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文檔簡介
《光伏光熱一體組件技術(shù)規(guī)范》編制說明
(征求意見稿)
一、項(xiàng)目背景和意義
長期以來,太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱水都得到了廣泛應(yīng)用,但在安裝應(yīng)用時(shí)彼此搶占空
間,且均存在技術(shù)瓶頸,如太陽能光伏發(fā)電的發(fā)電效率低、發(fā)熱現(xiàn)象突出,太陽能熱水的能源
輸出單一。
光伏光熱一體組件結(jié)合已有的光伏電池與太陽能集熱技術(shù),在太陽能轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí),
將導(dǎo)致發(fā)電效率下降的熱量由集熱組件中的冷卻介質(zhì)帶走,在提升發(fā)電效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱能收
益,極大提高太陽能的綜合利用效率,同時(shí)滿足用戶對(duì)高品質(zhì)電力和低品質(zhì)熱能的要求。光伏
光熱一體組件能同時(shí)提供電力和熱水,可廣泛應(yīng)用于采暖、工商業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、烘干、新型建筑
一體化工程,應(yīng)用前景十分廣闊。特別是通過其與空氣源熱泵結(jié)合,光伏光熱一體組件把低品
位余熱(高于環(huán)境溫度)通過空氣源熱泵熱回收,實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境下空氣源熱泵能效比的大幅提
升,極大提高可再生能源利用率,實(shí)現(xiàn)熱、電高效聯(lián)產(chǎn),解決北方地區(qū)冬季采暖過程中電、熱
兩缺的問題,獲得了良好的應(yīng)用效果。
此類產(chǎn)品和技術(shù)近年來發(fā)展較快,但是目前還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行約束和規(guī)范,導(dǎo)致
產(chǎn)品質(zhì)量和性能良莠不齊。因此有必要聯(lián)合生產(chǎn)廠家、科研院所共同制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)
此類產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)范,指導(dǎo)該產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。將進(jìn)一步提升我國光伏光熱一體組件系
統(tǒng)的競爭力,提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性,促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的快速、健康發(fā)展。
二、任務(wù)來源
《光伏光熱一體組件技術(shù)規(guī)范》是國家能源局2021年能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃下達(dá)的
標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目,國能綜通科技[2021]92號(hào),項(xiàng)目的編號(hào)為:能源20210283。項(xiàng)目的計(jì)劃名稱
為《民用光伏光熱一體組件技術(shù)規(guī)范》。
本文件由中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽能熱利用專業(yè)委員會(huì)負(fù)責(zé)組織起草。
本文件起草單位:浙江省太陽能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心
本文件主要起草人:
三、工作簡要過程
1.本文件在起草過程中,收集了大量與光伏光熱一體組件相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),主要如下:
GB/T191-2008包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志
GB/T2297-1989太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語
GB/T4271-2021太陽能集熱器性能試驗(yàn)方法
GB/T6424-2021平板型太陽能集熱器
GB/T6495.1-1996光伏器件第1部分:光伏電流-電壓特性的測量;
GB/T6495.2-1996光伏器件第2部分:標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的要求;
GB/T6495.3-1996光伏器件第3部分:地面用光伏器件的測量原理及標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度數(shù)
1
據(jù);
GB/T6495.4-1996晶體硅光伏器件的I-V實(shí)測特性的溫度和輻照度修正方法
GB/T9535-1998地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型
GB/T12936-2007太陽能熱利用術(shù)語
GB/T18912-2002光伏組件鹽霧腐蝕試驗(yàn)
GB/T19394-2003光伏(PV)組件紫外試驗(yàn)
IEC60904-1:2020Photovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltage
