光伏组件故障分析报告

实用文档一．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多款接线盒的文案大全实用文档检测和质量分析，获得了文案大全实用文档大量的检测数据。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：文案大全实用文档文案大全实用文档一、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1IP65 防冲水测试测试图片文案大全实用文档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：文案大全实用文档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）。文案大全实用文档另外，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。导致盒体大文案大全实用文档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）。文案大全实用文档图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、其他现象。文案大全实用文档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：文案大全实用文档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文案大全实用文档图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）。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文案大全实用文档三、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； 根据组件生产工文案大全实用文档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文案大全实用文档不良表现原因分析处理方案延长抽真空时间真空度不足检查层压机硅胶板是否破裂检修真空泵、更换真空泵油增加加压时间，调整压力压力不够更换橡胶板定期检查加热板温度校正温度，使之达到均匀加热板局部温度过高增加高温布是之缓冲，保证前期传热气泡或缺胶助焊剂减少助焊剂使用量现象助焊剂不匹配，更换助焊剂清洁材料材料被污染裁剪EVA或使用时戴手套、帽子等盒盖时间控制在30S以内温度过高降低温度、增加层压时间加多两层髙温布，进行缓冲更换材料、使用两层EVAEVA厚薄或受潮控制生产环境、储存环境添加除湿机文案大全实用文档缩短抽真空时间胶膜收缩降低层压温度背板凹凸EVA换方向放置，交叉使用背板收缩更换背板材料放置不整齐重新放置，在层压前进行检查降低压力压力过大增加EVA厚度电池片碎裂更换硅胶板焊接后有杂质或电池加强焊接后检查片问题更换电池片层压机温度不均匀校正温度固化时间短增加层压时间与背板、玻背板表面进行处理材料的问题及匹配性璃剥离强度差更换匹配材料不够固化温度低提高层压温度材料污染清洗材料（背板、剥离、电池片）抽真空时间过长减少抽真空时间EVA收缩现组件边缘增加EVAEVA生产工艺增加EVA尺寸象储存温度过低裁剪好的EVA放置几个小时使用文案大全实用文档黄变交联度不够电池片移位

EVA进行退火处理EVA进行解冻产品配方问题更换材料出现过交联现象降低固化温度或降低固化时间跟背板、硅胶匹配性更换匹配中性硅胶和耐侯性好的差背板材料受污染更换材料、注意环境和清洁层压参数增加层压温度或层压时间测试误差选用精确到0.0001g,电子秤增加EVA试验重量到5g抽真空的速度过快增加节流阀，缓冲抽空速度EVA收缩过大按照EVA收缩处理确定层压机抽真空方向，正确放组件横纵向摆放错误置组件放置不整齐人员培训四．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文案大全实用文档标准，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。出现铝包怎么办？文案大全实用文档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。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。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。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，就提醒生产人员更文案大全实用文档换或者添加浆料。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。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）阀控密封电池文案大全实用文档外壳开裂，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