作為光伏電站中重要的設(shè)備，組件出現(xiàn)各種問題的頻率相對(duì)較高，有些可以修復(fù)，有些不能修復(fù)。在由中國光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)和光伏人員主辦的第四屆光伏發(fā)電運(yùn)營及后服務(wù)研討會(huì)上，Intertek天祥集團(tuán)大客戶經(jīng)理馬召寧總結(jié)分享了光伏組件的常見問題和修復(fù)情況，并根據(jù)馬召寧的演講進(jìn)行了整理。

  總結(jié)組件常見問題

  ——電池片常見問題

  組件表面網(wǎng)狀隱裂的主要原因是電池板在焊接或搬運(yùn)過程中受到外力的影響，或者電池板在低溫下未預(yù)熱，在短時(shí)間內(nèi)突然膨脹，導(dǎo)致隱裂。網(wǎng)狀隱裂會(huì)影響組件功率的衰減，長時(shí)間后碎片和熱點(diǎn)的出現(xiàn)會(huì)直接影響組件的性能。

  電池表面網(wǎng)狀隱裂紋的質(zhì)量問題需要手動(dòng)檢查才能發(fā)現(xiàn)。一旦表面網(wǎng)狀隱裂紋出現(xiàn)，三四年后將大面積出現(xiàn)。從肉眼看，前三年很難看到網(wǎng)狀隱裂紋。現(xiàn)在，熱點(diǎn)圖像通常通過無人機(jī)拍攝來測(cè)量熱點(diǎn)組件EL會(huì)發(fā)現(xiàn)隱裂已經(jīng)產(chǎn)生。

  電池片裂紋一般由焊接過程中操作不當(dāng)、人員提升技術(shù)不正確或?qū)訅簷C(jī)故障引起。裂紋部分故障、單片電池片功率衰減或完全故障會(huì)影響組件功率衰減。

  現(xiàn)在大多組件廠都有半片高功率組件，總體來說半片組件的破損率更高一些。目前五大四小等企業(yè)都要求不允許存在這種隱裂，他們會(huì)在各個(gè)環(huán)節(jié)組件EL。首先，從組件廠發(fā)貨到現(xiàn)場(chǎng)后EL圖像保證組件廠在運(yùn)輸過程中無隱裂；其次，安裝后進(jìn)行測(cè)量EL，確保工程安裝過程中無隱裂。

  電池片混合一般是低檔電池片混合到高檔組件中(原料混合/ 或在工藝中混合)，容易影響組件整體功率降低，組件功率在短時(shí)間內(nèi)衰減較大，低效區(qū)域會(huì)產(chǎn)生熱點(diǎn)甚燒毀組件。

  由于組件廠通常將100或200塊電池分類為一個(gè)功率檔，因此不會(huì)對(duì)每個(gè)電池進(jìn)行功率檢查，而是抽樣檢查，這將導(dǎo)致自動(dòng)化裝配線中低檔電池的這一問題。目前，通?？梢酝ㄟ^紅外成像來判斷電池片的混合檔案，但紅外圖像是由混合檔案、隱藏裂紋或其他屏蔽因素引起的，需要進(jìn)一步判斷EL分析。

  閃電線一般是由電池片隱裂或負(fù)電極銀漿引起的，EVA 、水蒸氣、空氣和陽光的結(jié)果，EVA與銀漿不匹配，背板透水性過高也會(huì)引起閃電紋。閃電線處熱量增加，熱脹冷縮導(dǎo)致電池片隱裂，容易引起組件熱斑，加速組件衰減，影響組件電性能。一些實(shí)際案例表明，當(dāng)電站不通電時(shí)，組件在外部暴露4年后也會(huì)出現(xiàn)許多閃電紋。雖然功率誤差很小，但是EL圖像還是會(huì)差很多。

  導(dǎo)致PID熱點(diǎn)的原因有很多，如異物堵塞、電池板開裂、電池板本身的缺陷、高溫潮濕環(huán)境中光伏逆變器陣列接地造成的光伏組件的嚴(yán)重腐蝕和衰退PID。近年來，隨著電池組件工藝的改造和進(jìn)步PID現(xiàn)象很少，但早年的電站無法保證PID不存在。PID修復(fù)需要整體技術(shù)改造，不僅從組件本身，還從逆變器側(cè)。

  ——常見的焊帶、匯流條和助焊劑

  焊接溫度過低或助焊劑涂抹過少或速度過快會(huì)導(dǎo)致虛擬焊接，焊接溫度過高或焊接時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致過焊。2010年~2015年生產(chǎn)的部件較多，主要是由于中國廠家裝配線設(shè)備開始從國外進(jìn)口到本地化，當(dāng)時(shí)企業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)較低，導(dǎo)致期間生產(chǎn)的部件質(zhì)量較差。

