cybrid đã trở thành mặt hàng bán chạy nhất ở nhiều nước (TQ, châu Âu, Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc, Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kỳ, Đài Loan). Đến nay, Cybrid đã có đội ngũ hơn 70 nghiên cứu viên, hơn 500 nhân viên, đã có 120 bằng sáng chế và đã đạt doanh thu trên 1,9 tỷ RMB.

Các chuyên đề nghiên cứu - triển khai liên tục trong các năm qua của Cybrid luôn ngắn với việc cải tiến/đổi mới công nghệ, như: modul hiệu suất cao (2010), PV hiệu quả cao chi phí thấp (2012), các ứng dụng PV nổi (2013), modul điện áp cao (2014), môi trường gió cát mạnh (2015), tế bào hai mặt, tế bào chống trơn, chống ốc sên (2016), bảo trì modul, cải thiện hiệu suất modul (2017), đèn nhẹ, chống ẩm (2018), các ứng dụng hai mặt (2019) v.v...

Các sản phẩm vật liệu mới của Cybrid như: KPK, White KPE, KPf, KPX, KPf/PPf, KPf-30, POE, KPf-α, KPf Transparent v.v... đã lần lượt ra đời, gắn với các cải tiến công nghệ, phục vụ cho việc hoàn thiện kết cấu cơ học của các modul PV, góp phần kéo dài tuổi thọ, nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng.

Trong số đó, KPf là sản phẩm được tiêu thụ rất lớn nhờ có các đặc tính công nghệ tiên tiến, như: 2 lớp phim phủ flo, có tính năng truyền tải ánh sáng cao, khả năng chống tia cực tím UV vượt quá 300 kWh, chống nước v.v... Tính đến hết 2019, khối lượng KPf xuất xưởng của Cybrid đã tương đương với hơn 100 GW.

Có thể nói, cùng với những thành tích đã đạt được của Cybrid trong công tác R-D, trong thời gian gần đây đã bắt đầu hình thành một kỷ nguyên mới về công nghệ vật liệu tấm nền dùng cho các modul PV - “backsheet technologies”.

Tương tự như lớp kính mặt trước, các tấm nền được làm bằng các vật liệu cao phân tử cũng tham gia vào việc bảo vệ các tế bào quang điện, chống lại các tác động tiêu cực của môi trường. Thiết kế của các tấm nền - backsheet thường có 3 màng phim (màng phim ở phía ngoài tiếp xúc với không khí, màng phim ở giữa và màng phim ở phía tế bào quang điện). Màng phim ở giữa thường được chế tạo từ vật liệu PET - Poly-ethylene-terephthalate. Các màng phim tiếp xúc với không khí thường được làm từ PVF, PVDF, FET, lớp phủ. Màng phim phía tế bào thường là PVF, PVDF, Olefin, lớp phủ.

Chất lượng của các PV phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của các tấm nền. Các tấm nền của các PV khác nhau thường không giống nhau về vật liệu chế tạo các màng phim. Khi các màng phim bị xuống cấp do thời tiết, chất lượng của PV cũng bị giảm theo, thậm chí PV sẽ không thể hoạt động được bình thường.

Màng phim phía ngoài tiếp xúc với không khí có các tính năng khác nhau về chịu nhiệt, chống tia cực tím, cách điện, chống ẩm, bảo vệ tế bào, chống biến dạng, chống cát bụi v.v... Màng phim ở giữa của các tấm nền có độ dày khác nhau phụ thuộc vào điện áp được ứng dụng là 1.000 V hay 1.500 V, và có các khả năng khác nhau về cách điện, độ bền cơ khí, ổn định về mặt thủy phân v.v...

Màng phim ở phía tế bào quang điện - “Lớp E” đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo độ tin cậy của tế bào quang điện. Chức năng chính của “Lớp E” gồm: bảo vệ màng PET, ổn định nhiệt, chống biến dạng, chống UV, cách điện, tản nhiệt, phản xạ v.v... Sự xuống cấp của lớp E (bị ố vàng) thường diễn ra trong khoảng 150÷300 kWh tiếp xúc với tia cực tím UV. Các chủng loại vật liệu lớp E đang chuyển dần từ các cấu trúc màng flo hóa hai lớp (TPT, KPK) sang ứng dụng các sản phẩm mới nhất như PPC, KPC.

Việc ứng dụng các tấm nền trong suốt KPf của Cybrid (transparent KPf backsheet) trong công nghệ PV kính đơn với tế bào phát điện hai mặt (Bifacial cells single glass modul) cho phép sản xuất ra các PV có trọng lượng nhỏ hơn (khoảng 18kg), chỉ có một lớp kính cường lực dày 3,2mm phía trước, tế bào phía sau không cần lớp kính bảo vệ. Ở các modul bình thường phải sử dụng hai lớp kính cường lực phía trước và phía sau, mỗi lớp có độ dày 2,5mm, vì vậy, chúng thường có trọng lượng nặng hơn (khoảng 23kg).

