光伏組件常見質(zhì)量問題分析及安裝風(fēng)險的控制
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(diǎn)。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(yùn)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(kuò)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)模化擴(kuò)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(yùn)行。
本文結(jié)合國家相關(guān)規(guī)范要求及光伏組件安裝實(shí)際情況,對光伏組件常見質(zhì)量問題進(jìn)行分析,對光伏組件安裝質(zhì)量控制進(jìn)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(yùn)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(yùn)營一段時間后才發(fā)生,在電池板進(jìn)場驗(yàn)收時難以識別,需借助專業(yè)設(shè)備進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(yàn)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(yàn)。通過合理的時間和過程對太陽電池組件進(jìn)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(jìn)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(biāo)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(xì)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(jī)械載荷下擴(kuò)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(yùn)輸、倒運(yùn)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(jìn)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(jī)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)換效率單片電池異常現(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(qiáng)光伏組件卸車、倒運(yùn)、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(yùn)、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(yùn)輸車輛抵達(dá)指定卸車地點(diǎn)后,首先需確認(rèn)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(jìn)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(jī)械是否工作正常;檢查吊帶、鋼絲繩有無損傷,并嚴(yán)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(jiān)實(shí)的地面上,嚴(yán)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(yùn)
光伏組件倒運(yùn)是指通過機(jī)械設(shè)備或運(yùn)輸車輛將整箱光伏組件由光伏組件集中放置區(qū)域運(yùn)輸至組件安裝地點(diǎn)。光伏組件倒運(yùn)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(yán)禁斜放或懸空,嚴(yán)禁將電池板引出線及插頭擠壓扯拽,嚴(yán)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(yùn)、安裝全過程質(zhì)量控制的核心環(huán)節(jié)。光伏組件開箱驗(yàn)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(biāo)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(rèn)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(yàn)證光伏組件產(chǎn)品質(zhì)量,光伏組件運(yùn)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(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)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(jì)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(jìn)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(jìn)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(xiàng)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(yán)禁在下雨、下雪或大風(fēng)的天氣條件下安裝光伏組件;
3)嚴(yán)禁將同一片光伏組件連接線的正、負(fù)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(yán)禁踩踏電池板,以免造成組件損壞或人身傷害;
6)嚴(yán)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(yán)禁立放、斜放或懸空,嚴(yán)禁將組件背面直接暴露在太陽光下;
8)組件在搬運(yùn)過程中由兩人同時搬運(yùn),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(yán)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(yùn)過程中電池板邊框劃傷已經(jīng)安裝好的電池板;
11)嚴(yán)禁安裝工人使用工具隨意在電池板上碰觸,造成劃痕;
12)嚴(yán)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(biāo)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(yùn)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(shí)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(jìn)為目的”的方向轉(zhuǎn)變。
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