光伏组件质量问题分析及安装质量控制

林存超

光伏组件质量问题分析及安装质量控制

林存超

林存超

山东电力建设第三工程公司

林存超（1988-）男，工科学士，工作单位：山东电力建设第三工程公司，研究方向：光伏电站建设与运营管理。

伴随着国内光伏市场的迅猛发展，光伏组件自身产品质量及光伏组件安装质量控制暴露出的问题日益增多。光伏组件热斑、隐裂、功率衰减等质量问题的大量出现对光伏电站高效稳定运行造成重大影响。同时，光伏组件安装过程管理偏粗犷也给光伏电站稳定运行埋下质量隐患。这背离了光伏电站建设的初衷，也引起了建设单位的广泛关注。通过在光伏组件安装环节从管理层面系统梳理组件安装质量控制有效措施，从而保证光伏电站高效稳定运行已成为当前光伏施工领域亟需解决的问题。

前言

光伏组件作为光伏电站的核心设备，具有安装数量大，采购成本高等特点。其电性能和热性能的稳定性决定了光伏电站的发电量多少和电站运行成本投入。伴随着国内光伏市场的快速发展，部分组件厂家超速扩产或建厂投产，造成整个生产链条出现不同层次的质量问题，导致现今低质量光伏组件大比例出现。同时，光伏电站的规模化扩张带来的直接后果是人员流动的频繁以及施工环节管理的粗狂，光伏组件安装过程管控不到位造成光伏组件热斑、隐裂、人为破损等质量问题的大面积出现，影响了光伏电站整体高效稳定运行。本文结合国家相关规范要求及光伏组件安装实际情况，对光伏组件常见质量问题进行分析，对光伏组件安装质量控制进行总结，旨在从管理层面系统梳理光伏电站组件安装质量控制有效措施，保证光伏电站高效稳定运行。

光伏组件常见质量问题

光伏组件常见的质量问题有热斑、隐裂和功率衰减。由于这些质量问题隐藏在电池板内部，或光伏电站运营一段时间后才发生，在电池板进场验收时难以识别，需借助专业设备进行检测。

热斑形成原因及检测方法

光伏组件热斑是指组件在阳光照射下，由于部分电池片受到遮挡无法工作，使得被遮盖的部分升温远远大于未被遮盖部分，致使温度过高出现烧坏的暗斑。光伏组件热斑的形成主要由两个内在因素构成，即内阻和电池片自身暗电流。

热斑耐久试验是为确定太阳电池组件承受热斑加热效应能力的检测试验。通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，用以表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用。热斑检测可采用红外线热像仪进行检测，红外线热像仪可利用热成像技术，以可见热图显示被测目标温度及其分布。

隐裂形成原因及检测方法

隐裂是指电池片中出现细小裂纹，电池片的隐裂会加速电池片功率衰减，影响组件的正常使用寿命，同时电池片的隐裂会在机械载荷下扩大，有可能导致开路性破坏，隐裂还可能会导致热斑效应。

隐裂的产生是由于多方面原因共同作用造成的，组件受力不均匀，或在运输、倒运过程中剧烈的抖动都有可能造成电池片的隐裂。光伏组件在出厂前会进行EL成像检测，所使用的仪器为EL检测仪。该仪器利用晶体硅的电致发光原理，利用高分辨率的CCD相机拍摄组件的近红外图像，获取并判定组件的缺陷。EL检测仪能够检测太阳能电池组件有无隐裂、碎片、虚焊、断栅及不同转换效率单片电池异常现象。

功率衰减分类及检测方法

光伏组件功率衰减是指随着光照时间的增长，组件输出功率逐渐下降的现象。光伏组件的功率衰减现象大致可分为三类：第一类，由于破坏性因素导致的组件功率衰减；第二类，组件初始的光致衰减；第三类，组件的老化衰减。其中，第一类是在光伏组件安装过程中可控制的衰减，如加强光伏组件卸车、倒运、安装质量控制可降低组件电池片隐裂、碎裂出现的概率等。第二类、第三类是光伏组件生产过程中亟需解决的工艺问题，在此不再赘述。光伏组件功率衰减测试可通过光伏组件I-V特性曲线测试仪完成。

