特变电工新疆新能源总工程师张盛忠：光伏电站质量风险与控制

特变电工新疆新能源股份有限公司总工程师张盛忠

    张盛忠：大家好，我的演讲主题是光伏电站质量风险与控制。特变电工成立时间比较早了，从事光伏发电工程比较多。从2000年成立开始做光伏系统集成，伴随着咱们光伏行业的发展成长起来的。十几年来通过这些工程实践一直都在寻求光伏电站工程质量的有效控制方法和措施。通过工程质量来梳理公司可信赖的能源服务商。

    关于光伏电站的质量在这里我主要从投资界的角度同八个方面来说一下这些因素对电站系统质量的重要性。首先我们来说组件，组件是光伏电站中成本最高的，在以价格竞争来寻求降低成本的市场环境下，质量就成为供需双方都必须要维持的底线。组件的质量直接决定着电站25年运营期的发电收益。随着这几年各个地方的光伏装机规模不断的增多，组件各种质量问题也就随之而来。组件问题不仅局限于电池片，也涉及到组件的各种封装材料，接线盒这样的辅材。组件质量它的参差不齐，不仅仅表现在咱们各个组件生产企业之间，即使是同一家公司，不同批次的产品也存在着质量差异。不同的质量等级的材料，会带来不同的组件的品质，也有决定了组件的价格。对组件一味的追求成本而带来的问题，主要在前期做的光伏电站主要表现以下几个方面，成本压力会向产业链中各个方面进行传导。首先是介绍铝合金边框企业，在这方面由于过度的降低成本，造成边框强度出现问题。图片上就是强风作用下边框被撕裂的情况。

    第二就是封装组件的EVA胶膜，存在质量问题的或者是质量隐患胶膜封装组件用一段时间很容易出现胶膜的提炼老化、变黄、起泡问题。从图上测试对比，EVA一旦出现问题就会影响到透光性，从而导致组件的发电功率的下降。 

    第三就是背板材料，背板关系到组件可靠性，背板的失效在质量运行中也是比较常见，比如说绝缘失效，开裂、脱层，与EVA或者是接线盒脱裂。不同背板材料耐候性也是不一样的。组件的第四个问题就是点势诱导衰减问题。

    前面提到这四个方面都是封装材料问题还有接线盒的问题不能小看，接线盒的性能质量也影响着电量输出。接线盒的问题第一个是二极管的问题也是多发的问题。二极管性能出现问题，不但导致二极管本身的损坏，使用寿命的降低，也会损坏组件。同时长期的遮挡、热斑、断栅、隐裂也都会导致损坏。如果是在潮湿的情况下，接线盒密封性能下降，导致接线盒中金属带电部件氧化、腐蚀、接触电阻增大，不仅影响导电性能，还会导致发热。影响主串的电能输出，严重还会烧坏接线盒或者是组串。接线盒第三个问题就是内部的焊带的焊接工艺不良问题，导致焊接点出现虚焊、假焊，影响整个组串的输出功率。这个照片的焊接点由于长期发热，都已经变黄了。他在光线比较弱的时候看不出来，强的时候产生的问题比较明显。

    下面这几个图就是接线盒内部出现虚焊、假焊的I-V特性曲线。从这几个图中可以看出，曲线已经严重变形失真，已经失去了光伏电池的特性。另外组件的机械性存在缺陷，目的已建成的采用双玻薄膜组件的光伏电站普遍存在组件受温度影响而大面积破裂的情况，为电站的运行带来隐患。像带边框的薄膜组件可能稍好一些，不知道现在这个问题有没有得到改观。

    电池片方面的问题，主要是晶体硅电池在隐裂、碎片、断栅、虚焊等，这类缺陷的存在击打地影响了太阳电池的光电转化效率和电池的寿命。晶体归太阳电池以及电池组件在生产制造过程中的丝印、高温处理、焊接、层压、搬运以及安装得环节的各种应力引起的隐裂成为光伏电站高效运行的最大隐患。汇流设备，主要就是汇流箱在电站里面它的作用就是把光伏主串的电汇集在一起传输到逆变器。目前光伏电站使用的汇流箱基本上两种类型一种是带有隔离二极管，另一种不带。组串不采用隔离二极管并联，由于组串电压存在的木桶效应，会造成组件功率的损失。安装初期有可能保持一致，但是安装衰减是不一样的。如果是电压差较大时，会形成对某一组串的大电流反充电，有可能会烧毁回路中的组件或者是线路。

