石磊-光伏電站建設(shè)過程中質(zhì)量風(fēng)險分析和防控 (2014-7-24)

光伏電站質(zhì)量風(fēng)險分析和防控

石磊2014.7

內(nèi)容2一光伏電站損耗的關(guān)鍵因素分析二減少光伏電站損耗的方法和措施三中國質(zhì)量認(rèn)證中心簡介內(nèi)容31光伏電站損耗的關(guān)鍵因素分析2減少光伏電站損耗的方法和措施3中國質(zhì)量認(rèn)證中心簡介大型光伏并網(wǎng)電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)影響光伏發(fā)電能效的關(guān)鍵因素光伏組件光伏陣列匯流箱組件不匹配施工損耗MPPT損耗逆變器直流損耗逆變損耗交流損耗吸收損耗光輻照損耗光不均勻度：單塊組件和組件串光強度：不同強度下組件效率不同光譜失配：紫外波段和紅外波段量子效率低溫度損耗硅材料的物理特性，溫度升高，禁帶寬度變小，輸出功率降低；電壓：在20～100℃范圍，大約每升高1℃每片電池的電壓減小2mV；電流：大約每升高1℃每片電池的光電流增加O.03mA/℃?cm2。功率：溫度升高太陽電池的功率下降，典型溫度系數(shù)為-O.35％/℃。組件失配損耗嚴(yán)重程度：失配0.15%，功率損耗：3.7%！失配2.6%，功率損耗：16.7%！原因：電流失配；污垢遮擋；匹配角度；組件質(zhì)量；控制措施：電流分檔，安裝角度，清洗維護；損耗大?。弘娏鳈n位0.1A，額定工作電流約為8A，考慮實際情況，失配損耗取2%。線損影響線損影響1、直流電纜的損耗2、直流損耗對逆變器MPPT跟蹤影響組件熱斑效應(yīng)一旦有樹木、建筑物、樹葉、鳥糞、天空浮云等部份或全部遮擋組件中的電池片，使該電池片從光電源性質(zhì)變?yōu)樨?fù)載性質(zhì)，與其串聯(lián)的、繼續(xù)受到光照的其他電池片所產(chǎn)生電壓電流對該電池片形成反向偏置，造成該電池片消耗功率過大而發(fā)熱。極化效應(yīng)

高電壓會給組件帶來副作用——HVS即“高壓應(yīng)力”，也稱為電勢導(dǎo)致的性能下降（PID）——就是高壓情況下由于電流泄漏給光伏系統(tǒng)帶來的功率損失。如果光伏組件出現(xiàn)對地的正電勢，則在電池表面將聚集負(fù)極靜電，結(jié)果是它們將吸引由半導(dǎo)體材料內(nèi)的光子形成的帶正電的空穴（通常這些空穴將流動到電池的背電極，并產(chǎn)生電力）。許多這些帶靜電的空穴和電池表面的負(fù)電合并，結(jié)果造成了太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的嚴(yán)重?fù)p失。光伏電站系統(tǒng)效率損耗比例4%陣列遮擋損失3%逆變器轉(zhuǎn)換損失80%電站總體效率1%交流損耗4%污穢損失3%太陽輻射損失2%溫度損失0.7%直流線損2%MPPT損耗2%組串失配損失Eload：電站實際輸出功率；Pmax：電站額定輸出功率；HA：組件傾斜面接收的輻射強度；GS：標(biāo)準(zhǔn)輻射強度1000W/m2

。太陽電池效率測試標(biāo)準(zhǔn)條件：溫度25℃，光譜分布AM1.5，輻照強度是1000W/m2光伏電站的評價指標(biāo)電站系統(tǒng)效率：η=η1×η2×η3光伏陣列效率η1；逆變器的轉(zhuǎn)換效率η2；并網(wǎng)效率η3；

電站發(fā)電量：太陽輻照資源、電站容量、系統(tǒng)效率電站安全：組件、逆變器和電氣設(shè)備的安全可靠性內(nèi)容14一光伏電站損耗的關(guān)鍵因素分析二減少光伏電站損耗的方法和措施三中國質(zhì)量認(rèn)證中心簡介內(nèi)容15二減少光伏電站損耗的方法和措施1、光伏電站優(yōu)化設(shè)計、規(guī)范施工2、光伏組件和逆變器等關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量監(jiān)造3、光伏電站運營維護光伏電站優(yōu)化設(shè)計、規(guī)范施工組件和平衡部件的實驗室測試結(jié)果方陣傾角、間距和運行方式的理論計算輻射量不同傾角輸出特性光伏組件地區(qū)太陽能資源及氣候環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)實驗室效率平衡部件光伏資源氣象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率η1發(fā)電效率η2光照強度光照時間地區(qū)溫度IElab=I×A×T×η1×η2×……×ηn

