光伏组件故障分析报告
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光伏发电系统中的设备故障与对策分析摘要:随着我国光伏发电产业的迅速发展,光伏发电系统设备和组件不断创新,光伏发电的容量不断变大,这也对光伏电站的运行维护和检修人员的职业素养和技术水平做出了更为严格的要求。
既能够针对电站运行中存在的故障及时发现,又能够提供正确、可行的解决方法,能够确保光伏发电系统能够安全平稳地运转,增加光伏发电站的发电效率。
建设一座光伏发电系统往往只需要数月时间,但后期的保养、检查、维修等服务的周期却长达20~25年。
由此可见,光伏发电设备需要定期检修,否则极易发生故障。
所以,在未来工作中积极探索光伏发电系统中设备故障的应对方法是至关重要的。
基于此,本文将从光伏发电系统中设备常见的故障点和易发问题入手分析,并在当前技术发展的条件下给出相应的解决方案,以供参考。
关键词:光伏发电系统;设备故障;对策1光伏简介光伏,又称光生伏特效应,借助半导体的光生伏特效应把光能转化成电能的技术发电。
在日常生活中比较常见,通常指的是由太阳能转变为电能,也就是太阳能光伏。
光伏发电原理是利用光伏效应,使太阳能转换为电能,二者之间的转换装置是太阳能电池。
当太阳光照射到半导体p-n结上,在该结内建立电场的影响下,空穴从n区到p区,电子从片区到n区,电路接通之后产生电流。
2光伏发电故障处理原则(1)安全第一原则。
在处理光伏电站故障时,需要遵守安全第一的原则。
出现无电流故障的原因有可能是将组串的正负极接错了。
那么在处理这一故障时,必须要在早晨太阳没有出来之前或者晚上太阳落山之后,将MC4的插头拔掉,确保所有设备都处于非运行状态时拔开MC4插头。
如果在有太阳的时候,设备运行中处理故障会产生严重的拉弧,而组串提供的是直流电,拉弧一旦产生就难以熄灭,非常容易对维护人员造成电弧烧伤,威胁工作人员的人身安全;光伏系统工作电压比较高,稍不注意就会发生触电事故。
因此,不管在处理哪种故障时,工作人员都应当做好劳动保护措施。
比如,工作人员在故障处理时一定要佩戴绝缘手套,穿绝缘胶鞋,手套和胶鞋都应符合相应的绝缘标准。
网状隐裂原因 1.电池片在焊接或搬运过程中受外力造成. 2.电池片在低温下没有经过预热在短时间内突然受到高温后出现膨胀造成隐裂现象组件影响: 1.网状隐裂会影响组件功率衰减. 2.网状隐裂长时间出现碎片,出现热斑等直接影响组件性能预防措施:1.在生产过程中避免电池片过于受到外力碰撞. 2.在焊接过程中电池片要提前保温<手焊>烙铁温度要符合要求. 3.EL测试要严格要求检验. 网状隐裂EVA脱层原因 1.交联度不合格.<如层压机温度低,层压时间短等>造成 2.EVA、玻璃、背板等原材料表面有异物造成. 3.EVA原材料成分<例如乙烯和醋酸乙烯>不均导致不能在正常温度下溶解造成脱层 4.助焊剂用量过多,在外界长时间遇到高温出现延主栅线脱层组件影响: 1.脱层面积较小时影响组件大功率失效。
当脱层面积较大时直接导致组件失效报废预防措施:1.严格控制层压机温度、时间等重要参数并定期按照要求做交联度实验,并将交联度控制在85%±5%内。
2.加强原材料供应商的改善与原材检验. 3.加强制程过程中成品外观检验 4.严格控制助焊剂用量,尽量不超过主栅线两侧0.3mm 硅胶不良导致分层&电池片交叉隐裂纹原因 1.交联度不合格.<如层压机温度低,层压时间短等>造成2.EVA、玻璃、背板等原材料表面有异物造成.3.边框打胶有缝隙,雨水进入缝隙内后组件长时间工作中发热导致组件边缘脱层4.电池片或组件受外力造成隐裂组件影响: 1.分层会导致组件内部进水使组件内部短路造成组件报废2.交叉隐裂会造成纹碎片使电池失效,组件功率衰减直接影响组件性能预防措施: 1.严格控制层压机温度、时间等重要参数并定期按照要求做交联度实验。