Trong thời gian gần đây, xu hướng phát triển các dự án PV nổi cũng đã đặt ra các yêu cầu cao hơn cho việc chế tạo các PV có kết cấu nhẹ. Để đáp ứng nhu cầu này, các modul PV nặng (thường được lắp đặt trên mặt đất) có hai lớp kính đã được thay thế bằng các PV nhẹ sử dụng lớp phim trong suốt có tính chịu lực cao để có thể lắp đặt nổi trên mặt nước, lắp trên các cột đèn điện, hay trên các mái nhà. Kết cấu của các modul PV siêu nhẹ kiểu này chỉ bao gồm (từ trên xuống dưới): một lớp phủ trong suốt, màng phim bọc phía trên, tế bào, màng phim phía dưới và tấm nền cứng. Vì vậy, một modul PV 60 tế bào silicon đa tinh thể, công suất tối đa 265÷270 W, điện áp phát tối đa 37,7÷37,9 V, và dòng ngắn mạch 9,15÷9,22 A, nhưng có trọng lượng chỉ 8,5kg (siêu nhẹ).

Ngoài ra, Cybrid đã nghiên cứu và đưa ra giải pháp modul siêu mỏng (Thin-Film), không thấm nước (0 Water) áp dụng cho các PV được ngắn trên áo khoác, ba lô du lịch, túi xách v.v... để cấp điện DC cho các đồ dùng nhân.

Đi tiên phong trong lĩnh vực vật liệu polyme mới cao cấp, Cybrid đang là đối tác chiến lược của các “đại gia” sản xuất PV, như: Jinko Solar, JA Solar, Trinasolar, Longi, Canadian Solar, Hanwha Solar, Risen, GCL, Suntech, Talesun v.v.../.

C:\Users\HP01\Downloads\IMG_6658.jpg

Ông Ngô Tiểu Bình (Wu Xiao Ping) - Chủ tịch Công ty Cybrid.

C:\Users\HP01\Downloads\IMG_6660 (1).jpg

http://img01.cybrid.com.cn/repository/image/Asj4KqlsTB2h21A-cPzmcw.jpg


Các từ viết tắt thường được sử dụng:

Viết tắt

Giải nghĩa tiếng Anh

PA

Polyamide

PET

Poly-ethylene-terephthalate

PVDF

Polyvinylidene Fluoride

FEVE

Fluroethylene Vinyl Ether

LDE

Lightly Doped Emitters

PERC

Passive Emitter Rear Cell

MAST

Module Accelerated Sequential Testing

UV

Ultraviolet ray

MWT

Metal Wrap Through

IBC

Interdigitated Back Cotract

PV

Photovoltaic

LPCVD

Low pressure chemical vapor deposition

PECVD

Plasma enhanced chemical vapor deposition

APCVD

Atmosphere pressure chemical vapor deposition

STC

Standard Testing Conditions


PHAN NGÔ TỐNG HƯNG; NGUYỄN THÀNH SƠN - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM


Tài liệu tham khảo:

http://en.tbeapower.com/case.php?cat_id=1342

https://www.linkedin.com/company/tbea-solar-ltd-uk-

http://photovoltaics.dupont.com.

www.dupont.com

https://www.altenergymag.com/news/2016/05/25/latest-high-power-solar-panel-manufactured-by-spic-xi%C3%A2%E2%82%AC%E2%84%A2an-solar-power-co-ltd-will-be-featured-at-dupont-snec-2016-booth/23744/

https://www.pv-tech.org/news/jolywood-and-huanghe-hydropower-establish-n-type-bifacial-technology-partne

https://www.dupont.com/content/dam/dupont/products-and-services/solar-photovoltaic-materials/solar-photovoltaic-materials-landing/documents/DPVS-Field-Study-2018.pdf




TÒA SOẠN TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM
Phòng 406-407-408, Tòa nhà Văn phòng, số 87 Láng Hạ, Ba Đình, Hà Nội
Điện thoại: 024.22113344 - Fax: 024.35147193
Email: toasoan@nangluongvietnam.vn
Hotline: 0969998811 - 0969998822 - 0942632014 Trang TTĐT của Tạp chí Năng lượng Việt Nam hoạt động theo Giấy phép số: 66/GP-TTĐT, cấp ngày 30/3/2018
của Cục Quản lý Phát thanh, Truyền hình và Thông tin Điện tử - Bộ Thông tin & Truyền thông.

Based on MasterCMS 2012 ver 2.3