characteristics
IEC61215-2:2021Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtype
approvalPart2:Testprocedures
ISO9806:2017Solarenergy-Solarthermalcollectors-Testmethods
標(biāo)準(zhǔn)起草組通過大量的文獻(xiàn)檢索、調(diào)研,系統(tǒng)地掌握了光伏光熱一體組件的相關(guān)要求。根
據(jù)編制的標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)體系協(xié)調(diào)一致的原則,并體現(xiàn)科學(xué)實(shí)用,便于實(shí)施的特點(diǎn),討論確定
了標(biāo)準(zhǔn)的基本結(jié)構(gòu)和編制原則。標(biāo)準(zhǔn)力求在我國法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系的框架下,使光伏光熱一
體組件更為規(guī)范。
2.2021年10月~2022年3月,標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃下達(dá)后,起草籌備組在申報(bào)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃草案的
基礎(chǔ)上,通過調(diào)研和資料收集、研究分析和內(nèi)部討論,完成了標(biāo)準(zhǔn)討論稿。
3.2022年3月3日,中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽能熱利用專業(yè)委員會(huì)通過在線會(huì)議形式
組織召開了標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)會(huì)暨起草組第一次工作會(huì)議,與會(huì)單位有:能源行業(yè)農(nóng)村能源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)
委員會(huì)、中國節(jié)能協(xié)會(huì)太陽能專業(yè)委員會(huì)、浙江省太陽能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心、浙江神太太陽能
股份有限公司、江蘇科技大學(xué)、上海理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、中建環(huán)能科技股份有限公司、
海寧正泰新能源科技有限公司、嵊州晴遠(yuǎn)環(huán)??萍脊煞萦邢薰?、杭州德尚科技有限公司、東
莞市綠光電子有限公司等20家相關(guān)單位。與會(huì)代表表示積極支持這項(xiàng)工作,并對(duì)討論稿提出
了修改意見。會(huì)議決定成立標(biāo)準(zhǔn)起草組,由浙江省太陽能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心負(fù)責(zé)根據(jù)討論稿完
成征求意見稿,中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽能熱利用專業(yè)委員會(huì)負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編寫過程中的組織聯(lián)
絡(luò)、協(xié)調(diào)和意見征求等。
4.標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)會(huì)后,標(biāo)準(zhǔn)起草組根據(jù)與會(huì)代表的意見,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行了認(rèn)真的修改,
并前往浙江神太太陽能股份有限公司和海寧正泰新能源科技有限公司進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,聽取企業(yè)
對(duì)本文件技術(shù)要求項(xiàng)目的設(shè)置、性能指標(biāo)值等意見。2022年3月起草組完成了征求意見稿的
編寫工作,并將標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿發(fā)放給大專院校、科研院所、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和關(guān)聯(lián)企業(yè)等廣泛征求
意見。
四、標(biāo)準(zhǔn)編制原則
本文件的編制嚴(yán)格遵照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件
的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》中格式和內(nèi)容的規(guī)定,針對(duì)目前光伏光熱一體組件生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀,確定
了以下編制原則:
2
1.與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)的原則
根據(jù)光伏光熱一體組件發(fā)展現(xiàn)狀和實(shí)際特點(diǎn),引用了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T4271、GB/T6424和
GB/T18912等,使制定的標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足光伏光熱一體組件的應(yīng)用要求,制定的標(biāo)準(zhǔn)切實(shí)可行
