光伏組件質(zhì)量問(wèn)題分析及安裝質(zhì)量控制

林存超

光伏組件質(zhì)量問(wèn)題分析及安裝質(zhì)量控制

林存超

林存超

山東電力建設(shè)第三工程公司

林存超（1988-）男，工科學(xué)士，工作單位：山東電力建設(shè)第三工程公司，研究方向：光伏電站建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理。

伴隨著國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，光伏組件自身產(chǎn)品質(zhì)量及光伏組件安裝質(zhì)量控制暴露出的問(wèn)題日益增多。光伏組件熱斑、隱裂、功率衰減等質(zhì)量問(wèn)題的大量出現(xiàn)對(duì)光伏電站高效穩(wěn)定運(yùn)行造成重大影響。同時(shí)，光伏組件安裝過(guò)程管理偏粗獷也給光伏電站穩(wěn)定運(yùn)行埋下質(zhì)量隱患。這背離了光伏電站建設(shè)的初衷，也引起了建設(shè)單位的廣泛關(guān)注。通過(guò)在光伏組件安裝環(huán)節(jié)從管理層面系統(tǒng)梳理組件安裝質(zhì)量控制有效措施，從而保證光伏電站高效穩(wěn)定運(yùn)行已成為當(dāng)前光伏施工領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

前言

光伏組件作為光伏電站的核心設(shè)備，具有安裝數(shù)量大，采購(gòu)成本高等特點(diǎn)。其電性能和熱性能的穩(wěn)定性決定了光伏電站的發(fā)電量多少和電站運(yùn)行成本投入。伴隨著國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的快速發(fā)展，部分組件廠家超速擴(kuò)產(chǎn)或建廠投產(chǎn)，造成整個(gè)生產(chǎn)鏈條出現(xiàn)不同層次的質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致現(xiàn)今低質(zhì)量光伏組件大比例出現(xiàn)。同時(shí)，光伏電站的規(guī)?；瘮U(kuò)張帶來(lái)的直接后果是人員流動(dòng)的頻繁以及施工環(huán)節(jié)管理的粗狂，光伏組件安裝過(guò)程管控不到位造成光伏組件熱斑、隱裂、人為破損等質(zhì)量問(wèn)題的大面積出現(xiàn)，影響了光伏電站整體高效穩(wěn)定運(yùn)行。本文結(jié)合國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求及光伏組件安裝實(shí)際情況，對(duì)光伏組件常見質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)光伏組件安裝質(zhì)量控制進(jìn)行總結(jié)，旨在從管理層面系統(tǒng)梳理光伏電站組件安裝質(zhì)量控制有效措施，保證光伏電站高效穩(wěn)定運(yùn)行。

光伏組件常見質(zhì)量問(wèn)題

光伏組件常見的質(zhì)量問(wèn)題有熱斑、隱裂和功率衰減。由于這些質(zhì)量問(wèn)題隱藏在電池板內(nèi)部，或光伏電站運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后才發(fā)生，在電池板進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)難以識(shí)別，需借助專業(yè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。

熱斑形成原因及檢測(cè)方法

光伏組件熱斑是指組件在陽(yáng)光照射下，由于部分電池片受到遮擋無(wú)法工作，使得被遮蓋的部分升溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未被遮蓋部分，致使溫度過(guò)高出現(xiàn)燒壞的暗斑。光伏組件熱斑的形成主要由兩個(gè)內(nèi)在因素構(gòu)成，即內(nèi)阻和電池片自身暗電流。

熱斑耐久試驗(yàn)是為確定太陽(yáng)電池組件承受熱斑加熱效應(yīng)能力的檢測(cè)試驗(yàn)。通過(guò)合理的時(shí)間和過(guò)程對(duì)太陽(yáng)電池組件進(jìn)行檢測(cè)，用以表明太陽(yáng)電池能夠在規(guī)定的條件下長(zhǎng)期使用。熱斑檢測(cè)可采用紅外線熱像儀進(jìn)行檢測(cè)，紅外線熱像儀可利用熱成像技術(shù)，以可見熱圖顯示被測(cè)目標(biāo)溫度及其分布。

隱裂形成原因及檢測(cè)方法

隱裂是指電池片中出現(xiàn)細(xì)小裂紋，電池片的隱裂會(huì)加速電池片功率衰減，影響組件的正常使用壽命，同時(shí)電池片的隱裂會(huì)在機(jī)械載荷下擴(kuò)大，有可能導(dǎo)致開路性破壞，隱裂還可能會(huì)導(dǎo)致熱斑效應(yīng)。