2.加强原材料供应商的改善与原材检验.3.加强制程过程中成品外观检验4.总装打胶严格要求操作手法,硅胶需要完全密封5.抬放组件时避免受外力碰撞硅胶不电池交良分层叉隐裂纹组件烧坏原因 1.汇流条与焊带接触面积较小或虚焊出现电阻加大发热造成组件烧毁组件影响:1.短时间内对组件无影响,组件在外界发电系统上长时间工作会被烧坏最终导致报废预防措施: 1.在汇流条焊接和组件修复工序需要严格按照作业指导书要求进行焊接,避免在焊接过程中出现焊接面积过小.2.焊接完成后需要目视一下是否焊接ok.3.严格控制焊接烙铁问题在管控X围内<375±15>和焊接时间2-3s 组件内部烧坏组件接线盒起火原因 1.引线在卡槽内没有被卡紧出现打火起火. 2.引线和接线盒焊点焊接面积过小出现电阻过大造成着火. 3.引线过长接触接线盒塑胶件长时间受热会造成起火组件影响: 1.起火直接造成组件报废,严重可能一起火灾. 预防措施: 1.严格按照sop作业将引出线完全插入卡槽内 2.引出线和接线盒焊点焊接面积至少大于20平方毫米. 3.严格控制引出线长度符合图纸要求,按照sop作业.避免引出线接触接线盒塑胶件. 电池裂片原因 1.焊接过程中操作不当造成裂片 2.人员抬放时手法不正确造成组件裂片3.层压机故障出现组件类片组件影响: 1.裂片部分失效影响组件功率衰减, 2.单片电池片功率衰减或完全失效影响组件功率衰减预防措施: 1.汇流条焊接和返工区域严格按照sop手法进行操作2.人员抬放组件时严格按照工艺要求手法进行抬放组件. 3.确保层压机定期的保养.每做过设备的配件更换都要严格做好首件确认ok后在生产. 4.EL测试严格把关检验,禁止不良漏失. 电池助焊剂用量过多原因 1.焊接机调整助焊剂喷射量过大造成 2.人员在返修时涂抹助焊剂过多导致组件影响: 1.影响组件主栅线位置EVA脱层, 2.组件在发电系统上长时间后出现闪电纹黑斑,影响组件功率衰减使组件寿命减少或造成报废预防措施: 1.调整焊接机助焊剂喷射量.定时检查. 2.返修区域在更换电池片时请使用指定的助焊笔,禁止用大头毛刷涂抹助焊剂虚焊、过焊原因 1.焊接温度过多或助焊剂涂抹过少或速度过快会导致虚焊 2.焊接温度过高或焊接时间过长会导致过焊现象. 组件影响: 1.虚焊在短时间出现焊带与电池片脱层,影响组件功率衰减或失效, 2.过焊导致电池片内部电极被损坏,直接影响组件功率衰减降低组件寿命或造成报废预防措施: 1.确保焊接机温度、助焊剂喷射量和焊接时间的参数设定.并要定期检查, 2.返修区域要确保烙铁的温度、焊接时间和使用正确的助焊笔涂抹助焊剂. 3.加强EL检验力度,避免不良漏失下一工序. 焊带偏移或焊接后翘曲破片原因 1.焊接机定位出现异常会造成焊带偏移现象 2.电池片原材主栅线偏移会造成焊接后焊带与主栅线偏移 3.温度过高焊带弯曲硬度过大导致焊接完后电池片弯曲组件影响: 1.偏移会导致焊带与电池面积接触减少,出现脱层或影响功率衰减 2.过焊导致电池片内部电极被损坏,直接影响组件功率衰减降低组件寿命或造成报废 3.焊接后弯曲造成电池片碎片预防措施: 1.定期检查焊接机的定位系统. 2.加强电池片和焊带原材料的来料检验, 组件钢化玻璃爆和接线盒导线断裂原因 1.组件在搬运过程中受到严重外力碰撞造成玻璃爆破 2.玻璃原材有杂质出现原材自爆. 3.导线没有按照规定位置放置导致导线背压坏. 组件影响: 1.玻璃爆破组件直接报废, 2.导线损坏导致组件功率失效或出现漏电连电危险事故预防措施: 1.组件在抬放过程中要轻拿轻放.避免受外力碰撞. 2.加强玻璃原材检验测试, 3.导线一定要严格按照要求盘放.避免零散在组件上气泡产生原因1.层压机抽真空温度时间过短,温度设定过低或过高会出现气泡 2.内部不干净有异物会出现气泡. 3.上手绝缘小条尺寸过大或过小会导致气泡. 组件影响: 1.组件气泡会影响脱层.严重会导致报废预防措施: 1.层压机抽真空时间温度参数设定要严格按照工艺要求设定. 2.焊接和层叠工序要注意工序5s清洁, 3.绝缘小条裁切尺寸严格要求进行裁切和检查. 热斑和脱层原因 1.组件修复时有异物在表面会造成热斑 2.焊接附着力不够会造成热斑点. 3.脱层层压温度、时间等参数不符合标准造成组件影响: 1.