便于操作實(shí)施。
2.科學(xué)實(shí)用性原則
標(biāo)準(zhǔn)緊密結(jié)合我國有關(guān)光伏光熱一體組件的要求,以及有關(guān)法律法規(guī),具有較強(qiáng)的科學(xué)性、
指導(dǎo)性、可行性和可操作性。
五、標(biāo)準(zhǔn)編制的主要內(nèi)容
本文件的主要內(nèi)容包括:范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、結(jié)構(gòu)、分類和編碼、技術(shù)
要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。
1.范圍
本文件規(guī)定了光伏光熱一體組件的結(jié)構(gòu)、分類和編碼、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等。
適用于利用太陽能實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電和光熱轉(zhuǎn)換的熱電聯(lián)產(chǎn)的非聚光型雙用途組件。
2.規(guī)范性引用文件
本部分內(nèi)容給出了在標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中所引用的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于本文件的實(shí)施是必不可少的文
件。
3.術(shù)語和定義
本部分內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的術(shù)語解釋,包括光伏光熱一體組件、熱穩(wěn)態(tài)下的光伏效率、
電輸出狀態(tài)下的光熱峰值效率。
4.結(jié)構(gòu)、分類和編碼
本部分內(nèi)容為光伏光熱一體組件的結(jié)構(gòu)、分類和編碼,給出了相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、分類、編
碼和示例。
5.技術(shù)要求
1)外觀
光伏光熱一體組件兼具光伏發(fā)電和光熱轉(zhuǎn)化的雙重用途,電路、水路同時(shí)運(yùn)行。為規(guī)范產(chǎn)
品外觀質(zhì)量對(duì)光伏光熱一體組件的光伏電池表面、透明蓋板、蓋板與殼體密封、殼體外表面涂
層、隔熱體、測溫傳感器接入口、接線盒、導(dǎo)線、接線端子提出了相應(yīng)的要求。為方便正確使
用,確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行,對(duì)結(jié)構(gòu)性有進(jìn)出口設(shè)計(jì)的組件提出了標(biāo)識(shí)換熱介質(zhì)進(jìn)出口的要求。
2)面積偏差
采光面積是影響光伏光熱一體組件光伏發(fā)電量、光熱得熱量的關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo),為確保消
費(fèi)者利益,提出了實(shí)測輪廓采光面積與標(biāo)稱輪廓采光面積偏差不大于1%的規(guī)定。
3)光學(xué)性能
光伏光熱一體組件表面保護(hù)性玻璃層和封裝膠膜的太陽透射率,反映的是光伏光熱一體組
件有效太陽光照的獲得,隨表面保護(hù)性玻璃層和貼合封裝膠膜的太陽透射率降低,光伏光熱一
體組件的光電轉(zhuǎn)化、光熱轉(zhuǎn)化能力會(huì)逐漸衰減。綜合考慮實(shí)際測試結(jié)果等因素,本文件規(guī)定玻
3
璃蓋板的太陽透射比應(yīng)不小于0.85(AM1.5),玻璃蓋板和封裝膠膜組合體的太陽透射比應(yīng)不
小于0.80(AM1.5)。
4)機(jī)械強(qiáng)度
機(jī)械強(qiáng)度是考慮光伏光熱一體組件在實(shí)際使用中存在受到冰雹撞擊的情況,機(jī)械沖擊有使
光伏電池隱裂破損的風(fēng)險(xiǎn),綜合考慮實(shí)際測試結(jié)果等因素。
5)紫外老化
紫外老化是光伏組件性能衰減因素中影響較為顯著的因素,是影響光伏光熱一體組件長期
使用過程中發(fā)電功率的重要性能,本文件參照GB/T19394,提出了紫外老化試驗(yàn)后光伏光熱
一體組件最大輸出電功率衰減應(yīng)不大于5%的要求。
6)鹽霧腐蝕
鹽霧腐蝕試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱舜_定光伏光熱一體組件的抗鹽霧腐蝕的能力,用于評(píng)估材料的適
應(yīng)性和保護(hù)層的質(zhì)量及均勻性,本文件參照GB/T18912提出了技術(shù)要求。
7)熱穩(wěn)態(tài)下的光伏效率
光伏光熱一體組件需要同時(shí)輸出電能和熱能,以及在特殊情況下單獨(dú)輸出熱能或者電能,
需要對(duì)不同工況下輸出性能進(jìn)行表述,以方便系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用。本文件規(guī)定分別給出光伏
光熱一體組件在循環(huán)介質(zhì)達(dá)到10℃、25℃、40℃、60℃穩(wěn)態(tài)時(shí)的最大光電轉(zhuǎn)換效率,并給出
基于循環(huán)介質(zhì)溫度的光電效率曲線。結(jié)合工信部要求,按光伏電池類型對(duì)光伏光熱一體組件在
循環(huán)介質(zhì)25℃穩(wěn)態(tài)工況下光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了限定。
8)外熱沖擊
外熱沖擊目的是為了確認(rèn)光伏光熱一體組件在各工況運(yùn)行是突然的暴雨對(duì)其性能的影響,