≠Ereal不同運行方式性能！可靠性！技術(shù)經(jīng)濟性！光伏電站優(yōu)化設(shè)計、規(guī)范施工匯流箱起火光伏組件起火光伏組件受到強風(fēng)破壞現(xiàn)場環(huán)境的多層次影響組件及BOS裝置功能安全隱患潮濕多云天氣對光伏組件多重影響光伏電站優(yōu)化設(shè)計、規(guī)范施工陣列間距設(shè)計原則：計算當(dāng)太陽電池子陣前后安裝時的最小間距D。一般確定原則：冬至當(dāng)天早9：00至下午3：00太陽電池方陣不應(yīng)被遮擋。D=cosβ×L，L=H/tan，

=arcsin(sinsin+coscoscos)太陽高度角的公式：sin=sinsin+coscoscos太陽方位角的公式：sinβ=cossin/cos，式中：為當(dāng)?shù)鼐暥?；為太陽赤緯，為時角，上午9:00的時角為45度。間距計算公式：光伏陣列設(shè)計布局優(yōu)化，降低損耗，智能監(jiān)控，安全可靠?。?！光伏電站優(yōu)化設(shè)計、規(guī)范施工光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)光伏區(qū)布置——智能化單元（容量1MWp）設(shè)計；組件容量與逆變器容量配置——組件容量與逆變器按照1.1:1

比例設(shè)計配置，提高效率和經(jīng)濟性；逆變器的運行控制；智能監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提高系統(tǒng)效率和可靠穩(wěn)定性?。?！內(nèi)容20二減少光伏電站損耗的方法和措施2、光伏組件和逆變器等關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量監(jiān)造1）生產(chǎn)過程的監(jiān)造2）安裝現(xiàn)場的監(jiān)造3）監(jiān)造中各個環(huán)節(jié)的抽樣檢測監(jiān)造的含義1.提高組件質(zhì)量，保證光伏電站發(fā)電量2.有效評估供應(yīng)商，為長期合作提供依據(jù)3.規(guī)范施工作業(yè)，減少施工造成的損失4.及時有效的反饋質(zhì)量問題，為買主提供專業(yè)的技術(shù)支持5.光伏電站投資的風(fēng)險轉(zhuǎn)嫁技術(shù)協(xié)議在監(jiān)造中的作用買賣雙方簽訂的技術(shù)協(xié)議是第三方進(jìn)駐工廠進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)造的法律依據(jù)監(jiān)造工作的內(nèi)容和分工總負(fù)責(zé)部門駐廠監(jiān)造工作組電站現(xiàn)場工作組實驗室工作組買方單位1.全要素工廠檢查；2.關(guān)鍵原材料核查；3.關(guān)鍵工藝核查；4.生產(chǎn)設(shè)備和檢測設(shè)備的檢查；5.出貨檢驗；6.抽樣送檢；7.成品監(jiān)裝。提出監(jiān)造總體要求，爭議問題最終裁決。1總體工作協(xié)調(diào)安排，解決技術(shù)難題，負(fù)責(zé)三方單位的聯(lián)絡(luò)。最終編寫：監(jiān)造總報告和組件供應(yīng)商評價報告。231.組件監(jiān)卸；2.現(xiàn)場工人培訓(xùn)；3.組件現(xiàn)場抽檢測試。41.組件測試；2.標(biāo)準(zhǔn)件測試；3.關(guān)鍵部件核查；4.測試報告編寫。524生產(chǎn)過程監(jiān)造的準(zhǔn)備工作25首次監(jiān)造7.監(jiān)裝3.工藝能力審核1.全要素工廠檢查5.測試設(shè)備核查4.生產(chǎn)設(shè)備核查2.關(guān)鍵元器件/部件核查6.成品檢驗/抽樣檢測26首次監(jiān)造召開三方首次會議，說明監(jiān)造目的要求和意義確認(rèn)好生產(chǎn)計劃，指定聯(lián)絡(luò)人，方便后續(xù)工作開展建立相互信任關(guān)系約定好工作內(nèi)容和工作范圍，三方達(dá)成共識27首次監(jiān)造28日常監(jiān)造駐廠監(jiān)造期間重點核查以下內(nèi)容：1）關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的和測試設(shè)備的記錄；2）采購和進(jìn)貨檢驗：關(guān)鍵元器件/部件核查；3）產(chǎn)品的例行檢驗和確認(rèn)檢驗，必要時進(jìn)行抽樣檢測；4）檢驗、試驗等儀器設(shè)備的校準(zhǔn)；5）成品的包裝、搬運和儲存，這是產(chǎn)品監(jiān)裝的主要內(nèi)容；29日常監(jiān)造30日常監(jiān)造31日常監(jiān)造32日常監(jiān)造安裝現(xiàn)場的監(jiān)造1安裝現(xiàn)場的監(jiān)卸2安裝現(xiàn)場的檢查和測試3安裝指導(dǎo)及人員培訓(xùn)34安裝現(xiàn)場光伏組件的監(jiān)卸包裝在運輸過程中損壞由于包裝問題，組件在運輸過程中變形安裝現(xiàn)場光伏組件的監(jiān)卸二次運輸不規(guī)范安裝現(xiàn)場光伏組件的監(jiān)卸施工人員不規(guī)范操作。安裝現(xiàn)場光伏組件的監(jiān)卸38安裝現(xiàn)場光伏組件的檢查和測試破碎、開裂、彎曲、不規(guī)整或損傷的外表面互聯(lián)線或接頭有毛病安裝現(xiàn)場光伏組件的檢查和測試40在組件的邊緣或任何一部分電路之間形成連續(xù)的氣泡或脫層通道安裝現(xiàn)場光伏組件的檢查和測試41在塑料材料表面有粘污物安裝現(xiàn)場光伏組件的檢查和測試42引線端失效，帶電部件外露安裝現(xiàn)場光伏組件的檢查和測試43密封材料失效安裝現(xiàn)場光伏組件的檢查和測試44測量短路電流、開路電壓和產(chǎn)品電性能檢查。安裝現(xiàn)場光伏組件的檢查和測試試驗室檢測首次監(jiān)造產(chǎn)品抽樣安裝現(xiàn)場產(chǎn)品抽樣關(guān)鍵件改變等特殊情況的產(chǎn)品抽樣每次發(fā)貨產(chǎn)品抽樣產(chǎn)品抽樣應(yīng)融入到監(jiān)造的各個環(huán)節(jié)46

