中國云南石屏縣牛達林場成立于1960年,管理著面積約為28.7萬公頃的森林資源。每年12月至次年6月是防火期,但由于農(nóng)民燒地、亂扔煙頭、節(jié)日祭祀等人為原因,森林每年至少發(fā)生多次不同程度的火災(zāi),最多一年發(fā)生約二十次火災(zāi)。自上世紀(jì)90年代后期,該林場管理者先后建立了六個監(jiān)護站,其中包括一個雷達監(jiān)控中心,通過使用安全且清潔的太陽能電力為28.7萬公頃的森林資源提供可持續(xù)的保障。中國光伏組件先驅(qū)制造商采用杜邦先進光伏材料保護光伏組件,使組件在長達近二十年的時間里為牛達林場提供可持續(xù)的電力保障。
挑戰(zhàn):
此前,該林場先后使用有線電話網(wǎng)絡(luò)、移動電話等作為通信系統(tǒng),保障森林的安全。然而,由于林場占地面積巨大,高海拔地區(qū)的有線通信系統(tǒng)和移動通訊經(jīng)常遭遇自然因素破壞,特別是面對經(jīng)常發(fā)生的火災(zāi)險情,有線電話不能與現(xiàn)場消防人員聯(lián)系,移動電話經(jīng)常出現(xiàn)信號不穩(wěn)、長時間通話費用過高等諸多運維難題。
在完全沒有電力接入能力的高海拔森林地區(qū),如何提供安全、高效、可持續(xù)且具有成本效益的電力,為28.7萬公頃森林的雷達監(jiān)控中心站和多個監(jiān)控子站提供可持續(xù)的照明與電力保障成為挑戰(zhàn)。
解決方案:
中國云南石屏縣牛達林場成立于1960年,占地面積28.7萬公頃,海拔1550至1650米,屬于自收自支的事業(yè)單位?,F(xiàn)有在職職工125人。自1960年以來至1990年初期,該林場的主要職責(zé)為培育和保護森林資源,依法有序經(jīng)營林木資源。1990年后,隨著中國政府推行退耕還林政策,牛達林場的主要責(zé)任變更為保護森林資源,并于2013年開始停止林業(yè)伐木工作。面對經(jīng)營方式的轉(zhuǎn)變,進一步挖掘森林附屬資源,保護森林的生態(tài)環(huán)境對于牛達林場的管理者來說顯得尤為重要。
在牛達林場工作近30年的現(xiàn)任黨支部書記孫萬福說:“每年12月至次年6月是防火期。但即使在防火期內(nèi),由于農(nóng)民燒地、亂扔煙頭、節(jié)日祭祀等人為原因,森林每年至少發(fā)生多次不同程度的火災(zāi),最多一年發(fā)生約二十次火災(zāi)。由于深山交通不便,沒有電力設(shè)施、通信設(shè)施等接入,給森林管理、森林防護造成極大的挑戰(zhàn)?!?/p>
上世紀(jì)90年代后期,中國光伏組件制造商先驅(qū)云南天達光伏科技股份有限公司(云南半導(dǎo)體器件廠)、日地太陽能電力股份有限公司(寧波硅材料廠),為云南石屏縣牛達林場提供太陽能發(fā)電離網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由光伏組件、蓄電池、雷達對講系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等組成。至今,這些系統(tǒng)仍在正常工作,為28.7萬公頃森林提供通信保障和基本電力需求,其中維持該系統(tǒng)經(jīng)過20年還能正常運行、提供電力的關(guān)鍵因素就是基于杜邦杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板,為組件提供長期可靠的保護。
圖:中國云南石屏縣牛達林場雷達監(jiān)控站
2015年6月,中國可再生能源學(xué)會光伏專委會、中國科學(xué)院電工研究所、太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)質(zhì)量檢測中心發(fā)起并組織了公益科研活動“尋找中國最美光伏老組件”,工作人員跋山涉水來到云南石屏縣牛達林場,對林場防火瞭望站使用了近20年的光伏組件進行了現(xiàn)場檢測。云南屬于亞濕熱氣候帶,根據(jù)年太陽總輻射量區(qū)劃分布,為很豐富(B)等級太陽輻射類地區(qū)。
通過攜帶的傅立葉紅外光譜設(shè)備檢測發(fā)現(xiàn),這些組件均使用基于杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板,歷經(jīng)近20年風(fēng)雨洗禮,背板外觀依然完好,無任何發(fā)黃、開裂或脫層現(xiàn)象。經(jīng)便攜式分光密度計和光澤度儀檢測,這些背板空氣面的PVF薄膜與新的杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜相比,顏色黃度b*值變化僅為1.6-1.8,光澤度變化小于1.6,證明其優(yōu)異的耐候性。隨行技術(shù)人員還通過戶外功率測試儀分析了老組件功率輸出情況,20年功率衰減共計約為14.5%,年均功率衰減約為0.7%。
圖:工作人員通過傅立葉紅外光譜設(shè)備檢測發(fā)現(xiàn),這些組件均使用基于杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板。
圖:工作人員對單晶老組件進行系統(tǒng)外觀檢查,其中背板內(nèi)層外觀完好如新。
圖:在戶外近20年后,支架已見銹跡斑斑,但基于杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板外觀無明顯變化。經(jīng)檢測,黃度b*值變化僅為1.6-1.8,證明其優(yōu)異的耐候性。
結(jié)果
云南石屏縣牛達林場光伏系統(tǒng)的組件通過長期時間和氣候的考驗仍在發(fā)電運行。杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜是唯一經(jīng)過30年來在各種氣候條件下(如沙漠、熱帶、沿海和高山)等戶外實際驗證,并仍能為組件提供至關(guān)重要的長期保護,保障系統(tǒng)安全,并實現(xiàn)光伏系統(tǒng)的長期效益。
近10年來中國光伏產(chǎn)業(yè)快速成長,不僅成為世界第一大組件生產(chǎn)國,更成為全球第一的光伏電站安裝國。根據(jù)中國政府規(guī)劃:到2020年中國光伏裝機不低于100GW,并有望突破150GW,意味著中國每年裝機總量不低于20GW。隨著光伏發(fā)電作為中國政府和眾多國家選擇的戰(zhàn)略性清潔能源,其可驗證的長期可靠性越來越被投資者看重。