光伏组件安装质量控制

光伏组件安装质量控制是对光伏组件卸车、倒运、安装全过程的管控，通过科学的管理有效降低组件人为损坏概率，减少隐裂发生的风险。

光伏组件卸车

组件运输车辆抵达指定卸车地点后，首先需确认箱件数量与货单是否一致，检查组件外包装有无变形、碰撞、损坏、划痕等，并做好相关记录。卸车前对卸车人员进行安全交底，并检查卸车人员精神状态是否良好，劳保用品（安全帽、反光背心、劳保手套等）是否配备齐全；检查起重机械是否工作正常；检查吊带、钢丝绳有无损伤，并严禁使用承载力不满足要求或出现损伤的吊带和钢丝绳。光伏组件卸车讲究“慢”和“稳”，组件宜放置在平坦、坚实的地面上，严禁歪斜，防止倾倒，且光伏组件放置区域不影响道路交通。

光伏组件倒运

光伏组件倒运是指通过机械设备或运输车辆将整箱光伏组件由光伏组件集中放置区域运输至组件安装地点。光伏组件倒运需将车速控制在5km/h之内，防止组件因颠簸、碰撞出现碎裂。组件宜放置在靠近光伏支架侧的平整地面上，并方便道路畅通、车辆通行。施工现场已开箱光伏组件需保证正面朝上平放，底部垫有木制托盘或电池板包装物，严禁斜放或悬空，严禁将电池板引出线及插头挤压扯拽，严禁将组件背面直接暴露在太阳光下。

光伏组件安装

光伏组件安装环节是工程量最大、出现问题最多的环节，也是光伏组件卸车、倒运、安装全过程质量控制的核心环节。光伏组件开箱验收工作是组件安装前必不可少的作业工序，通过对光伏组件标识检查确定产品型号及参数是否满足合同要求；通过对光伏组件外观检查确认组件外观良好，无明显损坏和划伤；通过对光伏组件开路电压、短路电流等性能测试明确组件常规性能是否正常，可以确保组件安装前产品质量的合格。另外，为验证光伏组件产品质量，光伏组件运抵施工现场后抽检不同批次若干片电池板送至专业检测机构进行检验也是组件质量控制的重要环节。

光伏组件常见的安装方式有两种，即螺栓安装和压块安装。无论哪种安装形式，都需保证组件固定螺栓的力矩值满足产品或设计文件的规定。另外，压块安装方式还需特别注意边压块和中压块虚压问题。光伏组件安装时宜按照组件的电压、电流参数进行分类和组串，光伏组件安装允许偏差应符合下表规定。

光伏组件间接插件应连接牢固，外接电缆同插接件连接处应搪锡；光伏组件组串连接后应对光伏组件串的开路电压和短路电流进行测试；对于带边框的光伏组件，需按照图纸及规范要求可靠接地。在光伏组件安装过程中，需对下述注意事项格外关注：

1）同尺寸、同规格型号的光伏组件才可以串联在一起 ；

2）严禁在下雨、下雪或大风的天气条件下安装光伏组件；

3）严禁将同一片光伏组件连接线的正、负极快速插头对接；

4）光伏组件背板（EVA）出现破损后将禁止使用；

5）严禁踩踏电池板，以免造成组件损坏或人身伤害；

6）严禁挤压或用尖锐物体敲打、碰撞、刮划光伏组件钢化玻璃；

7）施工现场已开箱电池板需正面朝上平放，底部垫有木制托盘或电池板包装物，严禁立放、斜放或悬空，严禁将组件背面直接暴露在太阳光下；

8）组件在搬运过程中由两人同时搬运，且要轻拿轻放，避免受到大的震动，以免造成光伏组件隐裂；

9）严禁采用提拉接线盒或连接线的方式将组件抬起；

10）安装上部电池板时要注意在搬运过程中电池板边框划伤已经安装好的电池板；

11）严禁安装工人使用工具随意在电池板上碰触，造成划痕；

12）严禁触摸光伏组件串的金属带电部位；

13）开路电压超过50V的组件，和/或系统最大额定电压超过50V的组件，在组件连接装置附近应有醒目的触电危险的警告标志。

结束语

光伏组件产品质量及安装质量所引发的连锁反应已引起越来越多组件厂家、建设单位的关注和重视，为保证光伏电站高效稳定运行，从管理层面系统梳理光伏电站组件安装质量控制有效措施并落实执行势在必行。同时，伴随着国内光伏电站市场的日益成熟，光伏电站施工质量管理思路也将向“以施工现场为主体，以综合预防为前提，以过程控制为核心，以持续改进为目的”的方向转变。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.087