热斑导致组件功率衰减失效或者直接导致组件烧毁报废. 2.脱层导致组件功率衰减或失效影响组件寿命使组件报废. 预防措施: 1.严格按照返修SOP要求操作,并注意返修后检查注意5s. 2.焊接处烙铁温度焊焊机时间的控制要符合标准, 3.定时检查层压机参数是否符合工艺要求.同时要按时做交联度实验确保交联度符合要求85%±5%.电池热脱层斑烧毁EVA脱层原因 1.交联度不合格.<如层压机温度低,层压时间短等>造成 2.EVA、玻璃、背板等原材料表面有异物造成. 3.EVA原材料成分<例如乙烯和醋酸乙烯>不均导致不能在正常温度下溶解造成脱层组件影响: 1.脱层会导致组件内部进水使组件内部短路造成组件失效至报废预防措施: 1.严格控制层压机温度、时间等重要参数并定期按照要求做交联度实验。
分布式户用光伏电站维护及故障分析报告
一、维护情况。
我们对分布式户用光伏电站进行了定期维护,包括清洁光伏板、检查电池组件、检查逆变器和监控系统等工作。
在维护过程中,我
们发现了一些问题并及时进行了处理,确保了光伏电站的正常运行。
二、故障分析。
1. 光伏板清洁不及时导致发电效率下降。
在检查过程中发现,部分光伏板表面积聚了灰尘和污垢,影响
了光伏板的发电效率。
我们立即对光伏板进行清洁,恢复了其正常
发电效率。
2. 逆变器故障导致发电中断。
在监控系统中发现,某台逆变器出现故障,导致了部分光伏板
的发电中断。
我们立即对逆变器进行了检修和更换,确保了光伏电
站的正常发电。
3. 电池组件老化导致发电效率下降。
部分电池组件由于老化导致发电效率下降,我们计划对这些电池组件进行更换,以确保光伏电站的长期稳定运行。
三、改进建议。
1. 加强光伏板清洁工作,定期对光伏板进行清洁,确保光伏板的发电效率。
2. 定期对逆变器进行检查和维护,确保其正常运行。
3. 对老化的电池组件进行更换,提高光伏电站的发电效率和稳定性。
四、结论。
通过对分布式户用光伏电站的维护和故障分析,我们发现了一些问题并及时进行了处理,确保了光伏电站的正常运行。
同时,我们也提出了改进建议,以提高光伏电站的发电效率和稳定性。
我们将继续加强对光伏电站的维护工作,确保其长期稳定运行。
一.接线盒光伏组件接线盒的主要作用是连接和保护太阳能光伏组件,传导光伏组件所产生的电流。
光伏组件接线盒作为太阳能电池组件的一个重要部件,是集电气设计、机械设计和材料应用于一体的综合性产品,为用户提供了太阳能光伏组件的组合连接方案。
目前,中国组件制造商生产的组件很多都存在不少的质量问题和隐患,而其中很大一部分组件质量问题来自于接线盒自身的设计和品质。
作为光伏组件制造商的配套企业,接线盒制造商不仅需要对组件制造商负责,更需要对终端客户负责,特别是对使用过程中人身安全的保护。
所以,优化接线盒结构设计、提高质量是所有接线盒制造企业的首要任务。
常州天华新能源科技有限公司(简称“天华新能源”)下属常州华阳光伏检测技术有限公司(简称“华阳检测”,于 2009 年 12 月获得了 CNAS 实验室认可,认可范围包括光伏组)件、光伏材料共 119 项检测能力。
公司自 2008 年开始进行接线盒检测(依据标准:VDE0126-5:2008),讫今共完成 30 家接线盒供应商、50 多款接线盒的检测和质量分析,获得了大量的检测数据。
结合光伏组件户外使用的实际情况,我们总结出目前接线盒常见失败项目主要有:IP65防冲水测试、结构检查、拉扭力试验、湿漏电试验、二极管温升试验、环境试验、750℃灼热丝试验。
接线盒测试常见失败项目统计图:一、户外组件因接线盒问题引起的故障图片接线盒引线端子烧毁接线盒烧毁引起组件背板烧焦组件碎裂二、接线盒在认证测试中常见失败项目及原因分析1.接线盒 IP65 防冲水测试防水性能是接线盒性能的重要指标。
认证测试中,先进行老化预处理测试,然后进行防冲水测试,再通过外观结构检查和工频耐压测试进行评判。
测试能否顺利通过,取决于接线盒的密封保护程度,而接线盒的密封保护直接影响到成品组件的防触电保护和漏电防护的等级。
