光伏組件制程質(zhì)量控制

祁陽

摘 ? 要：由于我國當(dāng)前已經(jīng)開始重視清潔能源的應(yīng)用，作為目前最為成熟的清潔能源，光電發(fā)電系統(tǒng)處于全面的研究階段，其中光伏組件制程質(zhì)量控制為整個行業(yè)的研究重點?；趯夥M件制程中質(zhì)量影響因素的了解和研究，本文提出光伏組件制程中的質(zhì)量控制方法，保證光伏組件的安全穩(wěn)定高效運行。

關(guān)鍵詞：光伏組件 ?制程 ?質(zhì)量控制

中圖分類號：TP274 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（a）-0129-02

光伏組件本質(zhì)上為太陽能電池板，在太陽能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中，光伏組件為整個系統(tǒng)中的最重要部分，單片太陽能電池產(chǎn)生的電能過小，所以需要將大量電池串聯(lián)。由于在光伏組件的生產(chǎn)過程中要應(yīng)用大量單片電池，并且光伏組件的加工技術(shù)包括多個內(nèi)容，所以需要開展質(zhì)量控制工作，全面提升光伏組件的生產(chǎn)質(zhì)量。

1 ?光伏組件制程中的質(zhì)量影響因素

在光伏組件的制造過程中，當(dāng)前已經(jīng)建成了科學(xué)高校的制程，工藝流程為電池檢測——正面焊接——背面串接——敷設(shè)——層壓——毛邊去除——邊框安裝——接線盒焊接——測試，在整個制程中，這些生產(chǎn)過程都容易由于一些因素導(dǎo)致整個光伏組件無法投入使用或運行穩(wěn)定性下降，本文通過對整個生產(chǎn)流程的了解，最終確定主要的質(zhì)量影響因素如下。

1.1 電池檢測過程

電池檢測過程是指對整個光伏組件中的單片太陽能電池進(jìn)行檢測，在單片電池的生產(chǎn)過程中，會由于一些客觀因素的存在導(dǎo)致這些電池的實際輸出參數(shù)存在差異，當(dāng)串接的電池之間輸出參數(shù)差異性過大時，這些單片電池之間會產(chǎn)生過高的電勢差，低壓輸出的電池更容易損壞[1]。在當(dāng)前的電池檢測過程中，會要求將輸出參數(shù)相近的電池歸類于同一電池組，并在光伏組件的生產(chǎn)過程中將這些電池組進(jìn)行串接，然而在一些工作人員的檢測過程中，由于對輸出參數(shù)規(guī)定的了解程度不足，或者由于其未能按照生產(chǎn)要求進(jìn)行電池歸類，會導(dǎo)致光伏組件的質(zhì)量下降。

1.2 焊接過程

本文中提到的焊接過程為光伏組件生產(chǎn)過程中的正面焊接過程，焊接的目的為將匯流帶焊接到電池的主柵板上，應(yīng)用的焊接材料通常為鍍錫銅帶，焊接中應(yīng)用的熱源為紅外燈[2]。這種銅帶不低于電池邊長的兩倍，焊接后多處的銅帶與電池背面的負(fù)極連接，目前的很多光伏組件生產(chǎn)廠家應(yīng)用人工焊接工作完成組件生產(chǎn)。但是在焊接技術(shù)的應(yīng)用中，由于焊接人員的從業(yè)素質(zhì)存在不同，不能保證所有的焊接過程都滿足相關(guān)要求，在光伏組件的生產(chǎn)過程中，焊接過程為降低生產(chǎn)質(zhì)量的一個重要因素。

1.3 串接過程

串接過程是指將光伏組件中的單片電池進(jìn)行串聯(lián)焊接，當(dāng)前的一個串接方法為將單片電池放置在光伏組件的模板上，這些模板按照光伏組件的太陽電池片數(shù)量進(jìn)行設(shè)計和制造。在具體的焊接過程中，應(yīng)用焊接材料將串聯(lián)導(dǎo)線接入到電池板的電極上。在這種方法的應(yīng)用中，很多企業(yè)從設(shè)備以及成本方面考慮，會采用人工焊接的方式進(jìn)行電池板串接，這種方法無法對電池板的串接質(zhì)量進(jìn)行定量化描述和限制，另外在模板的生產(chǎn)過程中，也由于一些因素的存在致使模板本身存在較大誤差，這會導(dǎo)致電池板的間距等參數(shù)與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不同，嚴(yán)重時會導(dǎo)致無法開展后續(xù)的邊框安裝工作。

1.4 測試過程

在本文的研究中，從光伏組件的運行質(zhì)量角度出發(fā)，考慮電池板制程對電池板質(zhì)量的影響。這種研究方式能夠確定光伏組件在運行過程中自然環(huán)境因素對運行狀態(tài)的限制效果，在光伏組件當(dāng)前的生產(chǎn)和設(shè)計中，也會通過測試過程對光伏組件的運行狀態(tài)進(jìn)行分析，測試的方式為向光伏組件施加一定電壓，測試光伏組件邊框和電極引線之間的絕緣性，但是在這種測試中，并未測試光伏組件的接地情況，可以說在當(dāng)前的測試體系中，并不能保證光伏組件具備優(yōu)秀的接地性能。

