位于茨城縣中部的笠間市，有一座采用了雙面玻璃太陽能電池板的500kW光伏電站（圖1～2）。電池板是中國天合光能制造的。



圖1：鋪設(shè)了雙面玻璃電池板的茨城縣笠間市光伏電站。輸出功率為500kW（攝影：日經(jīng)BP社）



圖2：用兩張玻璃封裝，沒采用鋁框架。采用中國天合光能制造的雙面玻璃電池板“DUOMAX”的“PDG5”（攝影：日經(jīng)BP社）

發(fā)電站從開發(fā)到EPC（設(shè)計(jì)、采購、施工）服務(wù)和O&M（運(yùn)營、維護(hù)），均由經(jīng)營光伏發(fā)電設(shè)備的富士科技公司（千葉縣匝瑳市：以下稱富士科技）一手負(fù)責(zé)。發(fā)電運(yùn)營商為美國大型IT企業(yè)的日本公司前高管設(shè)立的SPC（特殊目的公司）。

削減了雙面玻璃電池板的成本使之得以采用

笠間市的項(xiàng)目提高了太陽能電池板側(cè)的可靠性，削減了O&M成本。這主要得益于采用了雙面玻璃太陽能電池板（圖3）。



圖3：電池板采用兩張玻璃夾入的密封構(gòu)造，提高了長期可靠性。還消除了鋁框架與電池板間積塵的課題（攝影：日經(jīng)BP社）

通過采用以兩張玻璃夾入的密封構(gòu)造，將以往的太陽能電池板常用的樹脂背板換成了玻璃。用無機(jī)材料取代時(shí)間久了會(huì)劣化的有機(jī)材料，提高了長期可靠性。

除了可靠性外，富士科技還提到了天合光能制造的雙面玻璃產(chǎn)品的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)——沒有鋁框架。這樣落在電池板上的塵土容易滑落，能降低發(fā)電損失，有助于削減O&M成本。

以往的太陽能電池板如果以一定程度以上的角度設(shè)置，電池板表面上落下的塵土也會(huì)被雨水沖刷掉，不會(huì)影響發(fā)電量。

但鋁框架會(huì)擋住塵土滑落，電池板底部經(jīng)常會(huì)有土結(jié)成塊。土塊擴(kuò)展到電池單元（發(fā)電元件）上時(shí)，可能就會(huì)造成發(fā)電損失，因此需要將其除去。

但雙面玻璃太陽能電池板由于是采用成本比樹脂背板高的玻璃封裝，因此有導(dǎo)入費(fèi)用會(huì)升高的缺點(diǎn)。

天合光能在大型廠商中率先開始量產(chǎn)，將價(jià)格降到了比較現(xiàn)實(shí)的水平。雖然售價(jià)未公開，但天合光能日本公司稱：“控制在了購買相同容量的電池板時(shí)，比以往采用樹脂背板的電池板每W只高出2～3日元的水平”。

把成本降到這個(gè)水平，再加上劣化率降低等帶來的發(fā)電量增加和O&M費(fèi)用的削減等效果，投資效率有望提高，因此決定采用。

雙面玻璃電池板特有的設(shè)置方法

設(shè)置時(shí)因是雙面玻璃電池板而費(fèi)了不少勁。其重量約為28kg，比樹脂背板產(chǎn)品要重10kg左右，而且接觸的部分全部是玻璃，容易破碎。萬一電池板掉落砸到人，可能會(huì)造成重傷。

設(shè)置一張電池板費(fèi)了以往的樹脂背板產(chǎn)品約1.7倍的時(shí)間，謹(jǐn)慎施工。

施工人員搬運(yùn)電池板時(shí)與樹脂背板產(chǎn)品一樣，也是兩人一組。但搬運(yùn)方法變了。

以往的電池板是用雙手抬住左右的角搬運(yùn)，而雙面玻璃電池板使用了帶吸盤的搬運(yùn)工具。吸附力很強(qiáng)，又重又大的玻璃也能穩(wěn)定搬運(yùn)。

在架臺(tái)上固定電池板的方法也變了（圖4～5）。以往的電池板是將鋁框架放在架臺(tái)的導(dǎo)軌上，再用五金件壓在上面，在不損傷玻璃的情況下固定在架臺(tái)上。