就目前常规构造的接线盒而言,其设计和材料的缺陷已在认证测试中显露无疑。
图 1 IP65 防冲水测试测试图片接线盒防冲水测试失败的主要现象大致分为以下几种:⑴、接线盒密封盒体内大量积水;⑵、接线盒盒体与背板材料不匹配;⑶、接线盒的密封螺母开裂失效;⑷、接线盒在老化预处理测试中盒体变形;⑸、接线盒密封圈老化预处理测试后失效,或其他原因。
光伏组件故障分析光伏组件是太阳能发电系统的核心部件,它负责将太阳光能转化为电能。
然而,在使用过程中,光伏组件可能会出现各种故障,例如温度过高、光照不均匀、灰尘积累等。
这些故障都会导致光伏组件的发电效率降低,甚至影响到整个发电系统的正常运行。
因此,对光伏组件的故障进行及时分析和处理至关重要。
首先,温度过高是光伏组件故障的常见原因之一、高温会导致光伏组件的屏幕温度升高,进而降低组件的发电效率。
导致高温的原因可能有很多,包括高环境温度、组件正常工作时的热量、组件间隙不足以散热等。
针对这个问题,可以采取增加散热装置、增加组件间隙、降低组件温度等措施来解决。
其次,光照不均匀也是光伏组件故障的常见原因。
光伏组件只有在有足够的太阳光照下才能正常发电,如果光照不均匀,部分组件的发电效率会受到影响。
导致光照不均匀的原因可能有树木遮挡、建筑物阻挡等。
解决这个问题的方法可以是优化组件布局,避免遮挡物对组件的影响。
另外,灰尘积累也是光伏组件故障的常见原因之一、随着时间的推移,光伏组件表面会积累一层灰尘。
这些灰尘会遮挡太阳光的入射,导致组件的发电效率降低。
解决这个问题的方法可以是定期清洁组件表面,保持其干净。
此外,光伏组件还可能存在接触不良、连接器松动、线路断开等故障。
这些故障会导致光伏组件无法正常工作,影响发电效率。
解决这些问题的方法可以是定期检查组件的连接线路,确保其牢固可靠。
另外,有条件的话,可以使用红外热像仪来检测组件的故障。
总之,光伏组件故障分析对于太阳能发电系统的正常运行至关重要。
在分析故障时,我们需要找出故障的原因,并采取相应的措施来解决。
对于温度过高的问题,我们可以增加散热装置和组件间隙,降低组件的温度。
对于光照不均匀的问题,我们可以优化组件布局,避免遮挡物对组件的影响。
对于灰尘积累的问题,我们可以定期清洁组件表面,保持其干净。
对于接触不良、连接器松动、线路断开等问题,我们可以定期检查组件的连接线路,并使用红外热像仪来检测故障。
光伏电站常见故障原因分析
一、光伏电站故障原因
1、光伏电站组件故障
出现故障的光伏组件可以将其现象分为物理性损坏、电气参数异常、
外观异常等类型。
物理性损坏主要包括组件封装锈蚀、损坏,结构破裂;
电气参数异常包括正常组件的端边开路率偏高,正向和反向短路电流异常;外观异常包括组件的白斑和黑点,外部环境如尘埃等的影响,这些问题会
对电站的性能产生影响。
2、气象因素造成的故障
气象因素会对光伏电站造成故障,如太阳辐射受到阴影或是遮蔽,或
是突发大风,大雨,这些都会影响风机和光伏组件的正常运行,从而影响
整个电站的输出性能。
3、电气配电系统故障
正确的配电系统是光伏电站安全运行的基础,将会产生不同类型的连
接故障,如线路断路、跨线、短路,这些故障会影响整个光伏电站的输出
效率。
4、逆变器故障
逆变器是将直流电转换为交流电的装置,是光伏电站的重要组成部分,在光伏电站正常运行时,如果逆变器存在故障,将导致光伏电站的正常运
行受影响。
故障主要有温度、输出功率异常,开关回路故障。
5、控制系统故障
控制系统是电力系统的重要组成部分,是电站的关键技术组成部分,由控制程序和控制器组成。
光伏组件常见的故障
1. 热斑:热斑是指在光伏组件中由于部分电池片受到遮挡或损坏,导致该部分电池片产生过热现象。
热斑会降低光伏组件的输出功率,并可能引起电池片的老化和损坏。
2. 隐裂:隐裂是指在电池片内部出现的细微裂纹,通常无法直接观察到。
隐裂会降低电池片的转换效率,并可能导致电池片的开路或短路。
3. 功率衰减:随着时间的推移,光伏组件的输出功率可能会逐渐下降,这称为功率衰减。
