太陽能光伏組件隱裂的影響及控制措施研究

劉璐

摘 要：有效控制光伏組件的隱裂問題，有助于保持太陽能系統的良好運作狀態。基于此，本文從太陽能光伏組件隱裂的影響展開論述，詳細論述了生產隱裂控制措施、存儲運輸隱裂控制措施、安裝施工隱裂控制措施，對太陽能光伏組件隱裂預防工作進行了深入分析，希望能夠為太陽能技術領域的發展提供助力。

關鍵詞：光伏組件;隱裂控制;光伏材料

引言：為了控制成本，太陽能技術配套光伏組件逐步向輕薄化發展，但這一發展趨勢，讓組件的抗機械破壞能力日漸薄弱，導致隱裂缺陷成為了一種常見缺陷，而此缺陷難以被識別，很容易對太陽能技術的運行造成長期影響，因此，需積極探討防控此缺陷的方法，以改善光伏組件的使用性能，增強太陽能技術應用效果。

1太陽能光伏組件隱裂的影響

1.1生產隱裂的影響

在隱裂缺陷中，一部分缺陷問題是在生產過程中產生的，目前，光伏組件的厚度已經從300μm以上，下降到了120μm，如圖1，這使得其受外界作用力的影響更加嚴重。在此背景下，高應力的生產工藝如焊接、燒結等，雖然不一定會直接造成隱裂，但其產生的應力很可能會傳播裂紋，導致組件性能下降。而這種組件若被應用到太陽能系統中，即使會在試運行過程中被發現，但依然會給太陽能系統建設增添額外的檢修、返工成本，同時，也會拖慢太陽能系統完工速度，由此形成了對太陽能系統施工的影響。此外，由于生產過程中所造成的隱裂缺陷尚未受其他外因、運行因素的影響而擴大，因此，有可能在試運行階段也未被發現，而經過后期的加劇后，該缺陷則會在短時間內引發故障，增加后續運維工作量，以及運維成本。

1.2存儲運輸隱裂的影響

除了生產操作應力以外，運輸存儲也會造成組件的隱裂問題。在存儲期間，組件碰撞、外力作用等因素，均有可能造成隱裂缺陷的形成。此時所產生的隱裂，相較于生產階段出現的隱裂，通常呈網狀。而在網狀隱裂的覆蓋區域內，經常會出現平行于主柵線、垂直于細柵線的裂紋，此類裂紋會阻礙細柵線收納電流，造成部分組件或組件整體失效，影響后續的太陽能工程施工。就目前來看，超過50%以上的太陽能電池失效問題，均源于網狀隱裂等綜合性隱裂缺陷，因此，存儲運輸隱裂會對太陽能系統的建設造成較大的影響。此外，隱裂問題會可能會造成組件在未使用前就直接報廢，為生產廠家造成經濟損失，不利于太陽能領域的良性發展。

1.3安裝施工隱裂的影響

在太陽能工程建設中，組件安裝施工不規范，也會導致組件內部形成隱裂缺陷，影響工程完工效果。一般來說，這種施工不規范主要體現在，清理施工時踩踏組件、在組件上涂刷膠黏劑、在惡劣天氣情況下安裝組件等。如果此種隱裂能夠在試運行時被發現，那么其所帶來的影響通常僅限于返工層面，但若沒能被發現，則可能會造成后續維修頻繁，形成持續性的影響，嚴重時缺陷還會擴大，直接導致開路性破損、熱斑效應等，縮短光伏設施的使用壽命。

2太陽能光伏組件隱裂的控制措施

2.1生產隱裂控制措施

2.1.1合理設置工藝參數

在生產過程中，隱裂的出現主要原因在于高應力工藝所帶來的應力傳播問題，因此，可以將生產工藝改善作為隱裂控制工作的切入點，以降低此階段組件隱裂問題的發生幾率。通常來說，高應力工藝中應力傳播情況通常受工藝參數、工藝設備影響，所以可以通過調整工藝參數、優化生產設備運作，來達到控制隱裂的目的。其中，在工藝參數方面，可以考慮運用公式，、等，p均布壓力、M彎矩、w為外力下的橫向撓度、h為厚度、a為直徑，對現有工藝參數進行驗算校核，以確保工藝參數值與厚度匹配，由此控制應力傳播造成的隱裂缺陷，同時，還要遵循現行的技術規范，提高工藝參數設定的準確性。此外，就目前來看，抽真空壓力過大、焊接溫度過高是在生產階段引發隱裂隱患的主要原因，因此，還要重點關注壓力參數、溫度參數的設定，以深入優化隱裂防控效果。

2.1.2有效控制設備因素

在生產過程中，除了工藝參數以外，設備性能也是影響組件生產效果的主要因素，因此，也要注意做好設備的檢查、運維和調試，使其能夠達到既定的操作精度，以降低隱裂出現的幾率。在此過程中，應當定期對設備內部部件進行檢查，并結合設備的運行規律、使用現狀，總結出其容易存在的運行故障、問題，然后提前制定解決措施，保持設備的良好運行狀態，控制隱裂風險。此外，還要制定一個詳細的設備檢修維護工作細則，指導工作者準確、及時完成運維工作，增強隱裂缺陷的設備因素控制效果。還可以考慮制定配套制度，并完善監督檢查程序，提高設備檢修工作力度，規避設備因素引發的隱裂風險。但也要注意，做好檢修維護記錄，并根據記錄評估設備的性能狀態，如果設備性能已經無法恢復到需求水平，則應立即予以更換，增強設備因素控制效果。

