光伏組件故障分析

光伏組件故障剖析光伏組件故障剖析光伏組件故障剖析精心整理一．接線盒光伏組件接線盒的主要作用是連結(jié)和保護太陽能光伏組件，傳導(dǎo)光伏組件所產(chǎn)生的電流。光伏組件接線盒作為太陽能電池組件的一個重要零件，是集電氣設(shè)計、機械設(shè)計和資料應(yīng)用于一體的綜合性產(chǎn)品，為用戶供應(yīng)了太陽能光伏組件的組合連結(jié)方案。當前，中國組件制造商生產(chǎn)的組件好多都存在許多的質(zhì)量問題和隱患，而此中很大一部分組件質(zhì)量問題來自于接線盒自己的設(shè)計和質(zhì)量。作為光伏組件制造商的配套公司，接線盒制造商不單需要對組件制造商負責，更需要對終端客戶負責，特別是對使用過程中人身安全的保護。因此，優(yōu)化接線盒結(jié)構(gòu)設(shè)計、提升質(zhì)量是全部接線盒制造公司的首要任務(wù)。常州天華新能源科技〔簡稱“天華新能源〞〕部下常州華陽光伏檢測技術(shù)有限公司〔簡稱“華陽檢測〞，于2021年12月獲取了CNAS實驗室認同，認同范圍包含光伏組〕件、光伏資料共119項檢測能力。公司自2021年開始進行接線盒檢測〔依照標準：VDE0126-5:2021〕，訖今共達成30家接線盒供應(yīng)商、50多款接線盒的檢測和質(zhì)量剖析，獲取了大批的檢測數(shù)據(jù)。精心整理聯(lián)合光伏組件戶外使用的實質(zhì)狀況，我們總結(jié)出當前接線盒常有失敗工程主要有：IP65防沖水測試、結(jié)構(gòu)檢查、拉扭力試驗、濕漏電試驗、二極管溫升試驗、環(huán)境試驗、750℃灼熱絲試驗。接線盒測試常有失敗工程統(tǒng)計圖：一、戶外組件因接線盒問題惹起的故障圖片接線盒引線端子燒毀接線盒燒毀惹起組件背板燒焦組件碎裂二、接線盒在認證測試中常有失敗工程及原由剖析1．接線盒IP65防沖水測試防水性能是接線盒性能的重要指標。認證測試中，先進行老化預(yù)辦理測試，而后進行防沖水測試，再經(jīng)過外觀結(jié)構(gòu)檢查和工頻耐壓測試進行評判。測試可否順利經(jīng)過，取決于接線盒的密封保護程度，而接線盒的密封保護直接影響到成品組件的防觸電保護和漏電防備的等級。就當前慣例結(jié)構(gòu)的接線盒而言，其設(shè)計和資料的缺點已在認證測試中顯現(xiàn)無疑。1IP65防沖水測試測試圖片接線盒防沖水測試失敗的主要現(xiàn)象大概分為以下幾種：⑴、接線盒密封盒體內(nèi)大批積水；精心整理⑵、接線盒盒體與背板資料不般配；⑶、接線盒的密封螺母開裂無效；⑷、接線盒在老化預(yù)辦理測試中盒體變形；⑸、接線盒密封圈老化預(yù)辦理測試后無效，或其余原由。經(jīng)過對以上測試過程中出現(xiàn)的失敗現(xiàn)象進行研究剖析，得出以下幾點失敗原由：1〕、盒體的鎖扣設(shè)計：鎖扣設(shè)計成兩扣模式可能是以致試驗失敗的主要原由。兩扣模式使得盒蓋受力集中在二點，加上盒蓋面積較大，以致其余各點受力很不平均。特別是在高溫時，其余各點受密封圈熱脹、資料受熱變軟的影響，以致接線盒齜口，影響盒體的密封性，進而在IP65水測試中失敗〔如圖2〕。此外，接線盒經(jīng)過240小時老化試驗后，密封圈雖未零落，但盒體、盒蓋有變型，