用于評(píng)估材料密封性能,本文件參照太陽能集熱器的試驗(yàn)方法提出了技術(shù)要求。
9)耐低溫
耐低溫試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱蓑?yàn)證光伏光熱一體組件耐受低溫的能力,驗(yàn)證其設(shè)置的抗凍機(jī)構(gòu)和
保護(hù)措施的有效性,該項(xiàng)目僅對(duì)聲明具有防凍功能的光伏光熱一體組件適用。
10)耐壓、悶曬、空曬、內(nèi)熱沖擊和淋雨
耐壓試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證光伏光熱一體組件換熱部件承受液體壓力的能力,驗(yàn)證由壓力產(chǎn)生
的換熱部件變形、膨脹等對(duì)其光伏電池、換熱管路、保溫密封等結(jié)構(gòu)的影響。
悶曬、空曬和內(nèi)熱沖擊是驗(yàn)證光伏光熱一體組件在自然條件下停止使用、換熱介質(zhì)泄漏和
換熱介質(zhì)的大溫差進(jìn)入等實(shí)際使用情況造成其內(nèi)部壓力急劇變化、溫度的過熱和內(nèi)部溫度大速
率變化而產(chǎn)生的破壞情況。結(jié)合GB/T6424要求和實(shí)際測試結(jié)果提出了技術(shù)要求。
淋雨試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證光伏光熱一體組件在戶外降雨條件下工作,防護(hù)雨水進(jìn)入造成損壞
和保溫失效的能力,參照平板型太陽能集熱器的要求,考慮了光伏光熱一體組件在較高溫度工
作時(shí)突然降雨,由于降溫內(nèi)部氣壓降低從而吸入雨水的可能。
11)壓力降
壓力降的目的是通過試驗(yàn)給出組件在不同流量條件下對(duì)循環(huán)介質(zhì)的流動(dòng)阻力影響,為組件
4
的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)提供技術(shù)參數(shù)。
12)電輸出狀態(tài)下的光熱性能
對(duì)于光伏光熱一體組件電輸出狀態(tài)下的光熱性能,結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)提出“熱輸出瞬時(shí)效率截
距應(yīng)不低于0.30,總熱損系數(shù)應(yīng)不大于25W/(m2·℃)。”“給出基于采光面積和平均溫度的電
輸出狀態(tài)下的瞬時(shí)效率曲線、峰值功率和峰值效率,以及有效熱容和入射角修正系數(shù)?!钡囊?/p>
求。
13)電容
電容是由于光伏光熱一體組件作為容性器件,由于換熱裝置的存在其電容相對(duì)普通光伏組
件電容較大。電容會(huì)影響光伏逆變器的運(yùn)行。當(dāng)使用無變壓器型的光伏逆變器的時(shí)候,就會(huì)出
現(xiàn)電容放電電流,能觸發(fā)逆變器的殘余電流檢測。為光伏光熱一體組件應(yīng)用提供電容設(shè)計(jì)參數(shù),
本文件提出需要給出光伏光熱一體組件電容的數(shù)值。
14)濕漏電流
濕漏電流用于驗(yàn)證光伏光熱一體組件經(jīng)雨、霧、露水或溶雪等潮濕工作條件下的絕緣性能。
在潮濕氣候下濕氣是否進(jìn)入光伏光熱一體組件內(nèi)部電路的工作部分,對(duì)其造成腐蝕、漏電等損
壞,本文件參照IEC61215-2:2021和實(shí)際測試結(jié)果提出“測試絕緣電阻乘以光伏光熱一體組件
面積應(yīng)不小于40MΩ·m2。”的技術(shù)要求。
15)絕緣性能
絕緣性能目的用于驗(yàn)證光伏光熱一體組件電氣絕緣的安全性,本文件參照IEC61215-2:
2021和實(shí)測結(jié)果提出了“測試后無絕緣擊穿和表面破裂。直流500V時(shí)的絕緣電阻乘以光伏光
熱一體組件面積應(yīng)不小于40MΩ·m2?!钡募夹g(shù)要求。
16)高低溫交變
高低溫交變試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證光伏光熱一體組件層壓結(jié)構(gòu)由于各層材料膨脹率不同,在溫度
快速切變過程中伸長和收縮過程中,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性保持的能力,由于該種結(jié)構(gòu)破壞造成的損壞
為可見的破損或光伏電池的隱裂,結(jié)合實(shí)測的結(jié)果,本文件提出相應(yīng)的要求。
6.試驗(yàn)方法
本部分內(nèi)容針對(duì)光伏光熱一體組件的技術(shù)要求,提出了相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法。
1)測試順序
光伏光熱一體組件的各項(xiàng)試驗(yàn)存在相互影響,例如耐候性試驗(yàn)會(huì)對(duì)熱穩(wěn)態(tài)下的光伏效率、
電輸出狀態(tài)下的光熱性能產(chǎn)生直接影響,淋雨、濕漏電流等試驗(yàn)不利于電容測量的準(zhǔn)確性。為
減小因試驗(yàn)順序造成的試驗(yàn)結(jié)果差異,本文件規(guī)定了試驗(yàn)順序。
2)外觀
為便于發(fā)現(xiàn)存在的外觀缺陷,試驗(yàn)要求前后各進(jìn)行一次,其目的是確認(rèn)其它試驗(yàn)是否對(duì)光
伏光熱一體組件造成損壞。
3)光學(xué)性能
光伏光熱一體組件樣品蓋板玻璃為鋼化玻璃,不具備在樣品上取樣試驗(yàn)的操作性,本文件
5
提出選取未鋼化的蓋板玻璃,跟蓋板玻璃采用同工藝鋼化后測試。再用測量過太陽透射比的玻
璃灌封EVA,待充分交聯(lián)后,測試組合體的太陽透射比。
4)熱穩(wěn)態(tài)下的光伏效率
光伏光熱一體組件熱穩(wěn)態(tài)的形成,既包括環(huán)境氣溫穩(wěn)定又需要換熱介質(zhì)穩(wěn)定、太陽輻照穩(wěn)