隱裂的產(chǎn)生是由于多方面原因共同作用造成的，組件受力不均勻，或在運(yùn)輸、倒運(yùn)過(guò)程中劇烈的抖動(dòng)都有可能造成電池片的隱裂。光伏組件在出廠前會(huì)進(jìn)行EL成像檢測(cè)，所使用的儀器為EL檢測(cè)儀。該儀器利用晶體硅的電致發(fā)光原理，利用高分辨率的CCD相機(jī)拍攝組件的近紅外圖像，獲取并判定組件的缺陷。EL檢測(cè)儀能夠檢測(cè)太陽(yáng)能電池組件有無(wú)隱裂、碎片、虛焊、斷柵及不同轉(zhuǎn)換效率單片電池異常現(xiàn)象。

功率衰減分類及檢測(cè)方法

光伏組件功率衰減是指隨著光照時(shí)間的增長(zhǎng)，組件輸出功率逐漸下降的現(xiàn)象。光伏組件的功率衰減現(xiàn)象大致可分為三類：第一類，由于破壞性因素導(dǎo)致的組件功率衰減；第二類，組件初始的光致衰減；第三類，組件的老化衰減。其中，第一類是在光伏組件安裝過(guò)程中可控制的衰減，如加強(qiáng)光伏組件卸車、倒運(yùn)、安裝質(zhì)量控制可降低組件電池片隱裂、碎裂出現(xiàn)的概率等。第二類、第三類是光伏組件生產(chǎn)過(guò)程中亟需解決的工藝問(wèn)題，在此不再贅述。光伏組件功率衰減測(cè)試可通過(guò)光伏組件I-V特性曲線測(cè)試儀完成。

光伏組件安裝質(zhì)量控制

光伏組件安裝質(zhì)量控制是對(duì)光伏組件卸車、倒運(yùn)、安裝全過(guò)程的管控，通過(guò)科學(xué)的管理有效降低組件人為損壞概率，減少隱裂發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

光伏組件卸車

組件運(yùn)輸車輛抵達(dá)指定卸車地點(diǎn)后，首先需確認(rèn)箱件數(shù)量與貨單是否一致，檢查組件外包裝有無(wú)變形、碰撞、損壞、劃痕等，并做好相關(guān)記錄。卸車前對(duì)卸車人員進(jìn)行安全交底，并檢查卸車人員精神狀態(tài)是否良好，勞保用品（安全帽、反光背心、勞保手套等）是否配備齊全；檢查起重機(jī)械是否工作正常；檢查吊帶、鋼絲繩有無(wú)損傷，并嚴(yán)禁使用承載力不滿足要求或出現(xiàn)損傷的吊帶和鋼絲繩。光伏組件卸車講究“慢”和“穩(wěn)”，組件宜放置在平坦、堅(jiān)實(shí)的地面上，嚴(yán)禁歪斜，防止傾倒，且光伏組件放置區(qū)域不影響道路交通。

光伏組件倒運(yùn)

光伏組件倒運(yùn)是指通過(guò)機(jī)械設(shè)備或運(yùn)輸車輛將整箱光伏組件由光伏組件集中放置區(qū)域運(yùn)輸至組件安裝地點(diǎn)。光伏組件倒運(yùn)需將車速控制在5km/h之內(nèi)，防止組件因顛簸、碰撞出現(xiàn)碎裂。組件宜放置在靠近光伏支架側(cè)的平整地面上，并方便道路暢通、車輛通行。施工現(xiàn)場(chǎng)已開箱光伏組件需保證正面朝上平放，底部墊有木制托盤或電池板包裝物，嚴(yán)禁斜放或懸空，嚴(yán)禁將電池板引出線及插頭擠壓扯拽，嚴(yán)禁將組件背面直接暴露在太陽(yáng)光下。

