石磊-光伏电站建设过程中质量风险分析和防控 (2014-7-24)

光伏电站质量风险分析和防控

石磊2014.7

内容2一光伏电站损耗的关键因素分析二减少光伏电站损耗的方法和措施三中国质量认证中心简介内容31光伏电站损耗的关键因素分析2减少光伏电站损耗的方法和措施3中国质量认证中心简介大型光伏并网电站系统结构影响光伏发电能效的关键因素光伏组件光伏阵列汇流箱组件不匹配施工损耗MPPT损耗逆变器直流损耗逆变损耗交流损耗吸收损耗光辐照损耗光不均匀度：单块组件和组件串光强度：不同强度下组件效率不同光谱失配：紫外波段和红外波段量子效率低温度损耗硅材料的物理特性，温度升高，禁带宽度变小，输出功率降低；电压：在20～100℃范围，大约每升高1℃每片电池的电压减小2mV；电流：大约每升高1℃每片电池的光电流增加O.03mA/℃•cm2。功率：温度升高太阳电池的功率下降，典型温度系数为-O.35％/℃。组件失配损耗严重程度：失配0.15%，功率损耗：3.7%！失配2.6%，功率损耗：16.7%！原因：电流失配；污垢遮挡；匹配角度；组件质量；控制措施：电流分档，安装角度，清洗维护；损耗大小：电流档位0.1A，额定工作电流约为8A，考虑实际情况，失配损耗取2%。线损影响线损影响1、直流电缆的损耗2、直流损耗对逆变器MPPT跟踪影响组件热斑效应一旦有树木、建筑物、树叶、鸟粪、天空浮云等部份或全部遮挡组件中的电池片，使该电池片从光电源性质变为负载性质，与其串联的、继续受到光照的其他电池片所产生电压电流对该电池片形成反向偏置，造成该电池片消耗功率过大而发热。极化效应

高电压会给组件带来副作用——HVS即“高压应力”，也称为电势导致的性能下降（PID）——就是高压情况下由于电流泄漏给光伏系统带来的功率损失。如果光伏组件出现对地的正电势，则在电池表面将聚集负极静电，结果是它们将吸引由半导体材料内的光子形成的带正电的空穴（通常这些空穴将流动到电池的背电极，并产生电力）。许多这些带静电的空穴和电池表面的负电合并，结果造成了太阳能电池转换效率的严重损失。光伏电站系统效率损耗比例4%阵列遮挡损失3%逆变器转换损失80%电站总体效率1%交流损耗4%污秽损失3%太阳辐射损失2%温度损失0.7%直流线损2%MPPT损耗2%组串失配损失Eload：电站实际输出功率；Pmax：电站额定输出功率；HA：组件倾斜面接收的辐射强度；GS：标准辐射强度1000W/m2

。太阳电池效率测试标准条件：温度25℃，光谱分布AM1.5，辐照强度是1000W/m2光伏电站的评价指标电站系统效率：η=η1×η2×η3光伏阵列效率η1；逆变器的转换效率η2；并网效率η3；

电站发电量：太阳辐照资源、电站容量、系统效率电站安全：组件、逆变器和电气设备的安全可靠性内容14一光伏电站损耗的关键因素分析二减少光伏电站损耗的方法和措施三中国质量认证中心简介内容15二减少光伏电站损耗的方法和措施1、光伏电站优化设计、规范施工2、光伏组件和逆变器等关键设备质量监造3、光伏电站运营维护光伏电站优化设计、规范施工组件和平衡部件的实验室测试结果方阵倾角、间距和运行方式的理论计算辐射量不同倾角输出特性光伏组件地区太阳能资源及气候环境统计数据实验室效率平衡部件光伏资源气象数据转换效率η1发电效率η2光照强度光照时间地区温度IElab=I×A×T×η1×η2×……×ηn

≠Ereal不同运行方式性能！可靠性！技术经济性！光伏电站优化设计、规范施工汇流箱起火光伏组件起火光伏组件受到强风破坏现场环境的多层次影响组件及BOS装置功能安全隐患潮湿多云天气对光伏组件多重影响光伏电站优化设计、规范施工阵列间距设计原则：计算当太阳电池子阵前后安装时的最小间距D。一般确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00太阳电池方阵不应被遮挡。D=cosβ×L，L=H/tan，

