光伏組件故障分析報告

實用文檔一．接線盒光伏組件接線盒的主要作用是連接和保護太陽能光伏組件，傳導光伏組件所產(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部件，是集電氣設計、機械設計和材料應用于一體的綜合性產(chǎn)品，為用戶提供了太陽能光伏組件的組合連接方案。目前，中國組件制造商生產(chǎn)的組件很多都存在不少的質(zhì)量問題和隱患，而其中很大一部分組件質(zhì)量問題來自于接線盒自身的設計和品質(zhì)。作為光伏組件制造商的配套企業(yè)，接線盒制造商不僅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。所以，優(yōu)化接線盒結(jié)構(gòu)設計、提高質(zhì)量是所有接線盒制造企業(yè)的首要任務。常州天華新能源科技有限公司（簡稱“天華新能源”）下屬常州華陽光伏檢測技術(shù)有限公司（簡稱“華陽檢測”，于2009年12月獲得了CNAS實驗室認可，認可范圍包括光伏組）件、光伏材料共 119項檢測能力。公司自 2008年開始進行接線盒檢測（依據(jù)標準：VDE0126-5:2008），訖今共完成30家接線盒供應商、50多款接線盒的文案大全實用文檔檢測和質(zhì)量分析，獲得了文案大全實用文檔大量的檢測數(shù)據(jù)。結(jié)合光伏組件戶外使用的實際情況， 我們總結(jié)出目前接線盒常見失敗項目主要有：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。接線盒測試常見失敗項目統(tǒng)計圖：文案大全實用文檔文案大全實用文檔一、戶外組件因接線盒問題引起的故障圖片接線盒引線端子燒毀接線盒燒毀引起組件背板燒焦組件碎裂二、接線盒在認證測試中常見失敗項目及原因分析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，先進行老化預處理測試，然后進行防沖水測試，再通過外觀結(jié)構(gòu)檢查和工頻耐壓測試進行評判。測試能否順利通過，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護的等級。就目前常規(guī)構(gòu)造的接線盒而言，其設計和材料的缺陷已在認證測試中顯露無疑。圖1IP65 防沖水測試測試圖片文案大全實用文檔接線盒防沖水測試失敗的主要現(xiàn)象大致分為以下幾種：⑴、接線盒密封盒體內(nèi)大量積水；⑵、接線盒盒體與背板材料不匹配；⑶、接線盒的密封螺母開裂失效；⑷、接線盒在老化預處理測試中盒體變形；⑸、接線盒密封圈老化預處理測試后失效，或其他原因。通過對以上測試過程中出現(xiàn)的失敗現(xiàn)象進行研究分析， 得出以下幾點失敗原因：（1）、盒體的鎖扣設計：文案大全實用文檔鎖扣設計成兩扣模式可能是導致試驗失敗的主要原因。 兩扣模式使得盒蓋受力集中在二點，加上盒蓋面積較大，導致其余各點受力很不均勻。特別是在高溫時，其余各點受密封圈熱脹、材料受熱變軟的影響，導致接線盒齜口，影響盒體的密封性，從而在IP65 防水測試中失?。ㄈ鐖D2）。文案大全實用文檔另外，接線盒經(jīng)過240小時老化試驗后，密封圈雖未脫落，但盒體、盒蓋有變型，也會影響到盒體的密封性。導致盒體大文案大全實用文檔量積水盒體邊緣形變圖2防水測試后接線盒變形、大量積水圖3老化試驗后盒蓋變形影響密封導致積水（2）接線盒密封圈的橡膠材料選擇不當：由于密封圈材料的選擇不適合，在接線盒經(jīng)過240小時老化預處理測試后，其延伸率和收縮率降低，密封圈材質(zhì)硬度升高，降低了盒體與盒蓋的密封性能，導致密封圈不能完全密封盒體和盒蓋的槽口，致使水流滲入，防沖水測試失敗。（如圖4）圖4密封圈老化試驗后密封不到位，水流滲入3）接線盒盒體塑料與太陽能組件密封膠在老化預處理測試后，粘合性失效（如圖5）。文案大全實用文檔圖5接線盒與硅膠粘結(jié)失效4）密封螺母材質(zhì)選擇不當：接線盒在老化預處理測試后，密封螺母發(fā)生斷裂，也是造成接線盒防沖水失敗的原因。2．接線盒濕熱試驗濕熱試驗對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失效；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脫落；⑷、濕熱試驗后電氣連接不可靠；⑸、濕熱試驗后接線盒電纜的抗拉扭性能減小，爬電距離、電氣間隙減小、其他現(xiàn)象。