光伏組件安裝

光伏組件安裝環(huán)節(jié)是工程量最大、出現(xiàn)問(wèn)題最多的環(huán)節(jié)，也是光伏組件卸車、倒運(yùn)、安裝全過(guò)程質(zhì)量控制的核心環(huán)節(jié)。光伏組件開箱驗(yàn)收工作是組件安裝前必不可少的作業(yè)工序，通過(guò)對(duì)光伏組件標(biāo)識(shí)檢查確定產(chǎn)品型號(hào)及參數(shù)是否滿足合同要求；通過(guò)對(duì)光伏組件外觀檢查確認(rèn)組件外觀良好，無(wú)明顯損壞和劃傷；通過(guò)對(duì)光伏組件開路電壓、短路電流等性能測(cè)試明確組件常規(guī)性能是否正常，可以確保組件安裝前產(chǎn)品質(zhì)量的合格。另外，為驗(yàn)證光伏組件產(chǎn)品質(zhì)量，光伏組件運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)后抽檢不同批次若干片電池板送至專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)也是組件質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。

光伏組件常見的安裝方式有兩種，即螺栓安裝和壓塊安裝。無(wú)論哪種安裝形式，都需保證組件固定螺栓的力矩值滿足產(chǎn)品或設(shè)計(jì)文件的規(guī)定。另外，壓塊安裝方式還需特別注意邊壓塊和中壓塊虛壓?jiǎn)栴}。光伏組件安裝時(shí)宜按照組件的電壓、電流參數(shù)進(jìn)行分類和組串，光伏組件安裝允許偏差應(yīng)符合下表規(guī)定。

光伏組件間接插件應(yīng)連接牢固，外接電纜同插接件連接處應(yīng)搪錫；光伏組件組串連接后應(yīng)對(duì)光伏組件串的開路電壓和短路電流進(jìn)行測(cè)試；對(duì)于帶邊框的光伏組件，需按照?qǐng)D紙及規(guī)范要求可靠接地。在光伏組件安裝過(guò)程中，需對(duì)下述注意事項(xiàng)格外關(guān)注：

1）同尺寸、同規(guī)格型號(hào)的光伏組件才可以串聯(lián)在一起 ；

2）嚴(yán)禁在下雨、下雪或大風(fēng)的天氣條件下安裝光伏組件；

3）嚴(yán)禁將同一片光伏組件連接線的正、負(fù)極快速插頭對(duì)接；

4）光伏組件背板（EVA）出現(xiàn)破損后將禁止使用；

5）嚴(yán)禁踩踏電池板，以免造成組件損壞或人身傷害；

6）嚴(yán)禁擠壓或用尖銳物體敲打、碰撞、刮劃光伏組件鋼化玻璃；

7）施工現(xiàn)場(chǎng)已開箱電池板需正面朝上平放，底部墊有木制托盤或電池板包裝物，嚴(yán)禁立放、斜放或懸空，嚴(yán)禁將組件背面直接暴露在太陽(yáng)光下；

8）組件在搬運(yùn)過(guò)程中由兩人同時(shí)搬運(yùn)，且要輕拿輕放，避免受到大的震動(dòng)，以免造成光伏組件隱裂；

9）嚴(yán)禁采用提拉接線盒或連接線的方式將組件抬起；

10）安裝上部電池板時(shí)要注意在搬運(yùn)過(guò)程中電池板邊框劃傷已經(jīng)安裝好的電池板；

11）嚴(yán)禁安裝工人使用工具隨意在電池板上碰觸，造成劃痕；

12）嚴(yán)禁觸摸光伏組件串的金屬帶電部位；

13）開路電壓超過(guò)50V的組件，和/或系統(tǒng)最大額定電壓超過(guò)50V的組件，在組件連接裝置附近應(yīng)有醒目的觸電危險(xiǎn)的警告標(biāo)志。

結(jié)束語(yǔ)

光伏組件產(chǎn)品質(zhì)量及安裝質(zhì)量所引發(fā)的連鎖反應(yīng)已引起越來(lái)越多組件廠家、建設(shè)單位的關(guān)注和重視，為保證光伏電站高效穩(wěn)定運(yùn)行，從管理層面系統(tǒng)梳理光伏電站組件安裝質(zhì)量控制有效措施并落實(shí)執(zhí)行勢(shì)在必行。同時(shí)，伴隨著國(guó)內(nèi)光伏電站市場(chǎng)的日益成熟，光伏電站施工質(zhì)量管理思路也將向“以施工現(xiàn)場(chǎng)為主體，以綜合預(yù)防為前提，以過(guò)程控制為核心，以持續(xù)改進(jìn)為目的”的方向轉(zhuǎn)變。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.087