=arcsin(sinsin+coscoscos)太阳高度角的公式：sin=sinsin+coscoscos太阳方位角的公式：sinβ=cossin/cos，式中：为当地纬度；为太阳赤纬，为时角，上午9:00的时角为45度。间距计算公式：光伏阵列设计布局优化，降低损耗，智能监控，安全可靠！！！光伏电站优化设计、规范施工光伏发电系统设计关键技术光伏区布置——智能化单元（容量1MWp）设计；组件容量与逆变器容量配置——组件容量与逆变器按照1.1:1

比例设计配置，提高效率和经济性；逆变器的运行控制；智能监控和数据采集系统提高系统效率和可靠稳定性！！！内容20二减少光伏电站损耗的方法和措施2、光伏组件和逆变器等关键设备质量监造1）生产过程的监造2）安装现场的监造3）监造中各个环节的抽样检测监造的含义1.提高组件质量，保证光伏电站发电量2.有效评估供应商，为长期合作提供依据3.规范施工作业，减少施工造成的损失4.及时有效的反馈质量问题，为买主提供专业的技术支持5.光伏电站投资的风险转嫁技术协议在监造中的作用买卖双方签订的技术协议是第三方进驻工厂进行生产监造的法律依据监造工作的内容和分工总负责部门驻厂监造工作组电站现场工作组实验室工作组买方单位1.全要素工厂检查；2.关键原材料核查；3.关键工艺核查；4.生产设备和检测设备的检查；5.出货检验；6.抽样送检；7.成品监装。提出监造总体要求，争议问题最终裁决。1总体工作协调安排，解决技术难题，负责三方单位的联络。最终编写：监造总报告和组件供应商评价报告。231.组件监卸；2.现场工人培训；3.组件现场抽检测试。41.组件测试；2.标准件测试；3.关键部件核查；4.测试报告编写。524生产过程监造的准备工作25首次监造7.监装3.工艺能力审核1.全要素工厂检查5.测试设备核查4.生产设备核查2.关键元器件/部件核查6.成品检验/抽样检测26首次监造召开三方首次会议，说明监造目的要求和意义确认好生产计划，指定联络人，方便后续工作开展建立相互信任关系约定好工作内容和工作范围，三方达成共识27首次监造28日常监造驻厂监造期间重点核查以下内容：1）关键生产设备的和测试设备的记录；2）采购和进货检验：关键元器件/部件核查；3）产品的例行检验和确认检验，必要时进行抽样检测；4）检验、试验等仪器设备的校准；5）成品的包装、搬运和储存，这是产品监装的主要内容；29日常监造30日常监造31日常监造32日常监造安装现场的监造1安装现场的监卸2安装现场的检查和测试3安装指导及人员培训34安装现场光伏组件的监卸包装在运输过程中损坏由于包装问题，组件在运输过程中变形安装现场光伏组件的监卸二次运输不规范安装现场光伏组件的监卸施工人员不规范操作。安装现场光伏组件的监卸38安装现场光伏组件的检查和测试破碎、开裂、弯曲、不规整或损伤的外表面互联线或接头有毛病安装现场光伏组件的检查和测试40在组件的边缘或任何一部分电路之间形成连续的气泡或脱层通道安装现场光伏组件的检查和测试41在塑料材料表面有粘污物安装现场光伏组件的检查和测试42引线端失效，带电部件外露安装现场光伏组件的检查和测试43密封材料失效安装现场光伏组件的检查和测试44测量短路电流、开路电压和产品电性能检查。安装现场光伏组件的检查和测试试验室检测首次监造产品抽样安装现场产品抽样关键件改变等特殊情况的产品抽样每次发货产品抽样产品抽样应融入到监造的各个环节46

监造方对首批组件（首批组件不小于1MWp）进行抽样4块送至第三方实验室进行UV-TC50-HF10序列试验，采用正常检查一次抽样方案，检验项目、顺序、判别水平、不合格质量水平应符合下表的规定。该序列试验通过后，且出货检验合格首批组件才能发货。