功率衰减的原因可能包括电池片的老化、灰尘和污垢的积累、以及温度和湿度等环境因素的影响。
4. 旁路二极管失效:旁路二极管用于保护光伏组件免受反向电流的损害。
如果旁路二极管失效,可能会导致光伏组件在反向电流时受到损坏。
5. 连接失效:光伏组件之间的连接可能会出现松动、腐蚀或断开等问题,导致组件之间的电流传输受阻或中断。
6. 玻璃破裂:光伏组件的玻璃表面可能会因为受到冲击、温度变化或其他原因而破裂。
玻璃破裂会影响组件的绝缘性能和机械强度。
7. 接线盒故障:接线盒是光伏组件的电气连接部分,如果接线盒出现故障,如密封不良、接线松动或腐蚀等,可能会导致电气连接失效。
为了确保光伏组件的正常运行,需要定期进行检查和维护,及时发现和处理潜在的故障。
此外,在安装和使用光伏组件时,应遵循相关的安装和操作规范,以减少故障的发生。
分布式户用光伏电站维护及故障分析报告
一、维护情况。
自上次维护以来,我们对分布式户用光伏电站进行了定期的维
护和检查。
主要包括清洁光伏板面、检查光伏组件连接线路、检查
逆变器运行情况等。
在维护过程中,发现了部分光伏板表面有灰尘
和污垢,及时进行了清洁。
同时,对连接线路进行了检查,发现了
一些松动的接头,及时进行了紧固。
逆变器运行情况良好,未发现
异常情况。
二、故障分析。
在维护过程中,我们也对光伏电站的运行情况进行了分析。
通
过监测数据发现,部分光伏板出现了发电量下降的情况。
经过进一
步的检查和分析,发现是部分光伏板表面受到了污垢的影响,导致
光伏板的发电效率下降。
我们将对这些光伏板进行更加细致的清洁,以提高发电效率。
另外,我们还发现了一些连接线路的老化和损坏情况,这可能
会对光伏电站的安全运行产生影响。
我们将对这些连接线路进行更
换和修复,以确保光伏电站的安全运行。
三、改进措施。
为了提高光伏电站的维护效率和运行稳定性,我们将采取以下改进措施:
1. 增加维护频次,定期对光伏电站进行清洁和检查,确保光伏板表面的清洁度和连接线路的完好性。
2. 定期对光伏电站的运行数据进行分析,及时发现和处理光伏板发电量下降的情况,确保光伏电站的发电效率。
3. 对连接线路进行定期的检查和维护,及时发现和处理老化和损坏情况,确保光伏电站的安全运行。
通过以上改进措施的实施,我们相信可以提高分布式户用光伏电站的维护效率和运行稳定性,为客户提供更加可靠的清洁能源供应。
光伏组件短路的原因
光伏组件是一种将太阳能转化为电能的装置,具有环保、可再生等优点,在如今的能源转型中发挥着重要作用。
然而,就像其他电子设备一样,光伏组件也会出现故障。
其中,短路是一种常见的故障现象。
下面将从不同角度解析光伏组件短路的原因。
一、材料质量问题
光伏组件是由多个太阳能电池片组成的,而电池片的材料质量直接影响着组件的性能。
如果电池片材料存在缺陷,例如表面存在微小的裂纹或缺陷,那么在光照下,这些缺陷可能会导致电流短路,使整个组件失效。
二、制造工艺不当
光伏组件的制造过程复杂,需要经过多道工序。
如果制造工艺不当,例如焊接过程中接触不良、焊点接触不牢固等问题,都可能导致光伏组件出现短路。
此外,组件背板的安装过程中,如果安装不稳固或存在短路风险的接触,也可能引起短路现象。
三、环境因素影响
光伏组件通常安装在户外,长时间暴露在恶劣的环境中。
例如,高温、潮湿、腐蚀性气体等因素都会对组件产生一定的影响。
如果组件的密封性不好,容易受到湿气侵入,导致电池片内部发生短路。
此外,如果组件表面积聚了大量灰尘或污垢,也会导致电流短路。
四、人为操作失误
在光伏组件的安装和维护过程中,如果操作不当或维护不及时,也可能引发短路问题。
例如,安装时未正确连接电缆,或者在维护过程中未及时清洁组件表面,都可能导致短路。
光伏组件短路的原因多种多样,涉及材料质量、制造工艺、环境因素和人为操作等多个方面。
为了减少光伏组件短路的发生,我们应该选购质量可靠的组件,确保制造工艺的合规和环境的良好保护,同时加强对组件的安装和维护,以提高光伏系统的可靠性和稳定性。
德令哈电站光伏组件至汇流箱故障分析总结一、光伏组件常见故障分析:1、树枝遮蔽光伏组件造成热板效应烧毁组件。