    汇流箱熔断器插座压接力不足或接触面积不够，云写中接触点长期发热，造成接触电阻增大。导致发电量降低或汇流箱烧毁。另外如果采用带隔离二极管的汇流箱，有散热问题。如果长期在高温密闭情况下，散热措施不得当，会加速汇流箱内元器件过早老化、变质。在汇流箱电流采集模块的稳定性和准确性的问题。尤其是主串的电流电压的很容易形成误判结果，为运维工作带来影响。选用非直流型断路器作为控制开关、或选用的断路器触点达不到要求，会造成断路器烧毁。质量控制措施，进行必要的驻厂监造，监督生产商使用通过认证的材料。

    在支架设计方面，光伏电站大量采用支架安装室外的环境，最大的问题就是风载荷的影响。如果考虑不到风载荷的影响，遇到强风容易发生支架倾覆、组件散落损坏。发生这样的问题，对光伏电站的影响就大了。组件压块质量隐患，这几个图片已经充分的反映了。这个照片是金属零件焊接质量太差了。这个是金属构建及材料的质量存在问题所造成的结果。对于支架设计质量控制，最好采取相关分析，分析软件对设计结果进行一定的方阵校核分析，可最大的限度的保障支架设计质量控制。现在对风力比较大的地区电站可以设立挡风设施来减少风力对光伏电站的破坏。

    在支架基础施工方面存在的问题，施工方偷工减料，混凝土不达标、隐蔽工程不按图纸要求施工这些问题。这是混凝土施工的钢筋偷工减料。这个照片是根本没有放钢筋，断裂了。这系混您图的质量不达标。还有混凝土装机深度不够，遇到大风的时候，支架都刮歪了。

    对于支架基础施工质量控制加强这几个方面的工作，第一是加强对施工方的设计交底要充分全面。第二要加强项目部人员合理配置，有些项目经理忙其他，现场没有人控制。第三加强施工人员的培训，在施工前必须对施工人员进行培训。第四是严格现场监理职责。第五是加强施工过程的现场监督。第六是尽可能的选用商砼。支架基础仿佛防腐方面，主要是电站支架基础没有进行有仿佛处理或者处理方法不符合要求。这个是基础未按要求涂刷防腐材料。这个是基础没有做任何的防腐，但是安装地方，沙土和混凝土的腐蚀性比较强。

    对于基础防腐控制措施，针对做地勘单位，严格工作的有效性。确保数据真实有效。第二是严格防腐施工作业，强化现场监督管理。第三严格按规范进行防腐设计。电站防洪，多数电站选址和设计中没有充分考虑当地水文、气象、地形等情况，或不打算做这方面的设计，造成电站建成后遭受洪水破坏的严重后果。有些被洪水冲刷以后，电站进行了不同的沉降，有些支架扭曲变形。

    针对这放了措施，主要是在项目开发立项阶段需要充分评估项目地的水文、气象、地形和历年降水以及山洪发生情况，合理进行防洪工程投资概算。整地时应避开降雨及冰雪融水形成的地表径流通道。多加单位规划在一个园区时，最好是共同出资建造防洪设施。

    电缆安装质量也有很多问题，高压电缆头击穿，对关键辅材质量缺少控制使用劣质材料进行安装，施工人员不具备相应资格能力，不按工艺规程操作，试验条件存在问题等等。设备接线端子及电缆烧毁，组件连接过程中电缆烧毁。电缆穿管作业不符合规范要求，绝缘层受损，埋下安全隐患。大面积室外环境下安装的光伏组件，很容易受到不可控的风的破坏力影响。强度再高的架，组件安装不按规定进行安装部件，也会存在安全隐患。

    组件采用压块在之际上固定时，当压块较短或组件间隙过大，有可能发生组件在强风下脱落，并形成阿米诺骨牌的效应。组件在安装过程中，安装人都是民工，他们对组件的安装不太了解，组件比较结实，组件安装过程中的踩踏以及二次搬运中的乱堆乱放，容易造成电池片的问题。

    另外设备工艺设计质量存在缺陷，在各类设备中都可能发生。一旦出现缺陷，很容易造成设备自身的问题或者是故障。电站系统质量的重要性，关系到投资方利益、总包方利益或者施工方利益，同时关系到设备供货方利益。投资方利益，发电量受损、维护量增大，运行费用增加，投资收益降低。总包及施工方利益，销缺不断，成本增加，工期延长，售后服务量增大，回款周期延长，项目利润水平降低，信誉度降低。对设备供货方来说，售后服务量增大，回款周期延长，质保金回收困难，项目利润水平降低，信誉度受损。质量问题同样关乎到光伏电站链条上的各个企业，他们是环环相扣，相互影响的。所以把好各自的质量关，才能给企业带来比较好的收益。谢谢大家。（根据录音整理，未经本人审阅）