監(jiān)造方對首批組件（首批組件不小于1MWp）進(jìn)行抽樣4塊送至第三方實驗室進(jìn)行UV-TC50-HF10序列試驗，采用正常檢查一次抽樣方案，檢驗項目、順序、判別水平、不合格質(zhì)量水平應(yīng)符合下表的規(guī)定。該序列試驗通過后，且出貨檢驗合格首批組件才能發(fā)貨。

第一次抽樣產(chǎn)品實驗室的主要試驗項目47

進(jìn)行抽樣8（或10）塊送至第三方實驗室進(jìn)行試驗。第二次抽樣產(chǎn)品實驗室的主要試驗項目48測試依據(jù)：IEC61215、IEC61370等標(biāo)準(zhǔn)。主要測試包括：絕緣/耐壓、接地連續(xù)性、電性能測試、EL測試、尺寸與重量、外觀檢查、濕漏電測試。

日常監(jiān)造生產(chǎn)線抽樣產(chǎn)品的主要試驗項目49測試依據(jù)：IEC61215、IEC61370等標(biāo)準(zhǔn)。主要測試包括：外觀檢查、EL測試、絕緣/耐壓、電性能測試、接地連續(xù)性、測量短路電流、開路電壓電站現(xiàn)場抽檢產(chǎn)品的主要試驗項目50濕凍試驗后失敗現(xiàn)象匯流條腐蝕濕熱試驗后失敗現(xiàn)象試驗后的EL照片，組件內(nèi)部嚴(yán)重腐蝕，組件嚴(yán)重老化。電池片燒穿52熱斑失敗現(xiàn)象EVA和匯流條熔斷熱斑失敗現(xiàn)象內(nèi)容54二減少光伏電站損耗的方法和措施3、光伏電站運營維護運行維護的提高統(tǒng)計分析發(fā)電系統(tǒng)效率，通過縱橫對比，分析系統(tǒng)效率的規(guī)律和影響因子；改善提高監(jiān)測方案，對關(guān)鍵監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化和細(xì)化分析；針對光伏電站的顯著影響因子，制定合理的維護方案，提高電站的系統(tǒng)效率和發(fā)電量；設(shè)計階段反饋經(jīng)驗，提高最佳支架傾角與系統(tǒng)效率的匹配度。運行維護的提高a.太陽輻射資源的監(jiān)測與分析光譜分析：比較不同光譜響應(yīng)范圍的太陽輻射儀，研究不同波段的比例；光強分析：輻照數(shù)據(jù)的分析處理，對光強曲線進(jìn)行分段積分，研究不用光強的比例；時間分析：不同時段和季節(jié)的比較分析匹配性分析：增加測光點，不同方陣效率比較；運行維護的提高b.組件清洗方案的細(xì)化系統(tǒng)效率分析信息化平臺算法和分析的優(yōu)化——降低失配和提高精度系統(tǒng)效率的實時監(jiān)控不同工況下系統(tǒng)效率的統(tǒng)計分析顯著損耗的計算分析提高運維效率內(nèi)容591光伏電站損耗的關(guān)鍵因素分析2光伏電站優(yōu)化提高3中國質(zhì)量認(rèn)證中心簡介CQC簡介2007199320021984中國電工產(chǎn)品認(rèn)證委員會（CCEE）成立。中國出口商品生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量體系評審中心成立，后更名為中國進(jìn)出口質(zhì)量認(rèn)證中心。

