光伏組件質量問題分析及安裝質量控制

林存超

光伏組件質量問題分析及安裝質量控制

林存超

林存超

山東電力建設第三工程公司

林存超（1988-）男，工科學士，工作單位：山東電力建設第三工程公司，研究方向：光伏電站建設與運營管理。

伴隨著國內光伏市場的迅猛發展，光伏組件自身產品質量及光伏組件安裝質量控制暴露出的問題日益增多。光伏組件熱斑、隱裂、功率衰減等質量問題的大量出現對光伏電站高效穩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定運行埋下質量隱患。這背離了光伏電站建設的初衷，也引起了建設單位的廣泛關注。通過在光伏組件安裝環節從管理層面系統梳理組件安裝質量控制有效措施，從而保證光伏電站高效穩定運行已成為當前光伏施工領域亟需解決的問題。

前言

光伏組件作為光伏電站的核心設備，具有安裝數量大，采購成本高等特點。其電性能和熱性能的穩定性決定了光伏電站的發電量多少和電站運行成本投入。伴隨著國內光伏市場的快速發展，部分組件廠家超速擴產或建廠投產，造成整個生產鏈條出現不同層次的質量問題，導致現今低質量光伏組件大比例出現。同時，光伏電站的規模化擴張帶來的直接后果是人員流動的頻繁以及施工環節管理的粗狂，光伏組件安裝過程管控不到位造成光伏組件熱斑、隱裂、人為破損等質量問題的大面積出現，影響了光伏電站整體高效穩定運行。本文結合國家相關規范要求及光伏組件安裝實際情況，對光伏組件常見質量問題進行分析，對光伏組件安裝質量控制進行總結，旨在從管理層面系統梳理光伏電站組件安裝質量控制有效措施，保證光伏電站高效穩定運行。

光伏組件常見質量問題

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

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，致使溫度過高出現燒壞的暗斑。光伏組件熱斑的形成主要由兩個內在因素構成，即內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，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，有可能導致開路性破壞，隱裂還可能會導致熱斑效應。

隱裂的產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、斷柵及不同轉換效率單片電池異常現象。

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象。光伏組件的功率衰減現象大致可分為三類：第一類，由于破壞性因素導致的組件功率衰減；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、安裝質量控制可降低組件電池片隱裂、碎裂出現的概率等。第二類、第三類是光伏組件生產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。

光伏組件安裝質量控制

光伏組件安裝質量控制是對光伏組件卸車、倒運、安裝全過程的管控，通過科學的管理有效降低組件人為損壞概率，減少隱裂發生的風險。

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損傷的吊帶和鋼絲繩。光伏組件卸車講究“慢”和“穩”，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備或運輸車輛將整箱光伏組件由光伏組件集中放置區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，防止組件因顛簸、碰撞出現碎裂。組件宜放置在靠近光伏支架側的平整地面上，并方便道路暢通、車輛通行。施工現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

光伏組件安裝環節是工程量最大、出現問題最多的環節，也是光伏組件卸車、倒運、安裝全過程質量控制的核心環節。光伏組件開箱驗收工作是組件安裝前必不可少的作業工序，通過對光伏組件標識檢查確定產品型號及參數是否滿足合同要求；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性能是否正常，可以確保組件安裝前產品質量的合格。另外，為驗證光伏組件產品質量，光伏組件運抵施工現場后抽檢不同批次若干片電池板送至專業檢測機構進行檢驗也是組件質量控制的重要環節。

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品或設計文件的規定。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、電流參數進行分類和組串，光伏組件安裝允許偏差應符合下表規定。

光伏組件間接插件應連接牢固，外接電纜同插接件連接處應搪錫；光伏組件組串連接后應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注：

1）同尺寸、同規格型號的光伏組件才可以串聯在一起 ；

2）嚴禁在下雨、下雪或大風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/或系統最大額定電壓超過50V的組件，在組件連接裝置附近應有醒目的觸電危險的警告標志。

結束語

光伏組件產品質量及安裝質量所引發的連鎖反應已引起越來越多組件廠家、建設單位的關注和重視，為保證光伏電站高效穩定運行，從管理層面系統梳理光伏電站組件安裝質量控制有效措施并落實執行勢在必行。同時，伴隨著國內光伏電站市場的日益成熟，光伏電站施工質量管理思路也將向“以施工現場為主體，以綜合預防為前提，以過程控制為核心，以持續改進為目的”的方向轉變。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.087