  虛擬焊接會(huì)導(dǎo)致焊帶和電池板在短時(shí)間內(nèi)脫層，影響組件功率衰減或故障；過度焊接會(huì)損壞電池板內(nèi)部電極，直接影響組件功率衰減，降低組件壽命或報(bào)廢。

  2015年以前生產(chǎn)的部件經(jīng)常出現(xiàn)大面積焊帶偏移，這通常是由焊機(jī)定位異常引起的。偏移會(huì)減少焊帶與電池面積的接觸，導(dǎo)致脫層或影響功率衰減。此外，焊帶過高的溫度會(huì)導(dǎo)致焊接后電池片彎曲，導(dǎo)致電池片碎片?，F(xiàn)在，隨著電池片柵線的增加，焊帶寬度越來越窄，焊機(jī)精度越來越高，焊帶偏移越來越少。

  匯流條與焊帶接觸面積小或虛擬焊接電阻增加，加熱容易導(dǎo)致組件燒毀，組件在短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重衰減，長時(shí)間工作會(huì)燒毀，終導(dǎo)致報(bào)廢。目前還沒有有效的方法來預(yù)防這個(gè)問題，因?yàn)樵趹?yīng)用程序端沒有實(shí)際的方法來測(cè)量匯流條和焊帶之間的電阻。當(dāng)表面明顯燒焦時(shí)，只能拆卸和更換組件。

  焊機(jī)調(diào)整助焊劑噴射過多或人員在維修過程中使用過多的助焊劑會(huì)導(dǎo)致主柵線邊緣變黃，影響組件主柵線的位置EVA脫層，長期運(yùn)行后閃電紋黑斑，影響組件功率衰減，降低組件壽命或報(bào)廢。

  ——EVA/背板常見問題

  造成EVA脫層的原因有EVA交聯(lián)度不合格，EVA、玻璃、背板等原材料表面有異物，EVA原材料成分（如乙烯和醋酸乙烯）不均勻，導(dǎo)致在正常溫度下無法溶解。當(dāng)分層面積較小時(shí)，會(huì)影響組件的大功率故障，當(dāng)分層面積較大時(shí)，會(huì)直接導(dǎo)致組件故障報(bào)廢。EVA脫層一旦產(chǎn)生，是不可修復(fù)的。

  EVA脫層在前幾年的組件中比較常見，有的企業(yè)為了降低成本，EVA交聯(lián)度不夠，厚度從0開始.5mm降到0.3、0.2mm，未經(jīng)老化實(shí)驗(yàn)投入工廠使用，導(dǎo)致脫層。

  EVA氣泡的一般原因是層壓機(jī)真空溫度時(shí)間過短，溫度設(shè)置過低或過高，或內(nèi)部不干凈，異物也會(huì)出現(xiàn)氣泡。部件氣泡會(huì)影響EVA背板脫層會(huì)導(dǎo)致報(bào)廢。這種問題通常發(fā)生在組件生產(chǎn)過程中，如果面積小，可以修復(fù)。

  EVA絕緣小條黃變通常是由長期暴露在空氣中引起的EVA由于焊劑、酒精等污染，或與不同的制造商EVA化學(xué)反應(yīng)是由化學(xué)反應(yīng)引起的。一是客戶不接受外觀不好，二是可能導(dǎo)致脫層，縮短組件壽命。

  ——玻璃、硅膠、型材常見問題

  涂層玻璃表面膜層的脫落是不可逆轉(zhuǎn)的。組件廠的涂層工藝一般可以提高組件功率的3%，但在電站運(yùn)行兩到三年后，會(huì)發(fā)現(xiàn)玻璃表面膜層脫落，脫落不均勻，影響組件玻璃的透氣性，降低組件功率，影響整個(gè)方陣的發(fā)電。由于衰減率和輻照波動(dòng)性誤差不大，在電站運(yùn)行前幾年很難看到這種衰減，但如果與沒有脫膜的電站相比，仍然可以看到發(fā)電量的差異。

  硅膠氣泡主要是由于硅膠原料中的氣泡或氣槍壓力不穩(wěn)定造成的。間隙的主要原因是員工的涂膠方法不標(biāo)準(zhǔn)。硅膠是組件框架與背板和玻璃之間的一層膠膜，將背板與空氣隔離。如果密封不嚴(yán)格，組件將直接分層，雨水將進(jìn)入，絕緣不足，泄漏。