第一次抽样产品实验室的主要试验项目47

进行抽样8（或10）块送至第三方实验室进行试验。第二次抽样产品实验室的主要试验项目48测试依据：IEC61215、IEC61370等标准。主要测试包括：绝缘/耐压、接地连续性、电性能测试、EL测试、尺寸与重量、外观检查、湿漏电测试。

日常监造生产线抽样产品的主要试验项目49测试依据：IEC61215、IEC61370等标准。主要测试包括：外观检查、EL测试、绝缘/耐压、电性能测试、接地连续性、测量短路电流、开路电压电站现场抽检产品的主要试验项目50湿冻试验后失败现象汇流条腐蚀湿热试验后失败现象试验后的EL照片，组件内部严重腐蚀，组件严重老化。电池片烧穿52热斑失败现象EVA和汇流条熔断热斑失败现象内容54二减少光伏电站损耗的方法和措施3、光伏电站运营维护运行维护的提高统计分析发电系统效率，通过纵横对比，分析系统效率的规律和影响因子；改善提高监测方案，对关键监测指标进行优化和细化分析；针对光伏电站的显著影响因子，制定合理的维护方案，提高电站的系统效率和发电量；设计阶段反馈经验，提高最佳支架倾角与系统效率的匹配度。运行维护的提高a.太阳辐射资源的监测与分析光谱分析：比较不同光谱响应范围的太阳辐射仪，研究不同波段的比例；光强分析：辐照数据的分析处理，对光强曲线进行分段积分，研究不用光强的比例；时间分析：不同时段和季节的比较分析匹配性分析：增加测光点，不同方阵效率比较；运行维护的提高b.组件清洗方案的细化系统效率分析信息化平台算法和分析的优化——降低失配和提高精度系统效率的实时监控不同工况下系统效率的统计分析显著损耗的计算分析提高运维效率内容591光伏电站损耗的关键因素分析2光伏电站优化提高3中国质量认证中心简介CQC简介2007199320021984中国电工产品认证委员会（CCEE）成立。中国出口商品生产企业质量体系评审中心成立，后更名为中国进出口质量认证中心。

中国进出口质量认证中心和中国电工产品认证委员会秘书处等合并为中国质量认证中心（CQC）中国质量认证中心与原中国检验认证（集团）有限公司重组,质检系统内在京所办认证机构先后并入。CQC是经中央机构编制委员会批准，由国家质检总局设立，国家认监委授权，隶属中国检验认证集团的第三方质量服务机构。光伏领域的标准、技术规范国际主要资质

IECEE（国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织）正式成员IQNet（国际认证联盟）正式成员IFOAM（国际有机农业运动联盟）正式成员ANF（亚洲网络论坛）正式成员KBA（德国联邦机动车运输管理局）委托开展工厂检查SASO(沙特阿拉伯标准组织)授权开展业务

RDW（荷兰交通管理局）委托开展工厂检查CCX（芝加哥气候交易所）授权的验证机构PSE（日本PSE认证）授权机构CITA(国际机动车检测委员会）正式成员CDM-DOE

已正式获得联合国环境署授权开展温室气体项目审定与核查业务。澳大利亚葡萄酒管理局授权开展业务国内主要资质国家认证认可监督管理委员会批准的产品认证、管理体系认证和认证培训机构中国合格评定国家认可委员会认可的认证机构国家强制性产品认证指定承担机构国家发展和改革委员会授权的“节”字标志产品认证机构国家“金太阳示范工程”认可的光伏产品认证机构国家节能产品惠民工程认可的空调、电机产品的认证机构中国政府“绿色照明工程”认可的高效照明产品认证机构国家工业和信息化部、国家密码管理局批准的电子认证服务机构国家商务部授权的出口商品技术服务中心北京、天津、上海等

排放权交易所授权的第三方温室气体核查机构CQC光伏类签约实验室中国质量认证中心光伏类签约国家级实验室12家，具有CBTL资质实验室5家，CQC控股实验室1家，CQC全资实验室1家。中检南方CCIC-SET上海质检院广州赛宝CQC光伏专业监理资质

中认南信是隶属于中国质量认证中心(CQC)的新能源产品检测基地，,也是新能源领域专业的第三方技术服务机构和标准研究中心。