防也會影響到盒體的密封性。以致盒體大量積水盒體邊沿形變2防水測試后接線盒變形、大批積水3老化試驗后盒蓋變形影響密封以致積水〔2〕接線盒密封圈的橡膠資料選擇不妥：精心整理因為密封圈資料的選擇不合適，在接線盒經(jīng)過240小時老化預(yù)辦理測試后，其延長率和縮短率降低，密封圈材質(zhì)硬度高升，降低了盒體與盒蓋的密封性能，以致密封圈不能完整密封盒體和盒蓋的槽口，以致水流滲透，防沖水測試失敗?！踩鐖D4〕圖4密封圈老化試驗后密封不到位，水流滲透〔3〕接線盒盒體塑料與太陽能組件密封膠在老化預(yù)辦理測試后，粘合性無效〔如圖5〕。圖5接線盒與硅膠粘結(jié)無效〔4〕密封螺母材質(zhì)選擇不妥：接線盒在老化預(yù)辦理測試后，密封螺母發(fā)生斷裂，也是造成接線盒防沖水失敗的原由。2．接線盒濕熱試驗濕熱試驗關(guān)于接線盒來說是一個相當嚴酷的環(huán)境試驗，接線盒濕熱試驗失敗的主要現(xiàn)象有以下幾種：⑴、濕熱試驗后接線盒盒體碎裂無效；⑵、濕熱試驗后接線盒盒體和盒蓋密封變形；⑶、濕熱試驗后接線盒與背板零落；⑷、濕熱試驗后電氣連結(jié)不行靠；⑸、濕熱試驗后接線盒電纜的抗拉扭性能減小，爬電距離、電氣空隙減小、其余現(xiàn)象。接線盒和背板零落精心整理變形6濕熱試驗后接線盒變形7濕熱試驗后接線盒與背板零落8濕熱試驗后接線盒無效濕熱試驗失敗可能的原由大概有以下幾點：1〕、盒體PPO資料的選擇不妥或用料不純；2〕、密封螺母開裂以致在濕熱以后電纜的抗拉扭性能削弱，或許直接開裂；3〕、接線盒盒體與硅膠不般配，長時間高溫高濕后接線盒與硅膠零落；4〕、其余原由。3、接線盒盒體灼熱絲測試接線盒盒體750℃灼熱絲測試，是接線盒生產(chǎn)商采納接線盒材質(zhì)的重要測試工程，也是接線盒認證測試中較易失敗的工程之一。測試中，依據(jù)盒體資料從開始焚燒到火焰熄滅的時間長短，判斷該接線盒能否能合適此后在戶外使用。其主要試驗過程以以下圖所示：9接線盒支撐帶電體局部開始焚燒10接線盒支撐帶電體局部持續(xù)焚燒11火焰熄滅的時間依據(jù)圖9、10、11所示，接線盒支撐帶電體局部在進行750°C灼熱絲測試時，火焰熄滅時間Te為44.92s，不切合接線盒標準中灼熱絲測試的要求。測試失敗的主要原由是，接線盒精心整理材質(zhì)沒法承受灼熱絲元件在短時間內(nèi)所造成的熱應(yīng)力，不切合灼熱絲測試的要求〔沒有火焰或是火焰能夠在30s內(nèi)自動熄滅〕。接線盒慣例測試其余失敗項〔局部〕〔1〕、工頻耐壓測試失敗，見圖12所示。其失敗原由主要為爬電距離/電氣空隙不足、環(huán)境試驗以后絕緣性能遇到傷害(因為資料方面的原由)。圖12工頻耐壓測試2〕、接線盒帶電零件抗腐化強度缺少，其原由為金屬件銅質(zhì)選型和表面辦理不妥。圖13帶電零件抗二氧化硫腐化能力缺少三、光伏組件接線盒質(zhì)量改進建議作為光伏組件的配套產(chǎn)品，接線盒所占本錢不及電池本錢十分之一，但倒是決定光伏組件最后可否正常工作的重要零件。在此，筆者提出接線盒質(zhì)量改進的幾點建議：1、將盒體、盒蓋分體，由密封圈密封的設(shè)計，改進為盒體、盒蓋壓接一體式密封處理，增強整個接線盒結(jié)構(gòu)密封性和密封強度。