林存超

光伏組件質(zhì)量問題分析及安裝質(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)與運營管理。

伴隨著國內(nèi)光伏市場的迅猛發(fā)展，光伏組件自身產(chǎn)品質(zhì)量及光伏組件安裝質(zhì)量控制暴露出的問題日益增多。光伏組件熱斑、隱裂、功率衰減等質(zhì)量問題的大量出現(xiàn)對光伏電站高效穩(wěn)定運行造成重大影響。同時，光伏組件安裝過程管理偏粗獷也給光伏電站穩(wěn)定運行埋下質(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)定運行已成為當前光伏施工領(lǐng)域亟需解決的問題。

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，采購成本高等特點。其電性能和熱性能的穩(wěn)定性決定了光伏電站的發(fā)電量多少和電站運行成本投入。伴隨著國內(nèi)光伏市場的快速發(fā)展，部分組件廠家超速擴產(chǎn)或建廠投產(chǎn)，造成整個生產(chǎn)鏈條出現(xiàn)不同層次的質(zhì)量問題，導(dǎo)致現(xiàn)今低質(zhì)量光伏組件大比例出現(xiàn)。同時，光伏電站的規(guī)?；瘮U張帶來的直接后果是人員流動的頻繁以及施工環(huán)節(jié)管理的粗狂，光伏組件安裝過程管控不到位造成光伏組件熱斑、隱裂、人為破損等質(zhì)量問題的大面積出現(xiàn)，影響了光伏電站整體高效穩(wěn)定運行。本文結(jié)合國家相關(guān)規(guī)范要求及光伏組件安裝實際情況，對光伏組件常見質(zhì)量問題進行分析，對光伏組件安裝質(zhì)量控制進行總結(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)定運行。

光伏組件常見質(zhì)量問題

光伏組件常見的質(zhì)量問題有熱斑、隱裂和功率衰減。由于這些質(zhì)量問題隱藏在電池板內(nèi)部，或光伏電站運營一段時間后才發(fā)生，在電池板進場驗收時難以識別，需借助專業(yè)設(shè)備進行檢測。

熱斑形成原因及檢測方法

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

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

隱裂形成原因及檢測方法

隱裂是指電池片中出現(xiàn)細小裂紋，電池片的隱裂會加速電池片功率衰減，影響組件的正常使用壽命，同時電池片的隱裂會在機械載荷下擴大，有可能導(dǎo)致開路性破壞，隱裂還可能會導(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，或在運輸、倒運過程中劇烈的抖動都有可能造成電池片的隱裂。光伏組件在出廠前會進行EL成像檢測，所使用的儀器為EL檢測儀。該儀器利用晶體硅的電致發(fā)光原理，利用高分辨率的CCD相機拍攝組件的近紅外圖像，獲取并判定組件的缺陷。EL檢測儀能夠檢測太陽能電池組件有無隱裂、碎片、虛焊、斷柵及不同轉(zhuǎn)換效率單片電池異?，F(xiàn)象。

功率衰減分類及檢測方法

光伏組件功率衰減是指隨著光照時間的增長，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程中可控制的衰減，如加強光伏組件卸車、倒運、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)過程中亟需解決的工藝問題，在此不再贅述。光伏組件功率衰減測試可通過光伏組件I-V特性曲線測試儀完成。

光伏組件安裝質(zhì)量控制

光伏組件安裝質(zhì)量控制是對光伏組件卸車、倒運、安裝全過程的管控，通過科學(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。

光伏組件卸車

組件運輸車輛抵達指定卸車地點后，首先需確認箱件數(shù)量與貨單是否一致，檢查組件外包裝有無變形、碰撞、損壞、劃痕等，并做好相關(guān)記錄。卸車前對卸車人員進行安全交底，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；檢查起重機械是否工作正常；檢查吊帶、鋼絲繩有無損傷，并嚴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、堅實的地面上，嚴禁歪斜，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

光伏組件倒運是指通過機械設(shè)備或運輸車輛將整箱光伏組件由光伏組件集中放置區(qū)域運輸至組件安裝地點。光伏組件倒運需將車速控制在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，嚴禁斜放或懸空，嚴禁將電池板引出線及插頭擠壓扯拽，嚴禁將組件背面直接暴露在太陽光下。

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)問題最多的環(huán)節(jié)，也是光伏組件卸車、倒運、安裝全過程質(zhì)量控制的核心環(huán)節(jié)。光伏組件開箱驗收工作是組件安裝前必不可少的作業(yè)工序，通過對光伏組件標識檢查確定產(chǎn)品型號及參數(shù)是否滿足合同要求；通過對光伏組件外觀檢查確認組件外觀良好，無明顯損壞和劃傷；通過對光伏組件開路電壓、短路電流等性能測試明確組件常規(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，為驗證光伏組件產(chǎn)品質(zhì)量，光伏組件運抵施工現(xiàn)場后抽檢不同批次若干片電池板送至專業(yè)檢測機構(gòu)進行檢驗也是組件質(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問題。光伏組件安裝時宜按照組件的電壓、電流參數(shù)進行分類和組串，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)對光伏組件串的開路電壓和短路電流進行測試；對于帶邊框的光伏組件，需按照圖紙及規(guī)范要求可靠接地。在光伏組件安裝過程中，需對下述注意事項格外關(guān)注：

1）同尺寸、同規(guī)格型號的光伏組件才可以串聯(lián)在一起 ；

2）嚴禁在下雨、下雪或大風(fēng)的天氣條件下安裝光伏組件；

3）嚴禁將同一片光伏組件連接線的正、負極快速插頭對接；

4）光伏組件背板（EVA）出現(xiàn)破損后將禁止使用；

5）嚴禁踩踏電池板，以免造成組件損壞或人身傷害；

6）嚴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，嚴禁立放、斜放或懸空，嚴禁將組件背面直接暴露在太陽光下；

8）組件在搬運過程中由兩人同時搬運，且要輕拿輕放，避免受到大的震動，以免造成光伏組件隱裂；

9）嚴禁采用提拉接線盒或連接線的方式將組件抬起；

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

11）嚴禁安裝工人使用工具隨意在電池板上碰觸，造成劃痕；

12）嚴禁觸摸光伏組件串的金屬帶電部位；

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

結(jié)束語

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執(zhí)行勢在必行。同時，伴隨著國內(nèi)光伏電站市場的日益成熟，光伏電站施工質(zhì)量管理思路也將向“以施工現(xiàn)場為主體，以綜合預(yù)防為前提，以過程控制為核心，以持續(xù)改進為目的”的方向轉(zhuǎn)變。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.087