热斑效应:在一定条件下,一串联支路中被遮蔽的光伏组件,将被当做负载消耗其他有光照的光伏组件所产生的能量,被遮蔽的光伏组件内阻增大发热的现象。
2、光伏组件接线盒变形、扭曲、开裂、老化及烧毁。
可能原因:密封不严,导致接线盒渗水,造成短路。
3、光伏组件连接接头烧坏。
可能原因:光伏组件接头接点松脱,接触不良,引起直流拉弧现象,导致接触部分温度急剧升高(持续的电弧会产生1000-3000℃的高温),烧坏接头。
二、汇流箱常见故障分析:1、汇流箱下部防水端子未将电缆固定紧,引起电缆接头松动,造成拉弧烧端子。
可能原因:光伏组件只有白天发电,在发电时接触点间会发热而膨胀,晚上不发电温度降低,接触点间会收缩,产生向下的收缩力。
2、汇流箱保险烧坏。
可能原因:及时隔离出现短路故障的光伏串(短路故障时直流电产生电弧会烧毁电缆及电气设备),保险额定电流=1.56光伏串短路电流,保险熔断电流=1.35保险额定电流(保险在此熔断电流下1小时内必须熔断)。
3、汇流箱防反二极管烧坏。
可能原因:通过汇流箱防反二极管的电流长时间超过其额定电流,过热烧坏。
(汇流箱防反二极管的作用:防止组串之间产生环流)三、光伏支路上无电流通过的原因分析(以20块光伏板组成的光伏串为例):1、拉开汇流箱正、负极保险,用万用表测开路电压,若电压在600V-700V之间,可判断出该光伏支路无断开点;若电压为0V,可判断该支路有断开点(一般为组件连接接头烧坏);若电压大于0V小于600V,可判断该支路中有部分组件被短路。
2、拉开汇流箱正、负极保险,用万用表分别测正、负极对地电压,若正、负极瞬时电压均在30V-40V之间且逐步降至0V,可判断正、负极均无接地;若正极在600V-700V之间,负极为0V,可判断负极接地(此时测负极对地的通断,显示为通);若负极在600V-700V之间,正极为0V,可判断正极接地(此时测正极对地的通断,显示为通)。
一.接线盒光伏组件接线盒的主要作用是连接和保护太阳能光伏组件,传导光伏组件所产生的电流。
光伏组件接线盒作为太阳能电池组件的一个重要部件,是集电气设计、机械设计和材料应用于一体的综合性产品,为用户提供了太阳能光伏组件的组合连接方案。
目前,中国组件制造商生产的组件很多都存在不少的质量问题和隐患,而其中很大一部分组件质量问题来自于接线盒自身的设计和品质。
作为光伏组件制造商的配套企业,接线盒制造商不仅需要对组件制造商负责,更需要对终端客户负责,特别是对使用过程中人身安全的保护。
所以,优化接线盒结构设计、提高质量是所有接线盒制造企业的首要任务。
常州天华新能源科技有限公司(简称“天华新能源”)下属常州华阳光伏检测技术有限公司(简称“华阳检测”,于 2009 年 12 月获得了 CNAS 实验室认可,认可范围包括光伏组)件、光伏材料共 119 项检测能力。
公司自 2008 年开始进行接线盒检测(依据标准:VDE0126-5:2008),讫今共完成 30 家接线盒供应商、50 多款接线盒的检测和质量分析,获得了大量的检测数据。
结合光伏组件户外使用的实际情况,我们总结出目前接线盒常见失败项目主要有:IP65防冲水测试、结构检查、拉扭力试验、湿漏电试验、二极管温升试验、环境试验、750℃灼热丝试验。
接线盒测试常见失败项目统计图:一、户外组件因接线盒问题引起的故障图片接线盒引线端子烧毁接线盒烧毁引起组件背板烧焦组件碎裂二、接线盒在认证测试中常见失败项目及原因分析1.接线盒 IP65 防冲水测试防水性能是接线盒性能的重要指标。
认证测试中,先进行老化预处理测试,然后进行防冲水测试,再通过外观结构检查和工频耐压测试进行评判。
测试能否顺利通过,取决于接线盒的密封保护程度,而接线盒的密封保护直接影响到成品组件的防触电保护和漏电防护的等级。
就目前常规构造的接线盒而言,其设计和材料的缺陷已在认证测试中显露无疑。
图 1 IP65 防冲水测试测试图片接线盒防冲水测试失败的主要现象大致分为以下几种:⑴、接线盒密封盒体内大量积水;⑵、接线盒盒体与背板材料不匹配;⑶、接线盒的密封螺母开裂失效;⑷、接线盒在老化预处理测试中盒体变形;⑸、接线盒密封圈老化预处理测试后失效,或其他原因。