定,需要利用室內(nèi)穩(wěn)態(tài)模擬光源,因此本文件提出試驗(yàn)在室內(nèi)模擬太陽環(huán)境中進(jìn)行,并規(guī)定了
相應(yīng)試驗(yàn)條件和試驗(yàn)程序。
根據(jù)隨溫度上升光伏光熱一體組件電效率線性下降的特點(diǎn),給出了基于進(jìn)出口平均溫度的
光伏光熱一體組件光電效率系數(shù)計(jì)算公式,由四個(gè)工況實(shí)測數(shù)據(jù)線性擬合獲得。
7.檢驗(yàn)規(guī)則
本部分內(nèi)容對(duì)光伏光熱一體組件的檢驗(yàn)分類、檢驗(yàn)項(xiàng)目、抽樣方法和判定規(guī)則做出了規(guī)定。
8.標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存
本部分內(nèi)容規(guī)定了光伏光熱一體組件的標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存做出了規(guī)定。
六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)
全球范圍內(nèi)應(yīng)用光伏光熱一體組件較多的是中國,國外雖然有較多的試驗(yàn)研究,但無工業(yè)
化生產(chǎn)和使用。目前光伏光熱一體組件在國外的產(chǎn)品和技術(shù),均以建筑中的熱水或光伏發(fā)電應(yīng)
用為核心,沒有可供參考、借鑒的光伏光熱一體組件標(biāo)準(zhǔn)。但本文件采用了IEC60904-1:2020
中光伏電流-電壓測試的試驗(yàn)方法,以及IEC61215-2:2021中濕漏電流的試驗(yàn)方法和技術(shù)要求,
使本文件中光伏功率、效率和濕漏電流的測試結(jié)果同光伏組件產(chǎn)品基于相同條件、采用相同方
法,具有可比性。
七、試驗(yàn)驗(yàn)證情況
本文件在征求意見過程中,標(biāo)準(zhǔn)起草組選擇了目前市場應(yīng)用比較廣泛的典型產(chǎn)品,由浙江
省太陽能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心按本文件的規(guī)定進(jìn)行測試驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果顯示,本文件測試方法科
學(xué)合理,技術(shù)指標(biāo)制定依據(jù)充分,能滿足光伏光熱一體組件的實(shí)際應(yīng)用要求。
八、預(yù)期效果
在國家大力推進(jìn)節(jié)能減排的大環(huán)境下,光伏光熱一體組件的應(yīng)用推廣量日益增長。就目前
的市場現(xiàn)狀來看,光伏光熱一體組件的生產(chǎn)技術(shù)水平差異較大。本文件頒布后,光伏光熱一體
組件有了科學(xué)合理的依據(jù)和指導(dǎo)性文件,在推動(dòng)產(chǎn)品走向規(guī)范的同時(shí),將有效的提升了產(chǎn)品的
質(zhì)量,提高用戶滿意度。
九、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性
本文件引用的主要標(biāo)準(zhǔn)有GB/T4271、GB/T6424和GB/T18912等,與目前國家現(xiàn)行的
法律、法規(guī)、政策及相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求協(xié)調(diào)一致,無沖突。
十、重要內(nèi)容的解釋和其它應(yīng)予說明的事項(xiàng)
本文件的計(jì)劃名稱為《民用光伏光熱一體組件技術(shù)規(guī)范》,考慮到光伏光熱一體組件既適
于民用,也適于工農(nóng)業(yè)應(yīng)用,經(jīng)過開會(huì)研討,專家建議將標(biāo)準(zhǔn)名稱改為《光伏光熱一體組件技
術(shù)規(guī)范》,更為科學(xué)準(zhǔn)確,并符合標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。
6
《光伏光熱一體組件技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)起草組
2022年3月
7
《光伏光熱一體組件技術(shù)規(guī)范》編制說明
(征求意見稿)
一、項(xiàng)目背景和意義
長期以來,太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱水都得到了廣泛應(yīng)用,但在安裝應(yīng)用時(shí)彼此搶占空
間,且均存在技術(shù)瓶頸,如太陽能光伏發(fā)電的發(fā)電效率低、發(fā)熱現(xiàn)象突出,太陽能熱水的能源
輸出單一。
光伏光熱一體組件結(jié)合已有的光伏電池與太陽能集熱技術(shù),在太陽能轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí),
將導(dǎo)致發(fā)電效率下降的熱量由集熱組件中的冷卻介質(zhì)帶走,在提升發(fā)電效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱能收
益,極大提高太陽能的綜合利用效率,同時(shí)滿足用戶對(duì)高品質(zhì)電力和低品質(zhì)熱能的要求。光伏
光熱一體組件能同時(shí)提供電力和熱水,可廣泛應(yīng)用于采暖、工商業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、烘干、新型建筑
一體化工程,應(yīng)用前景十分廣闊。特別是通過其與空氣源熱泵結(jié)合,光伏光熱一體組件把低品