中國進(jìn)出口質(zhì)量認(rèn)證中心和中國電工產(chǎn)品認(rèn)證委員會秘書處等合并為中國質(zhì)量認(rèn)證中心（CQC）中國質(zhì)量認(rèn)證中心與原中國檢驗認(rèn)證（集團）有限公司重組,質(zhì)檢系統(tǒng)內(nèi)在京所辦認(rèn)證機構(gòu)先后并入。CQC是經(jīng)中央機構(gòu)編制委員會批準(zhǔn)，由國家質(zhì)檢總局設(shè)立，國家認(rèn)監(jiān)委授權(quán)，隸屬中國檢驗認(rèn)證集團的第三方質(zhì)量服務(wù)機構(gòu)。光伏領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范國際主要資質(zhì)

IECEE（國際電工委員會電工產(chǎn)品合格測試與認(rèn)證組織）正式成員IQNet（國際認(rèn)證聯(lián)盟）正式成員IFOAM（國際有機農(nóng)業(yè)運動聯(lián)盟）正式成員ANF（亞洲網(wǎng)絡(luò)論壇）正式成員KBA（德國聯(lián)邦機動車運輸管理局）委托開展工廠檢查SASO(沙特阿拉伯標(biāo)準(zhǔn)組織)授權(quán)開展業(yè)務(wù)

RDW（荷蘭交通管理局）委托開展工廠檢查CCX（芝加哥氣候交易所）授權(quán)的驗證機構(gòu)PSE（日本PSE認(rèn)證）授權(quán)機構(gòu)CITA(國際機動車檢測委員會）正式成員CDM-DOE

已正式獲得聯(lián)合國環(huán)境署授權(quán)開展溫室氣體項目審定與核查業(yè)務(wù)。澳大利亞葡萄酒管理局授權(quán)開展業(yè)務(wù)國內(nèi)主要資質(zhì)國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會批準(zhǔn)的產(chǎn)品認(rèn)證、管理體系認(rèn)證和認(rèn)證培訓(xùn)機構(gòu)中國合格評定國家認(rèn)可委員會認(rèn)可的認(rèn)證機構(gòu)國家強制性產(chǎn)品認(rèn)證指定承擔(dān)機構(gòu)國家發(fā)展和改革委員會授權(quán)的“節(jié)”字標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證機構(gòu)國家“金太陽示范工程”認(rèn)可的光伏產(chǎn)品認(rèn)證機構(gòu)國家節(jié)能產(chǎn)品惠民工程認(rèn)可的空調(diào)、電機產(chǎn)品的認(rèn)證機構(gòu)中國政府“綠色照明工程”認(rèn)可的高效照明產(chǎn)品認(rèn)證機構(gòu)國家工業(yè)和信息化部、國家密碼管理局批準(zhǔn)的電子認(rèn)證服務(wù)機構(gòu)國家商務(wù)部授權(quán)的出口商品技術(shù)服務(wù)中心北京、天津、上海等

排放權(quán)交易所授權(quán)的第三方溫室氣體核查機構(gòu)CQC光伏類簽約實驗室中國質(zhì)量認(rèn)證中心光伏類簽約國家級實驗室12家，具有CBTL資質(zhì)實驗室5家，CQC控股實驗室1家，CQC全資實驗室1家。中檢南方CCIC-SET上海質(zhì)檢院廣州賽寶CQC光伏專業(yè)監(jiān)理資質(zhì)

中認(rèn)南信是隸屬于中國質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)的新能源產(chǎn)品檢測基地，,也是新能源領(lǐng)域?qū)I(yè)的第三方技術(shù)服務(wù)機構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)研究中心。