  組件框架型材變形也是一個(gè)常見的問題，一般是由于型材強(qiáng)度不合格，鋁合金框架材料強(qiáng)度下降，直接導(dǎo)致強(qiáng)風(fēng)中光伏板陣的框架脫落或撕裂。型材變形通常發(fā)生在技術(shù)改造過程中的方陣移動(dòng)過程中。如果使用安裝孔的組件在裝卸過程中出現(xiàn)以下問題，絕緣將失效，接地連續(xù)性不能達(dá)到相同的值。

  ——常見的接線盒問題

  接線盒火災(zāi)的發(fā)生率很高，包括導(dǎo)線未卡在卡槽內(nèi)，導(dǎo)線和接線盒焊點(diǎn)焊接面積過小，電阻過大，導(dǎo)線接觸接線盒塑料部件過長，導(dǎo)致火災(zāi)。接線盒火災(zāi)直接導(dǎo)致部件報(bào)廢，嚴(yán)重可能導(dǎo)致火災(zāi)。

  現(xiàn)在一般來說，大功率雙玻璃組件將分為三個(gè)接線盒，這將會(huì)更好。此外，接線盒也分為半封閉和全封閉，有些燒毀可以修復(fù)，有些不能修復(fù)。

  在運(yùn)行和維護(hù)過程中，也會(huì)遇到接線盒灌膠的問題。生產(chǎn)不嚴(yán)重導(dǎo)致漏膠、人員操作技術(shù)不規(guī)范或漏焊不嚴(yán)重等。AB如果AB膠配比錯(cuò)誤，難以固化。使用一年后，打開接線盒，發(fā)現(xiàn)所有A膠都蒸發(fā)了，密封性不夠。未涂膠會(huì)進(jìn)入雨水或水分，導(dǎo)致連接部件著火。如果連接不良，電阻會(huì)增加，火災(zāi)會(huì)導(dǎo)致部件燃燒。

  接線盒導(dǎo)線斷裂MC4頭脫落也是一個(gè)常見的問題。一般來說，由于導(dǎo)線未按規(guī)定位置放置，導(dǎo)致壓損或壓損MC四頭機(jī)械連接不牢固。導(dǎo)線損壞會(huì)導(dǎo)致部件功率故障或漏電危險(xiǎn)事故。MC假頭容易引起電纜著火。這種問題在現(xiàn)場(chǎng)更容易修復(fù)和改造。

  組件的修復(fù)和未來的想法

  在上述組件的各種問題中，有些可以修復(fù)，可以快速解決故障，減少發(fā)電損耗，有效利用原材料。其中，接線盒，MC4接頭、玻璃硅膠等簡單維修可在電站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，由于電站運(yùn)維人員少，維修量小，但必須熟練了解性能，如更換接線盒，如果切割過程劃定背板，則需要更換背板，整個(gè)維修將更加復(fù)雜。

  電池、焊帶、EVA由于環(huán)境、工藝和設(shè)備的限制，背板的問題在現(xiàn)場(chǎng)無法修復(fù)，需要在工廠級(jí)別進(jìn)行修復(fù)。由于大多數(shù)維修過程需要在干凈的環(huán)境中進(jìn)行維修，因此需要拆下框架，切斷背板，通過高溫加熱切斷有問題的電池，后焊接恢復(fù)，只能在工廠維修車間進(jìn)行。

  移動(dòng)組件修復(fù)站是未來組件修復(fù)的假設(shè)。隨著組件功率和工藝的提高，未來大功率組件的問題會(huì)越來越少，但早年組件的問題會(huì)逐漸出現(xiàn)。

  目前，有能力的操作和維護(hù)方或組件負(fù)責(zé)人將為操作和維護(hù)專業(yè)人員提供技術(shù)改造能力培訓(xùn)。大型地面電站一般有工作區(qū)和生活區(qū)，可提供維修場(chǎng)所，基本配備小型層壓機(jī)，大多數(shù)操作人員和業(yè)主可承受。然后，在后期，小部分電池板出現(xiàn)問題的部件不再直接更換和放置，而是由專門的員工進(jìn)行維修，這可以在光伏電站相對(duì)集中的地區(qū)實(shí)現(xiàn)。

  例如，青海共和國有一個(gè)專門的組件修復(fù)站，負(fù)責(zé)修復(fù)共和國拆除的庫存組件，然后將其送回電站。因?yàn)殡S著組件功率的不斷提高，早年是240W現(xiàn)在功率組件很少，一旦出現(xiàn)問題，就不可能使用300W組件更換體現(xiàn)了組件修復(fù)的意義。

  利用組件維修站快速解決組件本身的故障和性能，不僅可以降低成本，降低組件備件，提高不同規(guī)格和淘汰產(chǎn)品的適應(yīng)性，還可以減少發(fā)電損失，提高運(yùn)維效率，有效利用原材料，優(yōu)化退役組件的利用率。