复合材料助力轻量化太阳能光伏组件
目前,TULiPPS Solar公司正在开发新的轻量化COSMOS太阳能光伏(PV)组件,该组件利用注塑成型复合材料优异的物理性能和力学性能解决了平面屋顶太阳能电池板安装的问题。
一家新成立的TULiPPS Solar公司(位于荷兰Eindhoven)目前正在开发新的轻量化COSMOS太阳能光伏(PV)组件,该组件利用了注塑成型复合材料的优点来解决平面屋顶太阳能电池板安装的问题。
对于平面屋顶上的传统PV组件,未达到要求的电池板高度和倾斜角度一般都需要一个单独的铝合金框架、支撑结构和重型压在物,如混凝土块,用于在大风中稳定电池板。压载物的安装一般比较困难和费时费钱,而且它增加了载荷,使得系统对于“轻质”平面屋顶的安全性来说显得过重。一个可供选择的方法是在屋顶防水层上钻孔,用螺栓把组件和屋顶下面的结构相连接。但是劳动力成本和漏水的风险使这种方法并不可取。

COSMOS组件解决了这些缺陷,它是TULiPPS Solar公司通过与汽车复合材料、屋顶和PV等行业内的几家顶尖公司进行了一系列合作而取得的成果,同时得到了荷兰Noord-Brabant省的资助。该设计的重点是一个薄玻纤PV层合板(厚度2mm),它被整体胶接到一个复合材料组件的底座上,形成了一个高强度的箱梁结构,而无需外部构架,使重量减轻了50%甚至更多(屋顶载荷<10 kg/m2)。更平面的安装角度(5°)减少了列阵后面设备上的阴影,使几排组件之间的间隙减小到0.3 m,而不是通常的0.6~1.5 m。“以前,当单个组件的成本较高时,研发的目标是使每个组件达到佳的效率。”公司的创建人和执行董事Paul Stassen说,“现在组件的成本更低了,而系统平衡成本仍相对较高,因此研发的重点是大程度地增加每个屋顶上的组件数量。”虽然对于能量的产生,更平的角度被认为是“更低效”的,但是每个单位面积可以安装更多组件的事实,却能使每瓦能量的成本降低,且投资回报期更短。
重量较轻的无框架组件更容易运载,并且能很快地和一个认可的屋顶固定系统连接。该系统不使用紧固件,不会穿透屋顶防水层,而且不会留下边缘或角落积聚污垢灰尘或者促使藻类生长。支撑系统采用了一种非传导的长纤维热塑性(LFT)聚丙烯(PP)复合材料进行制造,能提供在非常低的重量下的高弯曲强度,并且不需要电接地。
初步的阻燃试验显示了该材料能满足保险公司实验室(Underwriters Laboratories)当前和未来对安装在屋顶上的聚合物零部件的要求。因为TULiPPS Solar公司计划将它的设备质保期设定为25年,所以材料是针对长期耐候性和紫外线稳定性而制备的。加速老化试验显示了这些复合材料能保持良好的物理性能和力学性能。TULiPPS Solar公司已申请了数个,目前正在制造300个原型组件用于客户试验,并计划明年走向商业化。








