2.2存儲運輸隱裂控制措施

2.2.1存儲隱裂控制措施

在組件存儲中，雨水浸入、箱體之間相互擠壓、搬運碰撞等因素均會使存儲用箱體出現變形的情況，導致箱體內部組件的活動空間變大，讓組件在晃動過程中，碰撞到箱體內壁，最終形成隱裂。基于此，在存儲過程中，需要通過做好防撞、防水措施，并合理安排箱體存放位置，以預防箱體變形，遏制隱裂缺陷的形成。為此，需考慮組件的具體安裝地址，來選擇存儲庫房，減少中轉搬運次數，待組件運抵存儲位置后，工作者還應當根據批次，以及提貨日期，合理設計庫房內箱體存放位置與出入口之間的距離，縮短搬運距離，降低碰撞風險，同時，也要盡量避免將多個箱體摞在一起，防止箱體擠壓變形。在此過程中，還要為倉庫設置防水設施，如除濕器等，并及時修繕漏雨的位置，消除雨水浸入引發的隱裂問題。此外，應當注意，做好在箱體外部設置海綿、橡膠材質的防撞保護結構，降低意外碰撞造成的損傷，控制隱裂問題。

2.2.2運輸隱裂控制措施

在運輸過程中，引起隱裂缺陷的主要原因則集中在托盤變形的問題上。托盤變形會讓組件表面產生受力，由此形成隱裂。一般來說，托盤變形問題通常是由暴力裝卸、運輸期間車輛大幅度顛簸造成的。其中，暴力裝卸從本質上來說，就是人的因素，需要借助有效的管理措施，來遏制暴力裝卸現象，由此規避隱裂風險。為此，可以指定相應的制度條款，并引入獎懲機制，引起工作者的重視，以逐步消除暴力裝卸現象。而在在途運輸階段，則需注意做好運輸準備工作，并仔細進行組件盛裝箱體的固定、綁扎，而且要待運輸之前，認真檢查固定、綁扎效果，確認綁扎可靠后，再允許上路運輸。此外，還要注意運輸道路的規劃，并盡量選擇路況良好的線路，控制路面平整度對車輛顛簸幅度的影響，以增強隱裂缺陷控制效果[1]。

2.3安裝施工隱裂控制措施

2.3.1加強施工監督管理力度

不當的施工操作是造成組件隱裂缺陷的主要因素之一，施工方通過以施工操作規范性作為監督管理工作切入點，可以有效控制隱裂問題，保證太陽能工程的順利投入使用。在安裝施工控制中，需重點關注過程監督，并采用巡檢、旁站等方式，進行施工監督，以及時糾正不當的施工操作，阻止隱裂缺陷的形成。在此過程中，需要求施工人員做好操作記錄，作為檢查監督的依據，幫助施工方發現潛在的操作問題，深入優化隱裂控制效果。此外，還要注意做好事前控制，并嚴謹、仔細地檢查施工設計方案，以確認無問題后，再將施工方案投入使用，由此提前對隱裂問題加以控制，提升太陽能工程的建設水平[2]。

2.3.2做好施工人員培訓

在組件安裝施工中，施工人員專業水平問題也是組件隱裂隱患的形成原因。為此，應做好施工人員的培訓工作，規范其施工操作，并讓其了解規避隱裂問題的重要性，由此幫助其正確樹立施工質量意識，以預防組件隱裂。在培訓中，為了更快、更準確地使其掌握標準化操作技巧，可以考慮采用線上培訓的方式，圍繞具體的安裝施工內容，設計相應的文本培訓資料、視頻演示資料，然后用社交軟件發送給施工人員，并要求其在施工之前進行演示，確認其操作無問題后，再讓其開始施工操作。此外，為了鞏固施工人員對施工標準化流程的掌握，還要在開工之前，組織一個短時間的培訓，用于強調重點施工操作環節，以及隱裂規避方法，加深施工人員的印象，提高隱裂控制效果[3]。

結論：綜上所述，增強隱裂防控效果，可以降低組件運維成本，推進太陽能技術的普及應用。在隱裂控制中，借助有效的缺陷控制方案，可以提高光伏組件產品質量、降低太陽能系統故障幾率、減輕后續運維工作量，從而獲得更好的太陽能技術落實效果，優化太陽能技術的發展水平。

參考文獻：

[1]宋新. 風電及光伏項目度電成本影響因素及控制措施[J]. 科技經濟導刊，2021，29（12）：243-244.

[2]宋新. 風電及光伏項目度電成本影響因素及控制措施[J]. 科技經濟導刊，2021，29（12）：243-244.

[3]王娜，樊曉宇，左緒忠. 太陽能電池組件及方陣的研究和設計[J]. 科技風，2021，（10）：20-21.

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