2、依據(jù)當前組件認證、制造、使用的需要，建議接線盒內(nèi)預(yù)留擴展連結(jié)座；裝置不同規(guī)格的二極管能夠隨時改變接線盒的最大工作電流；依據(jù)組件生產(chǎn)工藝在接線盒裝配中保留密封膠和灌封膠兩種安裝方式。3、考慮在接線盒盒蓋設(shè)置導(dǎo)氣閥以導(dǎo)出盒體內(nèi)部熱量，或在接線盒內(nèi)部采納薄片狀精心整理金屬端子，增添散熱片，以抵達降溫的作用。4、經(jīng)過系列測試，研究不一樣種類硅膠和不一樣材質(zhì)背板資料的互相般配性，為光伏組件制造商供應(yīng)接線盒安裝、使用、般配的整套解決方案二．背板背板是主要的防備資料，假如不過背板資料破了的話沒有傷到電池局部短期沒問題?？墒沁@一點上就開始收到環(huán)境腐化，EVA會快速老化破裂或離開，接著腐化電池局部，腐化再擴大組件就短路無效了鼓包,可能會有TPE脫層的危險，造成濕漏電的可是,凹坑,凹槽，擔憂會壓破電池片，還有就是外觀的影響三．EVA不良表現(xiàn)原由剖析辦理方案延長抽真空時間真空度缺少檢查層壓機硅膠板能否破裂檢修真空泵、改換真空泵油氣泡或缺膠增添加壓時間，調(diào)整壓力現(xiàn)象壓力不夠改換橡膠板按期檢查加熱板溫度加熱板局部溫度過高校訂溫度，使之抵達平均精心整理增添高溫布是之緩沖，保證先期傳熱減少助焊劑使用量助焊劑助焊劑不般配，改換助焊劑潔凈資料資料被污染裁剪EVA或使用時戴手套、帽子等盒蓋時間控制在30S之內(nèi)溫度過高降低溫度、增添層壓時間加多兩層髙溫布，進行緩沖改換資料、使用兩層EVAEVA厚薄或受潮控制生產(chǎn)環(huán)境、儲藏環(huán)境增添除濕機縮短抽真空時間膠膜縮短降低層壓溫度背板凹凸EVA換方向擱置，交錯使用背板縮短改換背板資料擱置不齊整從頭擱置，在層壓行進行檢查降低壓力壓力過大增添EVA厚度電池片碎裂改換硅膠板焊接后有雜質(zhì)或電池增強焊接后檢查精心整理片問題改換電池片層壓機溫度不平均校訂溫度固化時間短增添層壓時間與背板、玻背板表面進行辦理資料的問題及般配性璃剝離強度差改換般配資料不夠固化溫度低提升層壓溫度資料污染沖洗資料〔背板、剝離、電池片〕抽真空時間過長減少抽真空時間EVA縮短現(xiàn)象黃變交聯(lián)度不夠電池片移位

EVA生產(chǎn)工藝組件邊沿增添EVA增添EVA尺寸裁剪好的EVA擱置幾個小時使用儲藏溫度過低EVA進行退火辦理EVA進行解凍產(chǎn)品配方問題改換資料出現(xiàn)過交聯(lián)現(xiàn)象降低固化溫度或降低固化時間跟背板、硅膠般配性改換般配中性硅膠和耐侯性好的差背板資料受污染改換資料、注意環(huán)境和潔凈層壓參數(shù)增添層壓溫度或?qū)訅簳r間測試偏差采納精準到0.0001g,電子秤增添EVA試驗重量到5g抽真空的速度過快增添節(jié)流閥，緩沖抽閑速度精心整理EVA縮短過大依照EVA縮短辦理確立層壓機抽真空方向，正確放組件橫縱向擺放錯誤置組件擱置不齊整人員培訓(xùn)四．邊框在并網(wǎng)應(yīng)用的光伏電站中，只能夠使用電池片與邊框有靠譜絕緣的光伏組件。組件要擁有雙倍或超強的絕緣舉措，同時要充分考慮光伏組件的系統(tǒng)耐壓性，以保證即便在光伏系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下也能夠觸摸組件表面，不會造成危險。當前，全部的光伏組件能夠抵達Ⅱ級防備，在選擇時并無太嚴格的限制。