位余熱(高于環(huán)境溫度)通過空氣源熱泵熱回收,實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境下空氣源熱泵能效比的大幅提
升,極大提高可再生能源利用率,實(shí)現(xiàn)熱、電高效聯(lián)產(chǎn),解決北方地區(qū)冬季采暖過程中電、熱
兩缺的問題,獲得了良好的應(yīng)用效果。
此類產(chǎn)品和技術(shù)近年來發(fā)展較快,但是目前還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行約束和規(guī)范,導(dǎo)致
產(chǎn)品質(zhì)量和性能良莠不齊。因此有必要聯(lián)合生產(chǎn)廠家、科研院所共同制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)
此類產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)范,指導(dǎo)該產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。將進(jìn)一步提升我國光伏光熱一體組件系
統(tǒng)的競爭力,提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性,促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的快速、健康發(fā)展。
二、任務(wù)來源
《光伏光熱一體組件技術(shù)規(guī)范》是國家能源局2021年能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃下達(dá)的
標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目,國能綜通科技[2021]92號(hào),項(xiàng)目的編號(hào)為:能源20210283。項(xiàng)目的計(jì)劃名稱
為《民用光伏光熱一體組件技術(shù)規(guī)范》。
本文件由中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽能熱利用專業(yè)委員會(huì)負(fù)責(zé)組織起草。
本文件起草單位:浙江省太陽能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心
本文件主要起草人:
三、工作簡要過程
1.本文件在起草過程中,收集了大量與光伏光熱一體組件相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),主要如下:
GB/T191-2008包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志
GB/T2297-1989太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語
GB/T4271-2021太陽能集熱器性能試驗(yàn)方法
GB/T6424-2021平板型太陽能集熱器
GB/T6495.1-1996光伏器件第1部分:光伏電流-電壓特性的測量;
GB/T6495.2-1996光伏器件第2部分:標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的要求;
GB/T6495.3-1996光伏器件第3部分:地面用光伏器件的測量原理及標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度數(shù)
1
據(jù);
GB/T6495.4-1996晶體硅光伏器件的I-V實(shí)測特性的溫度和輻照度修正方法
GB/T9535-1998地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型
GB/T12936-2007太陽能熱利用術(shù)語
GB/T18912-2002光伏組件鹽霧腐蝕試驗(yàn)
GB/T19394-2003光伏(PV)組件紫外試驗(yàn)
IEC60904-1:2020Photovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltage
characteristics
IEC61215-2:2021Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtype
approvalPart2:Testprocedures
ISO9806:2017Solarenergy-Solarthermalcollectors-Testmethods
標(biāo)準(zhǔn)起草組通過大量的文獻(xiàn)檢索、調(diào)研,系統(tǒng)地掌握了光伏光熱一體組件的相關(guān)要求。根
據(jù)編制的標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)體系協(xié)調(diào)一致的原則,并體現(xiàn)科學(xué)實(shí)用,便于實(shí)施的特點(diǎn),討論確定
了標(biāo)準(zhǔn)的基本結(jié)構(gòu)和編制原則。標(biāo)準(zhǔn)力求在我國法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系的框架下,使光伏光熱一
體組件更為規(guī)范。
2.2021年10月~2022年3月,標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃下達(dá)后,起草籌備組在申報(bào)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃草案的
基礎(chǔ)上,通過調(diào)研和資料收集、研究分析和內(nèi)部討論,完成了標(biāo)準(zhǔn)討論稿。