通过对以上测试过程中出现的失败现象进行研究分析,得出以下几点失败原因:(1)、盒体的锁扣设计:锁扣设计成两扣模式可能是导致试验失败的主要原因。
两扣模式使得盒盖受力集中在二点,加上盒盖面积较大,导致其余各点受力很不均匀。
特别是在高温时,其余各点受密封圈热胀、材料受热变软的影响,导致接线盒龇口,影响盒体的密封性,从而在 IP65 防水测试中失败(如图 2)。
另外,接线盒经过 240 小时老化试验后,密封圈虽未脱落,但盒体、盒盖有变型,也会影响到盒体的密封性。
导致盒体大量积水盒体边缘形变图 2 防水测试后接线盒变形、大量积水图 3 老化试验后盒盖变形影响密封导致积水(2)接线盒密封圈的橡胶材料选择不当:由于密封圈材料的选择不适合,在接线盒经过240小时老化预处理测试后,其延伸率和收缩率降低,密封圈材质硬度升高,降低了盒体与盒盖的密封性能,导致密封圈不能完全密封盒体和盒盖的槽口,致使水流渗入,防冲水测试失败。
(如图4)图4 密封圈老化试验后密封不到位,水流渗入(3)接线盒盒体塑料与太阳能组件密封胶在老化预处理测试后,粘合性失效(如图5)。
图5 接线盒与硅胶粘结失效(4)密封螺母材质选择不当:接线盒在老化预处理测试后,密封螺母发生断裂,也是造成接线盒防冲水失败的原因。
2.接线盒湿热试验湿热试验对于接线盒来说是一个相当严酷的环境试验,接线盒湿热试验失败的主要现象有以下几种:⑴、湿热试验后接线盒盒体碎裂失效;⑵、湿热试验后接线盒盒体和盒盖密封变形;⑶、湿热试验后接线盒与背板脱落;⑷、湿热试验后电气连接不可靠;⑸、湿热试验后接线盒电缆的抗拉扭性能减小,爬电距离、电气间隙减小(6)、其他现象。
接线盒和背板脱落变形图6 湿热试验后接线盒变形图7 湿热试验后接线盒与背板脱落图8 湿热试验后接线盒失效湿热试验失败可能的原因大致有以下几点:(1)、盒体PPO材料的选择不当或用料不纯;(2)、密封螺母开裂导致在湿热之后电缆的抗拉扭性能削弱,或者直接开裂;(3)、接线盒盒体与硅胶不匹配,长时间高温高湿后接线盒与硅胶脱落;(4)、其他原因。
3、接线盒盒体灼热丝测试接线盒盒体750℃灼热丝测试,是接线盒生产商选用接线盒材质的重要测试项目,也是接线盒认证测试中较易失败的项目之一。
测试中,根据盒体材料从开始燃烧到火焰熄灭的时间长短,判定该接线盒是否能适合今后在户外使用。
其主要试验过程如下图所示:图9 接线盒支撑带电体部分开始燃烧图10 接线盒支撑带电体部分继续燃烧图11 火焰熄灭的时间根据图9、10、11所示,接线盒支撑带电体部分在进行750°C灼热丝测试时,火焰熄灭时间Te为44.92s,不符合接线盒标准中灼热丝测试的要求。
测试失败的主要原因是,接线盒材质无法承受灼热丝元件在短时间内所造成的热应力,不符合灼热丝测试的要求(没有火焰或是火焰可以在30s内自动熄灭)。
4.接线盒常规测试其他失败项(部分)(1)、工频耐压测试失败,见图12所示。
其失败原因主要为爬电距离/电气间隙不足、环境试验之后绝缘性能受到损害(由于材料方面的原因)。
图12工频耐压测试(2)、接线盒带电部件抗腐蚀强度不足,其原因为金属件铜质选型和表面处理不当。
图13 带电部件抗二氧化硫腐蚀能力不足三、光伏组件接线盒质量改进建议作为光伏组件的配套产品,接线盒所占成本不及电池成本十分之一,但却是决定光伏组件最终能否正常工作的重要部件。
在此,笔者提出接线盒质量改进的几点建议:1、将盒体、盒盖分体,由密封圈密封的设计,改进为盒体、盒盖压接一体式密封处理,加强整个接线盒结构密封性和密封强度。
2、根据目前组件认证、制造、使用的需要,建议接线盒内预留扩展连接座;装配不同规格的二极管可以随时改变接线盒的最大工作电流;根据组件生产工艺在接线盒装配中保留密封胶和灌封胶两种安装方式。
3、考虑在接线盒盒盖设置导气阀以导出盒体内部热量,或在接线盒内部采用薄片状金属端子,增加散热片,以达到降温的作用。