蘇州歐姆尼克光伏逆變器經(jīng)過德國各項標準，安全更有保障。當觸摸組件表面時，可能會產(chǎn)生對地的故障電流。假如組件的絕緣足夠好，一般來說很難有這樣的電流產(chǎn)生?？墒牵收想娏鞣烹姷膹姸葧S一些條件的變化而增添，如光伏電池距離縮短(這類狀況下透明玻璃或塑料板厚度減少)、接觸面積增添等。比方：因為潔凈光伏組件的液體中含有導(dǎo)電物質(zhì)，會造成導(dǎo)電面積擴大，從而以致不測的故障電流。在這類狀況下固然沒法對危險電流早先檢測，但假如發(fā)生不測會造成必定的危險。為了防備由此(近似忽然從梯子上掉下來等)產(chǎn)生的安全隱患，也為了防備危險，在建設(shè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)時，用戶應(yīng)當依照以下步驟：1〕將光伏組件的邊框以及其余導(dǎo)電氣局部與接地線連結(jié)2〕在對系統(tǒng)進行保護或?qū)夥M件進行清理時，斷開逆變器與電網(wǎng)的連結(jié)五．電池片出現(xiàn)鋁珠怎么辦？假如是印刷過厚，就調(diào)整參數(shù)，降低板間距，提升印刷壓力；精心整理假如是絨面過大，提示制絨改良工藝；假如是漿料不般配，就改良漿料。出現(xiàn)鋁包怎么辦？假如是印刷厚度偏薄，就調(diào)整參數(shù)，提升板間距，降低印刷壓力；假如是印刷不平均，就查察網(wǎng)板和刮條能否有磨損，提示生產(chǎn)改換，假如都沒問題，就是絨面問題，提示制絨工藝。出現(xiàn)翹曲片怎么辦？假如是印刷過厚，調(diào)整參數(shù)，提升板間距，降低壓力；假如是硅片太薄，改換抗曲折漿料；假如是刮刀沒裝好，提示生產(chǎn)從頭安裝；假如是硅片厚度不均，就是原料問題。出現(xiàn)節(jié)點怎么辦？假如是網(wǎng)板或刮刀不良，提示生產(chǎn)改換；假如是參數(shù)設(shè)置不合理，調(diào)整參數(shù)，降低壓力。出現(xiàn)虛印和斷柵怎么辦？假如是參數(shù)不合理，就調(diào)整參數(shù)，提升壓力，降低板間距。假如是網(wǎng)孔堵了，擦抹網(wǎng)板；假如是印刷頭內(nèi)行進過程中顫動，與設(shè)施磋商解決；精心整理假如是網(wǎng)板或刮刀磨損或許是漿料不夠，就提示生產(chǎn)人員改換或許增添漿料。反向電流irev>5.6a；測試光強e范圍在950~1050測試溫度t在23~27℃串阻rs＞0填補因子68六．其余故障太陽能電池方陣外電極斷路，內(nèi)部斷路，旁路二極管接反，旁路二極管短路，熱斑效應(yīng)，接線盒零落，導(dǎo)線老化，導(dǎo)線短路、斷路，背膜開裂，EVA與玻璃進水，鋁邊框開裂，電池玻璃破裂，電池片或電極發(fā)黃〔電阻增大〕，電池刪線斷裂，太陽能電池被遮擋，太陽能電池安裝方向不對。蓄電池1〕電池組間不平衡兩組或兩組以上并聯(lián)的電池組隨使用期的增添總會出現(xiàn)落伍單節(jié)以致此中一組端電壓高升，使該組充電電流降低，最后長久充電缺少?！?〕閥控密封電池外殼開裂，極柱斷裂，螺絲斷裂，失水，漏液，脹氣，不行逆硫酸鹽化〔充不進電，放不出電〕，電池內(nèi)部短路，氣閥質(zhì)量不好，自放電效率高精心整理〔3〕固定式電池外殼開裂，失水率高，結(jié)冰凍裂〔電液