3.2022年3月3日,中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽能熱利用專業(yè)委員會(huì)通過在線會(huì)議形式
組織召開了標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)會(huì)暨起草組第一次工作會(huì)議,與會(huì)單位有:能源行業(yè)農(nóng)村能源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)
委員會(huì)、中國節(jié)能協(xié)會(huì)太陽能專業(yè)委員會(huì)、浙江省太陽能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心、浙江神太太陽能
股份有限公司、江蘇科技大學(xué)、上海理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、中建環(huán)能科技股份有限公司、
海寧正泰新能源科技有限公司、嵊州晴遠(yuǎn)環(huán)??萍脊煞萦邢薰尽⒑贾莸律锌萍加邢薰?、東
莞市綠光電子有限公司等20家相關(guān)單位。與會(huì)代表表示積極支持這項(xiàng)工作,并對(duì)討論稿提出
了修改意見。會(huì)議決定成立標(biāo)準(zhǔn)起草組,由浙江省太陽能產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心負(fù)責(zé)根據(jù)討論稿完
成征求意見稿,中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽能熱利用專業(yè)委員會(huì)負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編寫過程中的組織聯(lián)
絡(luò)、協(xié)調(diào)和意見征求等。
4.標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)會(huì)后,標(biāo)準(zhǔn)起草組根據(jù)與會(huì)代表的意見,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行了認(rèn)真的修改,
并前往浙江神太太陽能股份有限公司和海寧正泰新能源科技有限公司進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,聽取企業(yè)
對(duì)本文件技術(shù)要求項(xiàng)目的設(shè)置、性能指標(biāo)值等意見。2022年3月起草組完成了征求意見稿的
編寫工作,并將標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿發(fā)放給大專院校、科研院所、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和關(guān)聯(lián)企業(yè)等廣泛征求
意見。
四、標(biāo)準(zhǔn)編制原則
本文件的編制嚴(yán)格遵照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件
的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》中格式和內(nèi)容的規(guī)定,針對(duì)目前光伏光熱一體組件生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀,確定
了以下編制原則:
2
1.與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)的原則
根據(jù)光伏光熱一體組件發(fā)展現(xiàn)狀和實(shí)際特點(diǎn),引用了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T4271、GB/T6424和
GB/T18912等,使制定的標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足光伏光熱一體組件的應(yīng)用要求,制定的標(biāo)準(zhǔn)切實(shí)可行
便于操作實(shí)施。
2.科學(xué)實(shí)用性原則
標(biāo)準(zhǔn)緊密結(jié)合我國有關(guān)光伏光熱一體組件的要求,以及有關(guān)法律法規(guī),具有較強(qiáng)的科學(xué)性、
指導(dǎo)性、可行性和可操作性。
五、標(biāo)準(zhǔn)編制的主要內(nèi)容
本文件的主要內(nèi)容包括:范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、結(jié)構(gòu)、分類和編碼、技術(shù)
要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。
1.范圍
本文件規(guī)定了光伏光熱一體組件的結(jié)構(gòu)、分類和編碼、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等。
適用于利用太陽能實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電和光熱轉(zhuǎn)換的熱電聯(lián)產(chǎn)的非聚光型雙用途組件。
2.規(guī)范性引用文件
本部分內(nèi)容給出了在標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中所引用的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于本文件的實(shí)施是必不可少的文
件。
3.術(shù)語和定義