文案大全實用文檔接線盒和背板脫落變形圖6濕熱試驗后接線盒變形圖7濕熱試驗后接線盒與背板脫落圖8濕熱試驗后接線盒失效濕熱試驗失敗可能的原因大致有以下幾點：文案大全實用文檔1）、盒體PPO材料的選擇不當或用料不純；2）、密封螺母開裂導致在濕熱之后電纜的抗拉扭性能削弱，或者直接開裂；3）、接線盒盒體與硅膠不匹配，長時間高溫高濕后接線盒與硅膠脫落；4）、其他原因。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)商選用接線盒材質(zhì)的重要測試項目，也是接線盒認證測試中較易失敗的項目之一。 測試中，根據(jù)盒體材料從開始燃燒到火焰熄滅的時間長短，判定該接線盒是否能適合今后在戶外使用。其主要試驗過程如下圖所示：圖9接線盒支撐帶電體部分開始燃燒圖10接線盒支撐帶電體部分繼續(xù)燃燒文案大全實用文檔圖11火焰熄滅的時間根據(jù)圖9、10、11所示，接線盒支撐帶電體部分在進行 750°C灼熱絲測試時，火焰熄滅時間Te為44.92s，不符合接線盒標準中灼熱絲測試的要求。測試失敗的主要原因是，接線盒材質(zhì)無法承受灼熱絲元件在短時間內(nèi)所造成的熱應力， 不符合灼熱絲測試的要求（沒有火焰或是火焰可以在 30s內(nèi)自動熄滅）。接線盒常規(guī)測試其他失敗項（部分）1）、工頻耐壓測試失敗，見圖12所示。其失敗原因主要為爬電距離/電氣間隙不足、環(huán)境試驗之后絕緣性能受到損害(由于材料方面的原因)。圖12工頻耐壓測試2）、接線盒帶電部件抗腐蝕強度不足，其原因為金屬件銅質(zhì)選型和表面處理不當。圖13帶電部件抗二氧化硫腐蝕能力不足文案大全實用文檔三、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，接線盒所占成本不及電池成本十分之一，但卻是決定光伏組件最終能否正常工作的重要部件。 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，由密封圈密封的設計，改進為盒體、盒蓋壓接一體式密封處理，加強整個接線盒結(jié)構(gòu)密封性和密封強度。2、根據(jù)目前組件認證、制造、使用的需要，建議接線盒內(nèi)預留擴展連接座；裝配不同規(guī)格的二極管可以隨時改變接線盒的最大工作電流； 根據(jù)組件生產(chǎn)工文案大全實用文檔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置導氣閥以導出盒體內(nèi)部熱量，或在接線盒內(nèi)部采用薄片狀金屬端子，增加散熱片，以達到降溫的作用。4、通過系列測試，研究不同類型硅膠和不同材質(zhì)背板材料的相互匹配性，為光伏組件制造商提供接線盒安裝、使用、匹配的整套解決方案二．背板背板是主要的防護材料，如果只是背板材料破了的話沒有傷到電池部分短期沒問題。但是這一點上就開始收到環(huán)境腐蝕，EVA會迅速老化破裂或脫離，接著腐蝕電池部分，腐蝕再擴大組件就短路失效了鼓包,可能會有TPE脫層的危險，造成濕漏電的不過,凹坑,凹槽，擔心會壓破電池片，還有就是外觀的影響三．EVA文案大全實用文檔不良表現(xiàn)原因分析處理方案延長抽真空時間真空度不足檢查層壓機硅膠板是否破裂檢修真空泵、更換真空泵油增加加壓時間，調(diào)整壓力壓力不夠更換橡膠板定期檢查加熱板溫度校正溫度，使之達到均勻加熱板局部溫度過高增加高溫布是之緩沖，保證前期傳熱氣泡或缺膠助焊劑減少助焊劑使用量現(xiàn)象助焊劑不匹配，更換助焊劑清潔材料材料被污染裁剪EVA或使用時戴手套、帽子等盒蓋時間控制在30S以內(nèi)溫度過高降低溫度、增加層壓時間加多兩層髙溫布，進行緩沖更換材料、使用兩層EVAEVA厚薄或受潮控制生產(chǎn)環(huán)境、儲存環(huán)境添加除濕機文案大全實用文檔縮短抽真空時間膠膜收縮降低層壓溫度背板凹凸EVA換方向放置，交叉使用背板收縮更換背板材料放置不整齊重新放置，在層壓前進行檢查降低壓力壓力過大增加EVA厚度電池片碎裂更換硅膠板焊接后有雜質(zhì)或電池加強焊接后檢查片問題更換電池片層壓機溫度不均勻校正溫度固化時間短增加層壓時間與背板、玻背板表面進行處理材料的問題及匹配性璃剝離強度差更換匹配材料不夠固化溫度低提高層壓溫度材料污染清洗材料（背板、剝離、電池片）抽真空時間過長減少抽真空時間EVA收縮現(xiàn)組件邊緣增加EVAEVA生產(chǎn)工藝增加EVA尺寸象儲存溫度過低裁剪好的EVA放置幾個小時使用文案大全實用文檔黃變交聯(lián)度不夠電池片移位