4、通过系列测试,研究不同类型硅胶和不同材质背板材料的相互匹配性,为光伏组件制造商提供接线盒安装、使用、匹配的整套解决方案二.背板1.背板是主要的防护材料,如果只是背板材料破了的话没有伤到电池部分短期没问题。
但是这一点上就开始收到环境腐蚀,EVA会迅速老化破裂或脱离,接着腐蚀电池部分,腐蚀再扩大组件就短路失效了2.鼓包,可能会有TPE脱层的危险,造成湿漏电的不过,凹坑,凹槽,担心会压破电池片,还有就是外观的影响三.EVA四.边框在并网应用的光伏电站中,只可以使用电池片与边框有可靠绝缘的光伏组件。
组件要具有双倍或超强的绝缘措施,同时要充分考虑光伏组件的系统耐压性,以保证即使在光伏系统运行状态下也可以触摸组件表面,不会造成危险。
目前,所有的光伏组件可以达到Ⅱ级防护,在选择时并没有太严格的限制。
苏州欧姆尼克光伏逆变器通过德国各项标准,安全更有保障。
当触摸组件表面时,可能会产生对地的故障电流。
如果组件的绝缘足够好,一般来说很难有这样的电流产生。
但是,故障电流放电的强度会随一些条件的变化而增加,如光伏电池距离缩短(这种情况下透明玻璃或塑料板厚度减少)、接触面积增加等。
比如:由于清洁光伏组件的液体中含有导电物质,会造成导电面积扩大,从而导致意外的故障电流。
在这种情况下虽然无法对危险电流预先检测,但如果发生意外会造成一定的危险。
为了避免由此(类似突然从梯子上掉下来等)产生的安全隐患,也为了避免危险,在建设光伏并网发电系统时,用户应该遵循以下步骤:1)将光伏组件的边框以及其他导电气部分与接地线连接2)在对系统进行维护或对光伏组件进行清理时,断开逆变器与电网的连接五.电池片5.出现铝珠怎么办?如果是印刷过厚,就调整参数,降低板间距,提高印刷压力;如果是绒面过大,提醒制绒改善工艺;如果是浆料不匹配,就改善浆料。
6.出现铝包怎么办?如果是印刷厚度偏薄,就调整参数,提高板间距,降低印刷压力;如果是印刷不均匀,就查看网板和刮条是否有磨损,提醒生产更换,如果都没问题,就是绒面问题,提醒制绒工艺。
7.出现翘曲片怎么办?如果是印刷过厚,调整参数,提高板间距,降低压力;如果是硅片太薄,更换抗弯曲浆料;如果是刮刀没装好,提醒生产重新安装;如果是硅片厚度不均,就是原料问题。
8.出现节点怎么办?如果是网板或刮刀不良,提醒生产更换;如果是参数设置不合理,调整参数,降低压力。
9.出现虚印和断栅怎么办?如果是参数不合理,就调整参数,提高压力,降低板间距。
如果是网孔堵了,擦拭网板;如果是印刷头在行进过程中抖动,与设备协商解决;如果是网板或刮刀磨损或者是浆料不够,就提醒生产人员更换或者添加浆料。
反向电流irev>5.6a;测试光强e范围在950~1050测试温度t在23~27℃串阻rs>0填充因子68六.其余故障1.太阳能电池方阵外电极断路,内部断路,旁路二极管接反,旁路二极管短路,热斑效应,接线盒脱落,导线老化,导线短路、断路,背膜开裂,EVA 与玻璃进水,铝边框开裂,电池玻璃破碎,电池片或电极发黄(电阻增大),电池删线断裂,太阳能电池被遮挡,太阳能电池安装方位不对。
2.蓄电池(1)电池组间不均衡两组或两组以上并联的电池组随使用期的增长总会出现落后单节导致其中一组端电压升高,使该组充电电流降低,最终长期充电不足。
(2)阀控密封电池外壳开裂,极柱断裂,螺丝断裂,失水,漏液,胀气,不可逆硫酸盐化(充不进电,放不出电),电池内部短路,气阀质量不好,自放电效率高(3)固定式电池外壳开裂,失水率高,结冰冻裂(电液浓度低),不可逆硫酸盐化(充不进电,放不出电),电池内部短路,活性物质脱落(容量降低,造成短路)3.控制器运输损坏,高压损坏(太阳能电池开路电压),蓄电池极性接反损坏,电源(开关电源)失效,雷击损坏,工作点设置不对或漂移,空气开关或继电器触点拉弧,无触点开关的晶体管损坏(耐压),霍尔传感器损坏,温度补偿失控。
4.逆变器运输损坏,极性反接损失,内部电源(电源分开)失效,雷击损坏,功率晶体管损坏(短路、冲击性负载、过热),输入电压不正常(过压、欠压),输出保险损坏(负载短路、线路短路),输入输出接头发热。