本部分內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的術(shù)語解釋,包括光伏光熱一體組件、熱穩(wěn)態(tài)下的光伏效率、
電輸出狀態(tài)下的光熱峰值效率。
4.結(jié)構(gòu)、分類和編碼
本部分內(nèi)容為光伏光熱一體組件的結(jié)構(gòu)、分類和編碼,給出了相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、分類、編
碼和示例。
5.技術(shù)要求
1)外觀
光伏光熱一體組件兼具光伏發(fā)電和光熱轉(zhuǎn)化的雙重用途,電路、水路同時(shí)運(yùn)行。為規(guī)范產(chǎn)
品外觀質(zhì)量對(duì)光伏光熱一體組件的光伏電池表面、透明蓋板、蓋板與殼體密封、殼體外表面涂
層、隔熱體、測溫傳感器接入口、接線盒、導(dǎo)線、接線端子提出了相應(yīng)的要求。為方便正確使
用,確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行,對(duì)結(jié)構(gòu)性有進(jìn)出口設(shè)計(jì)的組件提出了標(biāo)識(shí)換熱介質(zhì)進(jìn)出口的要求。
2)面積偏差
采光面積是影響光伏光熱一體組件光伏發(fā)電量、光熱得熱量的關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo),為確保消
費(fèi)者利益,提出了實(shí)測輪廓采光面積與標(biāo)稱輪廓采光面積偏差不大于1%的規(guī)定。
3)光學(xué)性能
光伏光熱一體組件表面保護(hù)性玻璃層和封裝膠膜的太陽透射率,反映的是光伏光熱一體組
件有效太陽光照的獲得,隨表面保護(hù)性玻璃層和貼合封裝膠膜的太陽透射率降低,光伏光熱一
體組件的光電轉(zhuǎn)化、光熱轉(zhuǎn)化能力會(huì)逐漸衰減。綜合考慮實(shí)際測試結(jié)果等因素,本文件規(guī)定玻
3
璃蓋板的太陽透射比應(yīng)不小于0.85(AM1.5),玻璃蓋板和封裝膠膜組合體的太陽透射比應(yīng)不
小于0.80(AM1.5)。
4)機(jī)械強(qiáng)度
機(jī)械強(qiáng)度是考慮光伏光熱一體組件在實(shí)際使用中存在受到冰雹撞擊的情況,機(jī)械沖擊有使
光伏電池隱裂破損的風(fēng)險(xiǎn),綜合考慮實(shí)際測試結(jié)果等因素。
5)紫外老化
紫外老化是光伏組件性能衰減因素中影響較為顯著的因素,是影響光伏光熱一體組件長期
使用過程中發(fā)電功率的重要性能,本文件參照GB/T19394,提出了紫外老化試驗(yàn)后光伏光熱
一體組件最大輸出電功率衰減應(yīng)不大于5%的要求。
6)鹽霧腐蝕
鹽霧腐蝕試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱舜_定光伏光熱一體組件的抗鹽霧腐蝕的能力,用于評(píng)估材料的適
應(yīng)性和保護(hù)層的質(zhì)量及均勻性,本文件參照GB/T18912提出了技術(shù)要求。
7)熱穩(wěn)態(tài)下的光伏效率
光伏光熱一體組件需要同時(shí)輸出電能和熱能,以及在特殊情況下單獨(dú)輸出熱能或者電能,
需要對(duì)不同工況下輸出性能進(jìn)行表述,以方便系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用。本文件規(guī)定分別給出光伏
光熱一體組件在循環(huán)介質(zhì)達(dá)到10℃、25℃、40℃、60℃穩(wěn)態(tài)時(shí)的最大光電轉(zhuǎn)換效率,并給出
基于循環(huán)介質(zhì)溫度的光電效率曲線。結(jié)合工信部要求,按光伏電池類型對(duì)光伏光熱一體組件在
循環(huán)介質(zhì)25℃穩(wěn)態(tài)工況下光電轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了限定。
8)外熱沖擊
外熱沖擊目的是為了確認(rèn)光伏光熱一體組件在各工況運(yùn)行是突然的暴雨對(duì)其性能的影響,
用于評(píng)估材料密封性能,本文件參照太陽能集熱器的試驗(yàn)方法提出了技術(shù)要求。
9)耐低溫
耐低溫試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱蓑?yàn)證光伏光熱一體組件耐受低溫的能力,驗(yàn)證其設(shè)置的抗凍機(jī)構(gòu)和
保護(hù)措施的有效性,該項(xiàng)目僅對(duì)聲明具有防凍功能的光伏光熱一體組件適用。
10)耐壓、悶曬、空曬、內(nèi)熱沖擊和淋雨
耐壓試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證光伏光熱一體組件換熱部件承受液體壓力的能力,驗(yàn)證由壓力產(chǎn)生
的換熱部件變形、膨脹等對(duì)其光伏電池、換熱管路、保溫密封等結(jié)構(gòu)的影響。
悶曬、空曬和內(nèi)熱沖擊是驗(yàn)證光伏光熱一體組件在自然條件下停止使用、換熱介質(zhì)泄漏和
換熱介質(zhì)的大溫差進(jìn)入等實(shí)際使用情況造成其內(nèi)部壓力急劇變化、溫度的過熱和內(nèi)部溫度大速
率變化而產(chǎn)生的破壞情況。結(jié)合GB/T6424要求和實(shí)際測試結(jié)果提出了技術(shù)要求。
淋雨試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證光伏光熱一體組件在戶外降雨條件下工作,防護(hù)雨水進(jìn)入造成損壞
和保溫失效的能力,參照平板型太陽能
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