圖4：不是設(shè)置在架臺(tái)導(dǎo)軌上，而是用夾板固定
在每張電池板的底部和上部分別設(shè)置3個(gè)夾板，合計(jì)配置了6處夾板（攝影：日經(jīng)BP社）



圖5：夾住兩張玻璃，以保護(hù)和固定玻璃的夾板
電池板懸浮于架臺(tái)導(dǎo)軌之上固定（攝影：日經(jīng)BP社）

雙面玻璃電池板由于外側(cè)全部為玻璃所覆蓋，為避免碎裂，不能使用這種方法。因此沒有在架臺(tái)的導(dǎo)軌上設(shè)置玻璃，而是采用可保護(hù)和固定玻璃的部件“夾板”來固定。

富士科技在每張電池板的底部和上部各三處設(shè)置了夾住雙面玻璃電池板正反兩面固定的夾板，合計(jì)配置了6處夾板。

采用夾板將電池板懸浮在架臺(tái)導(dǎo)軌上固定。考慮到20年的可靠性以及設(shè)置效率和操作性的平衡，決定采用這樣的形狀和夾板數(shù)量。

另外，使架臺(tái)導(dǎo)軌與電池板保持最佳距離，不會(huì)妨礙泥沙從電池板上滑落。

在架臺(tái)上固定電池板的作業(yè)不能像以前那樣將鋁框架設(shè)置在架臺(tái)導(dǎo)軌上，然后滑動(dòng)來確定位置。因?yàn)檫@樣玻璃會(huì)碎裂。

因此，采用了將雙面玻璃電池板放在設(shè)置位置的夾板上之后，利用夾板輕輕夾住來調(diào)整位置，然后再固定的方法。

連接相鄰電池板的串聯(lián)連接作業(yè)也變了（圖6）。



圖6：電池板間的布線處理也有改進(jìn)。利用架臺(tái)的導(dǎo)軌等，使多余的布線不垂落（攝影：日經(jīng)BP社）

以往的電池板可以將多余出來的布線收納在鋁框架內(nèi)側(cè)。而雙面玻璃電池板因沒有鋁框架，因此利用了架臺(tái)導(dǎo)軌的上方等使多余的布線不垂落。

采用以上方法設(shè)置了2304張雙面玻璃太陽能電池板，施工過程中的破損數(shù)量控制在了幾張以內(nèi)（圖7）。施工時(shí)非常慎重，最初一張也沒有碎裂，反而是在已經(jīng)上手之后因?yàn)榇笠獾仍虺霈F(xiàn)了幾張碎裂的情況。這是今后需要解決的課題。



圖7：雖然慎之又慎，但玻璃還是容易碎裂。從特定方向碰到的話容易碎裂，如何才能零破碎設(shè)置是需要解決的課題（攝影：日經(jīng)BP社）

發(fā)電站內(nèi)還有空地，預(yù)定在計(jì)劃并網(wǎng)的2015年秋季之前再增設(shè)約200kW的電池板。

利用1000V的光伏逆變器提高效率

光伏逆變器（PCS）采用東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)（TMEIC）的產(chǎn)品，設(shè)置了輸出功率為630kW，支持1000V電壓的機(jī)型。

構(gòu)成組串（串聯(lián)太陽能電池板的單位）的電池板數(shù)量增加到了24張，電池板到PCS的直流電路設(shè)計(jì)由1000V構(gòu)成。

與普通的600V系統(tǒng)相比，不但能減少接線盒的數(shù)量，縮短連接線的總長度，還可以削減供電中的電力損失。

●設(shè)施概要

地址	茨城縣笠間市泉
輸出功率	500kW
太陽能電池板輸出功率	約587kW，增設(shè)后約為800kW
發(fā)電運(yùn)營商	大型IT企業(yè)的日本公司前高管設(shè)立的SPC（特殊目的公司）
設(shè)計(jì)、采購及施工（EPC）服務(wù)	富士科技公司（千葉縣匝瑳市）
運(yùn)營及維護(hù)（O& M）	富士科技公司
太陽能電池板	中國天合光能制造（雙面玻璃產(chǎn)品，2304張）
光伏逆變器（PCS）	東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)（TMEIC）制造（輸出功率為630kW，支持1000V）
架臺(tái)	設(shè)計(jì)：富士科技公司，制造：中國廈門BSL
發(fā)電時(shí)間	預(yù)定2015年秋季前后