2 ?光伏組件制程中的質(zhì)量控制方法

2.1 測試過程調(diào)整

當(dāng)前的光伏組件測試過程只能夠探究組件邊框和電極引線之間的絕緣性，并不能對光伏組件中的其余參數(shù)進(jìn)行測試，為了能夠全面保證光伏組件的運行安全性，需要對測試過程和測試內(nèi)容進(jìn)行有效調(diào)整，調(diào)整的內(nèi)容可以從以下方面進(jìn)行：（1）接地性能。事實上在光伏組件本身的生產(chǎn)過程中并不包括接地系統(tǒng)制造，但是由于光伏組件在運行過程中需要放置在支撐上，為了保證光伏組件的安全性，整個發(fā)電系統(tǒng)的鋼架以及光伏組件的邊框需要進(jìn)行接地。在測試中，測試在施加電壓后接地線纜中的電流，同時測試整個邊框中的電壓變化情況，保證整個系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)將雷電電流轉(zhuǎn)移到地面[3]。（2）線纜測試。在光伏組件的生產(chǎn)過程中，需要應(yīng)用大量線纜，當(dāng)其中的某條電纜發(fā)生損壞時，嚴(yán)重時會導(dǎo)致整個光伏組件癱瘓，所以在測試過程中，需要對光伏組件的運行狀態(tài)進(jìn)行多次檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實際運行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)不符時，在單片電池質(zhì)量滿足測試條件的基礎(chǔ)上，要對串接線纜進(jìn)行全面檢測。

2.2 焊接過程控制

正面焊接過程中應(yīng)用鍍錫鋼帶進(jìn)行線纜焊接，并且需要將線纜焊接到電池的主柵板上，應(yīng)用人工焊接的方式容易導(dǎo)致最終的焊接質(zhì)量無法被有效保證，在具體的焊接過程中，光伏組件的生產(chǎn)企業(yè)需要對焊接人員的從業(yè)資質(zhì)和從業(yè)水平進(jìn)行全面了解和分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)工作人員的焊接水平不能滿足企業(yè)的生產(chǎn)要求時，則需要對這類工作人員進(jìn)行培訓(xùn)。另外在焊接完成后，需要由專業(yè)的檢測人員對焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測，同時這些專業(yè)人員對焊接的具體效果進(jìn)行記錄。當(dāng)光伏組件的生產(chǎn)企業(yè)具備較高資金儲備后，可以采供專用的焊接機(jī)器人對完成對電池板串接線的焊接，最大限度提升焊接精度，并有效規(guī)避在焊接過程中可能發(fā)生的鍍錫銅線熔融液體滴落問題，同時保證焊接點結(jié)構(gòu)和形態(tài)上的科學(xué)性。

2.3 電池檢測控制

在光伏組件的生產(chǎn)和制造過程中，只有當(dāng)太陽電池片的參數(shù)相同或者極其相近時才可將電池片進(jìn)行串接，所以在當(dāng)前的光伏組件制程中，最基礎(chǔ)的工作為完成針對電池的檢測工作。目前應(yīng)用的檢測方法為對電池板的輸出電流和輸出電壓進(jìn)行檢測，由工作人員讀取檢測讀數(shù)，當(dāng)讀數(shù)差異在一定范圍內(nèi)時，則將該電池片歸類到該組中。為了能夠保證電池檢測的精度，在今后的光伏組件制程中，光伏組件生產(chǎn)企業(yè)方面需要對電池組件的檢測人員進(jìn)行培訓(xùn)，讓其能夠更好地開展電池檢測工作。另外企業(yè)方面可以通過開發(fā)新型檢測技術(shù)的方式提高檢測質(zhì)量，例如將檢測儀器與計算機(jī)連接，計算機(jī)能夠?qū)﹄姵仄敵鰠?shù)進(jìn)行顯示，同時為電池片進(jìn)行編號，再由工作人員進(jìn)行電池片分揀。

2.4 串接過程控制

串接過程為在模板上進(jìn)行串接，為了能夠更好地提升光伏組件的串接質(zhì)量，可以在具備現(xiàn)有模板的基礎(chǔ)上應(yīng)用專用的焊接機(jī)器人完成串接操作。在焊接機(jī)器人的應(yīng)用過程中，工作人員按照模板的鋪排方式向機(jī)器人中輸入相關(guān)參數(shù)，從而讓機(jī)器人能夠按照輸入的參數(shù)完成焊接工作。但是對于焊接過程來說，需要將不同電池片之間的正極與負(fù)極進(jìn)行連接，這兩個電極的焊接點位于電池片的不同面，這一焊接要求對串接線的形態(tài)和固定強(qiáng)度提出了很高要求，同時在模板翻面過程中，也要保證串接線接頭部分與焊接點不發(fā)生相對位移，針對這種情況，可以先對這些區(qū)域進(jìn)行軟固定后進(jìn)行焊接。

3 ?結(jié)語

綜上所述，在光伏組件制程中，對組件生產(chǎn)質(zhì)量影響最大的因素為電池檢測過程、焊接過程、串接過程和測試過程。為了能夠提升制程的質(zhì)量，可以通過優(yōu)化測試內(nèi)容、應(yīng)用焊接機(jī)器人、建成電池自動測試系統(tǒng)等措施達(dá)成目的，保證光伏組件能夠安全穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉鄧，張丹，周怡，等.集中式與集散式光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT的仿真與對比[J].電氣工程學(xué)報，2018，13（10）：41-46.

[2] 范思陽，胡書舉，王玲玲.多種光伏組件發(fā)電性能實證研究[J].電測與儀表，2018，55（18）：21-25，63.

[3] 趙榮偉.光伏組件技術(shù)問題解決分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（15）：226-227.