EVA進行退火處理EVA進行解凍產(chǎn)品配方問題更換材料出現(xiàn)過交聯(lián)現(xiàn)象降低固化溫度或降低固化時間跟背板、硅膠匹配性更換匹配中性硅膠和耐侯性好的差背板材料受污染更換材料、注意環(huán)境和清潔層壓參數(shù)增加層壓溫度或?qū)訅簳r間測試誤差選用精確到0.0001g,電子秤增加EVA試驗重量到5g抽真空的速度過快增加節(jié)流閥，緩沖抽空速度EVA收縮過大按照EVA收縮處理確定層壓機抽真空方向，正確放組件橫縱向擺放錯誤置組件放置不整齊人員培訓四．邊框在并網(wǎng)應用的光伏電站中，只可以使用電池片與邊框有可靠絕緣的光伏組件。組件要具有雙倍或超強的絕緣措施，同時要充分考慮光伏組件的系統(tǒng)耐壓性，以保證即使在光伏系統(tǒng)運行狀態(tài)下也可以觸摸組件表面，不會造成危險。目前，所有的光伏組件可以達到Ⅱ級防護，在選擇時并沒有太嚴格的限制。蘇州歐姆尼克光伏逆變器通過德國各項文案大全實用文檔標準，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。如果組件的絕緣足夠好，一般來說很難有這樣的電流產(chǎn)生。但是，故障電流放電的強度會隨一些條件的變化而增加，如光伏電池距離縮短(這種情況下透明玻璃或塑料板厚度減少)、接觸面積增加等。比如：由于清潔光伏組件的液體中含有導電物質(zhì)，會造成導電面積擴大，從而導致意外的故障電流。在這種情況下雖然無法對危險電流預先檢測，但如果發(fā)生意外會造成一定的危險。為了避免由此(類似突然從梯子上掉下來等)產(chǎn)生的安全隱患，也為了避免危險，在建設光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)時，用戶應該遵循以下步驟：1）將光伏組件的邊框以及其他導電氣部分與接地線連接2）在對系統(tǒng)進行維護或?qū)夥M件進行清理時，斷開逆變器與電網(wǎng)的連接五．電池片出現(xiàn)鋁珠怎么辦？如果是印刷過厚，就調(diào)整參數(shù)，降低板間距，提高印刷壓力；如果是絨面過大，提醒制絨改善工藝；如果是漿料不匹配，就改善漿料。出現(xiàn)鋁包怎么辦？文案大全實用文檔如果是印刷厚度偏薄，就調(diào)整參數(shù)，提高板間距，降低印刷壓力；如果是印刷不均勻，就查看網(wǎng)板和刮條是否有磨損，提醒生產(chǎn)更換，如果都沒問題，就是絨面問題，提醒制絨工藝。出現(xiàn)翹曲片怎么辦？如果是印刷過厚，調(diào)整參數(shù)，提高板間距，降低壓力；如果是硅片太薄，更換抗彎曲漿料；如果是刮刀沒裝好，提醒生產(chǎn)重新安裝；如果是硅片厚度不均，就是原料問題。出現(xiàn)節(jié)點怎么辦？如果是網(wǎng)板或刮刀不良，提醒生產(chǎn)更換；如果是參數(shù)設置不合理，調(diào)整參數(shù)，降低壓力。出現(xiàn)虛印和斷柵怎么辦？如果是參數(shù)不合理，就調(diào)整參數(shù)，提高壓力，降低板間距。如果是網(wǎng)孔堵了，擦拭網(wǎng)板；如果是印刷頭在行進過程中抖動，與設備協(xié)商解決；如果是網(wǎng)板或刮刀磨損或者是漿料不夠，就提醒生產(chǎn)人員更文案大全實用文檔換或者添加漿料。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填充因子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，接線盒脫落，導線老化，導線短路、斷路，背膜開裂， EVA與玻璃進水，鋁邊框開裂，電池玻璃破碎，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，太陽能電池安裝方位不對。蓄電池（1）電池組間不均衡兩組或兩組以上并聯(lián)的電池組隨使用期的增長總會出現(xiàn)落后單節(jié)導致其中一組端電壓升高，使該組充電電流降低，最終長期充電不足。（2）閥控密封電池文案大全實用文檔外殼開裂，極柱斷裂，螺絲斷裂，失水，漏液，脹氣，不可逆硫酸鹽化（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（3）固定式電池外殼開裂，失水率高，結(jié)冰